天然气脱水流程与原理
天然气脱水流程与原理详解演示文稿
优选天然气脱水流程与原理
第一节 概 述 一、直接冷却法：
• 原理：通过降低天然气的温度， 利用水与轻烃凝结为液体的温 差，使水得以冷凝，从而达到 脱水的目的。
• 缺点：需要制冷设施对天然气 进行制冷。
天然气脱硫、脱水器
第一节 概 述
二、溶剂吸收脱水法
•原理：天然气与某种吸水能力强的化学溶剂相接触，利用化 学溶剂对水的吸收能力，吸收天然气中的水分，同时不与水 发生化学反应，最终达到脱水的目的。 •优点：吸收剂能通过一定的方法进行再生，使其能重复使用。
三、甘醇脱水工艺流程
湿天然气自吸收塔底部 进入，自下而上与从顶部进 入的三甘醇贫液相接触后， 干气从顶部流出；贫三甘醇 自塔顶进入，与吸收塔内湿 天然气充分接触后成为富液。 富液从塔底部流出，经过滤 器、换热器与贫三甘醇换热 后进入再生塔，富液再生后 成为贫液经与富液换冷后加 压循环注入吸收塔中。
194.2 -5.6 <1.33 314 1.092 1.128 全溶 237.8 2.4.4-233.9
10.2×10-3 2.18 4.5 1.457
第三节 吸收法脱水 三甘醇质量的最佳值
参数
pH值① 氯化物 烃类② 铁粒子② 水③
固体悬浮物 ③/(mg/L)
起泡倾向
颜色及 外观
富甘醇 7.0-8.5 <600 <0.3 <15 贫甘醇 7.0-8.5 <600 <0.3 <15
3.57.5
<1.5
<200 <200
泡沫高度， 高度1020mL;破裂 时间，5s
洁净， 浅色到 黄色
①富甘醇由于有酸性气体溶解，其pH值较低。
天然气脱水工程设计
天然气脱水工程设计一、工程背景随着天然气的广泛应用和需求的不断增长，对天然气质量的要求也越来越高。
水分是天然气中常见的污染物之一，它会降低热值，同时在输送管道中形成水合物，对管道造成腐蚀。
因此，在天然气输送前，必须对天然气进行脱水处理。
二、脱水方法常用的天然气脱水方法有物理吸附脱水法和化学吸附脱水法。
物理吸附脱水法是利用吸附剂吸附天然气中的水分子，将其从天然气中分离出来；化学吸附脱水法是利用化学剂将天然气中的水分子转化为可分离的液体，然后通过沉降或过滤等方法将其从天然气中去除。
三、脱水工艺流程1.初级脱水：将天然气通过冷凝器冷却，使水分子与天然气中的液体相结合形成水合物，然后通过隔离器将水合物与天然气分离，并排出水分。
2.中级脱水：将初级脱水后的天然气通过填充吸附剂的吸附器，吸附剂将天然气中的水分子吸附，将干燥的天然气从吸附剂中排出。
3.精制脱水：将中级脱水后的天然气通过再生装置，使吸附剂再生并去除吸附剂上的水分，然后将天然气和再生气体分离，并排出。
四、关键设备和工程参数1.冷凝器：用于初级脱水过程中冷却天然气。
2.隔离器：用于初级脱水过程中将水合物与天然气分离。
3.吸附器：用于中级脱水过程中吸附天然气中的水分子。
4.再生装置：用于精制脱水过程中再生吸附剂并去除水分。
工程参数包括天然气流量、水合物含量、吸附剂种类和用量等。
五、安全与环保考虑在天然气脱水工程设计中，需要考虑到安全和环保因素。
例如，在设计吸附剂选择和用量时，需要考虑到吸附剂的毒性和可再生性。
此外，需要合理设计安全设备和应急措施，确保工程安全运行。
总结：天然气脱水工程设计是为了去除天然气中的水分，提高天然气质量和热值。
在设计中需要考虑脱水方法、工艺流程、关键设备和工程参数以及安全与环保因素。
通过合理的天然气脱水工程设计，可以有效提高天然气的质量和利用效率。
天然气脱水流程与原理优秀课件
第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程
低 温 集 输 工 艺 流 程 图 （ 二 ）
第三节 吸收法脱水
一、吸收剂
对吸收剂的要求：
吸收容量：对水有高的吸附能力； 选择性：具有较高的选择性吸附能力； 饱和蒸汽压：越小越好，可减小循环量，节约热、电、吸收塔直径等； 沸点：应在443K～473K范围内； 粘度：影响热量传递和输送的重要因素，粘度小将节约热能和电能； 热化学稳定性：热化学性质稳定性，便于再生，要求一般使用6～18年。 其他：密度小；有足够的强度；价格便宜。
天然气脱硫、脱水器
第一节 概 述
二、溶剂吸收脱水法
•原理：天然气与某种吸水能力强的化学溶剂相接触，利用化 学溶剂对水的吸收能力，吸收天然气中的水分，同时不与水 发生化学反应，最终达到脱水的目的。 •优点：吸收剂能通过一定的方法进行再生，使其能重复使用。
三、固体吸附脱水法
•原理：天然气与亲水性强的多孔物质相接触，利用多孔物质 宏大的比表面积吸附天然气中的水分，达到脱水的目的。 •优点：吸附剂能再生，可重复使用。 •特点：适用于深度脱水。
一、常温集输工艺流程
常 温 分 离 集 输 工 艺 流 程 图 （ 二 ）
第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程
低温分离的集气流程适用范围： • 天然气压力高、产量大； • 天然气中含有较高硫化氢、二氧化碳和凝析油和汽液水； • 为了增加液烃回收量，降低天然气露点。
第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程
CQUST
天然气脱水流程与原理
天然气脱水
第一节 概 述 •脱水的目的：
•降低输送负荷 •减小设备及管道腐蚀 •防止水合物的生成 •防止液泛 •达到商品气质要求
天然气脱水工艺流程介绍(ppt 30页)
①工艺简单,操作容易，占地面积小；
②不需要额外加入溶剂，不需再生，无二次污染;
③可利用天然气本身的压力作为推动力，几乎没有压力损失;
④操作弹性大，可通过调节膜面积和工艺参数来适应处理量
的波动。
中国石油塔里木油田公司
迪那筹备组
讲座提 纲
一、脱水的原
因 二、脱水方法简
介 三、脱水工艺介
绍 四、各工艺的注意事
节流阀制冷
膨胀制冷
膨胀机制冷
低温分离法
丙烷制冷
热分离机制冷等
中国石油塔里木油田公司
迪那筹备组
脱水的方
法
• 溶剂吸收法：
利用某些液体物质不与天然气中的水分发 化学反应，只对水有很好的溶解能力且溶水 后蒸气压很低，可再生和循环使用的特点。 将天然气中水汽脱出。这样的物质有甲醇、 甘醇等。由于吸收剂可再生和循环使用，故 脱水成本低，已得到广泛使用。
油气田无自由压降可利用，满足 管输天然气水露点要求的场合。
1、脱水后干气中水含量可 低于1ppm，水露点可低于90℃； 2、对进料气体温度、压力 、流量变化不敏感； 3、操作简单，占地面积小 4、无严重腐蚀和发泡方面 的问题。
1、对于大装置，其设备投 资大，操作费用高； 2、气体压降大； 3、吸附剂使用寿命短，一 般三年需更换，增加成本； 4、耗能高，低处理量时更 明显；
• 牙哈320万方/日凝析气处理装置：设计处理天然 气320万方/天、凝析油产量为50万吨/年， 2000 年10月31日投产装置通过经J-T阀节流降温[加注 乙二醇防冻]，脱除天然气中的水，并实现轻烃回 收。
中国石油塔里木油田公司
迪 三那 甘筹 醇备脱水组 工
艺
各工艺的注意 事项
第7章 天然气的脱水
3、吸收塔塔板数的确定
Kremser-Brown方程
y N 1 y1 A A 实际吸水量 N 1 y N 1 y0 A 1 理论吸水量
N 1
式中 yN+1——进吸收塔湿原料气中水的摩尔分数
y1——离开吸收塔干气中水的摩尔分数
y0——当离塔干气与进塔贫三甘醇溶液处于平衡时，干气 中水的摩尔分数 N——吸收塔理论塔板数 A——吸收因子
19
问题
影响三甘醇脱水关键因素是什么？ 三甘醇贫液浓度
20
提高三甘醇贫液浓度的方法
(1) 减压再生 可将三甘醇提浓至 98.5% （质）以上。 但减压系统比较复杂，限制了该法的应用。 (2) 气体汽提 典型流程见图7-7。 气体汽提是将甘醇溶液同热的汽提气接 触，以降低溶液表面的水蒸气分压，使甘 醇溶液得以提浓到 98.5%( 质 ) 以上。此法是 现行三甘醇脱水装置中应用较多的再生方 21 法。
其中 Q——被处理气体的体积流量，基米3/天， ——天然气相对密度（空气相对密度为1.0） Mn——被处理气体的分子量
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二、三甘醇再生系统的计算
1．再生系统操作条件的确定
(1)再生温度和压力
再生温度和压力 一般采用常压再生 。 常压下，三甘醇的热分解温度约为 206C。因而重沸器的温度不应高于此值， 通 常 为 191 ～ 193C ， 最 高 不 应 超 过 204C 。
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(1)再生温度和压力
在罐式重沸器中，气液两相可认为达到 平衡，此汽一液两相平衡系统的温度和压 力关系如图 7-19 所示。已知重沸器压力 （甘醇蒸汽和水蒸汽分压之和）和要求达 到的三甘醇溶液浓度，则由图7-19可以查 出相应的重沸器温度，如有惰性气体存在 时，则应由重沸器压力中扣除惰性气体分 压后，再由图查出相应的温度。
天然气电脱水原理和基本流程
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天然气脱水工艺流程
天然气脱水工艺流程包括以下步骤：
1.来自集气站压力为8.8MPa、温度为23℃的原料天然气进入原料
气重力分离器与过滤分离器，分出液态水分及其他杂质，然后进入TEG吸收塔的下部，自下而上流动，与从上而下的贫TEG 逆流接触，脱除其中水分。
2.干气从塔顶流出，经干气分离器分离出夹带的三甘醇后，出装
置至外输管线。
3.吸收了水分的TEG富液从TEG吸收塔底部流出，经减压后进
入重沸器上部的富液精馏柱顶换热盘管，加热后进入闪蒸罐闪蒸，闪蒸气进入燃料气系统。
4.闪蒸后的富液先后通过机械过滤器和活性炭过滤器，以除去其
中的机械杂质和降解产物。
5.过滤后的富液经TEG缓冲罐与热的贫TEG换热后进入富液精
馏柱，与来自重沸器的蒸汽逆流接触而得到部分提浓。
6.在重沸器内，富液被加热至约200℃。
7.TEG溶液经贫液精馏柱进入缓冲罐，与自下而上的气提气在贫
液精馏柱中逆流接触，以进一步提高贫TEG浓度。
8.高温TEG贫液在缓冲罐内与冷的TEG富液换热后，经冷却器
冷却。
9.TEG循环泵升压后送至吸收塔上部完成TEG吸收和再生循环
过程。
天然气处理原理、流程
天然气的组成和性质
1
天然气主要由甲烷组成，还含有少量的乙烷、丙 烷、丁烷等烃类物质，以及氮、二氧化碳等非烃 类气体。
2
天然气是一种无色、无味、低毒性的气体，具有 高热值、燃烧稳定等特点，是清洁能源的重要来 源。
3
天然气的物理性质包括密度、粘度、比热容、导 热系数等，这些性质对天然气的处理和运输都有 重要影响。
天然气处理的必要性
天然气中含有水蒸气、硫化氢、二氧化碳等杂质，这些杂质不仅影响天然气的品质， 还会对管道和设备造成腐蚀和堵塞。
在天然气开采过程中，还可能夹带泥沙、岩石等固体杂质，这些杂质也需要进行分 离和排除。
天然气的处理是确保天然气安全、高效输送和利用的重要环节，也是实现天然气工 业可持续发展的必要条件。
防止水合物形成
在脱水过程中，应防止天然气中的水 蒸气与烃类气体反应形成水合物，以 避免堵塞管道和设备。
天然气的脱硫和脱氮
脱硫
采用物理或化学方法，将天然气中的硫化氢、硫醇等含硫化合物脱除，以满足 环保要求和防止腐蚀。
脱氮
通过各种吸附、分离等技术，将天然气中的氮气脱除，以提高天然气的热值和 品质。
天然气的压缩和液化
天然气处理的目的
提高天然气的品质
通过脱硫、脱碳等处理，降低天然气中的有害物质含量，使其达 到商品天然气标准。
满足市场需求
根据市场需求和用户要求，对天然气进行加工和调整，生产不同热 值和组成的天然气产品。
实现资源最大化利用
通过回收和处理天然气中的轻烃和凝液等副产品，提高资源的综合 利用效率。
02 天然气处理原理
脱水设备
分子筛脱水
利用分子筛的吸附作用，将天然气中的水分吸附并脱除。
甘醇脱水
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CQUST
第三节
甘醇脱水剂
分子式 相对分子质量 冰点， ℃ 蒸气压 (25 ℃),Pa 沸点, ℃ 密度 (60 ℃) (103.3kPa, 24 ℃) 溶解度 20 ℃ 理论热分解温度 ℃ 实际使用再生温度 ℃ 闪点, ℃ 粘度 (20 ℃),Pa.s
吸收法脱水
常用甘醇脱水剂的物理性质
一甘醇
CH2CH2 (OH)2 62.1 -11.5 16 197.3 1.085 1.085 全溶 165 129 115.6 O CH2CH2 OH 106.1 -8.3 <1.33 244.8 1.088 1.1184 全溶 164.4 148.9-162.8 143.3 35.7×10-3 5.08×10-3 2.43 4.7 1.43 7.6×10-3 2.31 4.4 1.446 CH2CH2 OH 150.2 -7.2 <1.33 285.5 1.092 1.1254 全溶 206.7 176.7-196.1 165.6 47.8×10-3 9.6×10-3 2.20 4.5 1.454 10.2×10-3 2.18 4.5 1.457
CQUST
第二节 直接冷却法脱水
一、常温集输工艺流程
常 温 分 离 集 输 工 艺 流 程 图 （ 二 ）
CQUST
第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程 低温分离的集气流程适用范围： • 天然气压力高、产量大； • 天然气中含有较高硫化氢、二氧化碳和凝析油和汽液水； • 为了增加液烃回收量，降低天然气露点。
吸收法脱水
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第三节 吸收法脱水
常用吸收剂： 甘醇类化合物：二甘醇、三甘醇等 氯化钙水溶液
CQUST
第三节 吸收法脱水
常用脱水吸收剂比较
脱水吸收剂 CaCl2 水溶液 优点
①投资与操作费用低，不 燃烧 ②在更换新鲜CaCl2前可无 人值守 ①浓溶液不会“凝固” ②天然气中含有H2S、CO2 O2时，在一般温度下是稳定 的 ③吸水容量大 ①投资与操作费用低，不 燃烧 ②在更换新鲜CaCl2前可无 人值守
适用范围
边远地区小流量、 露点降要求较小的 天然气脱水
二甘醇 (DEG)水溶液
集中处理站内大流 量、露点降要求较 大的天然气脱水
三甘醇 (TEG)水溶液
集中处理站内大流 量、露点降要求较 大的天然气脱水
CQUST
第三节 吸收法脱水
二、甘醇脱水基本原理及物化性质
结构：
CH2—CH2—OH O CH2—CH2—OH 二甘醇 CH2—O—CH2—CH2—OH 三甘醇 CH2—O—CH2—CH2—OH
进行制冷。
天然气脱硫、脱水器
CQUST
第一节 概 述
二、溶剂吸收脱水法
•原理：天然气与某种吸水能力强的化学溶剂相接触，利用化 学溶剂对水的吸收能力，吸收天然气中的水分，同时不与水 发生化学反应，最终达到脱水的目的。 •优点：吸收剂能通过一定的方法进行再生，使其能重复使用。
三、固体吸附脱水法
•原理：天然气与亲水性强的多孔物质相接触，利用多孔物质 宏大的比表面积吸附天然气中的水分，达到脱水的目的。 •优点：吸附剂能再生，可重复使用。 •特点：适用于深度脱水。
缺点
①吸收水容量小,且不能重复使用 ②露点降较小,且不稳定 ③更换CaCl2时劳动强度大,且有废 CaCl2水溶液处理问题 ①蒸气压较TEG高，蒸发损失大 ②理论热分解温度较TEG低，仅为 164.4 ℃，故再生后的DEG水溶液浓 度较小 ③露点较TEG溶液得到的小 ④投资及操作费用较TEG高 ①投资及操作费用较CaCl2水溶液法 高 ②当有液烃存在时再生过程易起泡， 有时需要加入消泡剂
CQUST
天然气脱水
重庆科技学院石油与天然气工程学院 制作
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天然气脱水 第一节 概 述 •脱水的目的：
•降低输送负荷 •减小设备及管道腐蚀 •防止水合物的生成 •防止液泛 •达到商品气质要求
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第一节 概 述
一、直接冷却法：
• 原理：通过降低天然气的温度， 利用水与轻烃凝结为液体的温 差，使水得以冷凝，从而达到 脱水的目的。 • 缺点：需要制冷设施对天然气
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第三节 吸收法脱水
三甘醇质量的最佳值
参数 pH值① 氯化物 烃类② 铁粒子② 水③ 3.57.5 <1.5 固体悬浮物 ③/(mg/L) <200 <200 起泡倾向 颜色及 外观
富甘醇 贫甘醇
7.0-8.5 7.0-8.5
<600 <600
<0.3 <0.3
<15 <15
泡沫高度， 高度1020mL;破裂 时间，5s
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第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程
低 温 集 输 工 艺 流 程 图 （ 一 ）
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ第二节 直接冷却法脱水
二、低温集输工艺流程
低 温 集 输 工 艺 流 程 图 （ 二 ）
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第三节 一、吸收剂
对吸收剂的要求：
吸收容量：对水有高的吸附能力； 选择性：具有较高的选择性吸附能力； 饱和蒸汽压：越小越好，可减小循环量，节约热、电、吸收塔直径等； 沸点：应在443K～473K范围内； 粘度：影响热量传递和输送的重要因素，粘度小将节约热能和电能； 热化学稳定性：热化学性质稳定性，便于再生，要求一般使用6～18年。 其他：密度小；有足够的强度；价格便宜。
二甘醇
CH2CH2 OH
三甘醇
CH2CH2 OH
四甘醇
C2H4OC2H4OH O C2H4OC2H4OH 194.2 -5.6 <1.33 314 1.092 1.128 全溶 237.8 2.4.4-233.9
(60 ℃),Pa.s
比热容 kJ/(kg.k) 表面张力 (25 ℃),N/m2 折光指数 ( (25 ℃)
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第二节 直接冷却法脱水
常温分离流程
一、常温集输工艺流程
根据防止形成
水合物的方法分为：
•常温分离流程 •低温分离流程
低温分离流程
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第二节 直接冷却法脱水
一、常温集输工艺流程
常温分离流程适用于：硫化氢含量低、凝析油不多的天然气。
常 温 分 离 集 输 工 艺 流 程 图 （ 一 ）
洁净， 浅色到 黄色
①富甘醇由于有酸性气体溶解，其pH值较低。 ②由于过滤器效果不同，贫、富甘醇中烃类、铁粒子及固体悬浮物含量会有区别。 烃含量为质量分数。 ③贫、富甘醇的水含量（质量分数）相差在2%～6%