天然气分子筛脱水装置工艺设计
1 概述
1.1 设计要求
原料气压力为4.5MPa，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为3.2mm，堆密度为660kg/m3，吸附周期采用8小时。
其具体内容如下：
1. 绘制天然气脱水工艺流程图；
2. 确定工艺流程的主要工艺参数；
3. 对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。
4. 确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。
5. 编写工程设计书。
1.2 设计范围
分子筛吸附塔装置
导热油换热单元
过滤器
再生气分离器
连接管道
排污放空系统
安全阀，调压阀
1.3 设计原则
1) 贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。
2) 贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂安全、稳定地运行。
3) 根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。
4) 充分考虑环境保护，节约能源。
1.4 气质工况及处理规模
气体处理规模：100×104 m3/d
原料气压力：4.5 MPa
原料气温度：30 ℃
脱水后含水量：≤1 ppm
天然气气质组成见表1-1。
表1-1 天然气组成表（干基）
1.5 分子筛脱水工艺流程
1.5.1 流程选择
本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、101.325kPa标准状态下）。对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用2个吸附塔或3个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。
在两塔流程中，一塔进行脱水操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。在三塔或多塔流程中，切换的程序有所不同，通常三塔流程采用一塔吸附、一塔再生、一塔冷吹同时进行。
表1-2 三塔方案（常规）时间分配表
吸附器 0～8h 8～16h 16～24h
分子筛脱水塔A 吸附 加热 冷却
分子筛脱水塔B 冷却 吸附 加热
分子筛脱水塔C 加热 冷却 吸附
由表1-1可以看出，在三塔方案中，加热炉连续工作，并且冷吹再生时间长，期间的加热、冷却功率相对较小，三塔流程灵活性较高。 组分 H2 He N2 CO2 C1 C2
mol% 0.097 0.052 0.55 0.026 94.595 3.305
组分 C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6+
mol% 0.73 0.121 0.156 0.056 0.052 0.262
表1-3 两塔方案（常规）时间分配表
吸附器 0～8h 8～16h
分子筛脱水塔A 吸附 加热/冷却
分子筛脱水塔B 加热/冷却 吸附
由表1-2可以看出，分子筛两塔脱水装置运行时，始终保持一塔处于吸附状态，另一塔处于再生状态。因此，加热炉操作不连续，点火、停炉频繁，不利于装置的长周期正常、平稳运行，且会造成一定的热损失。但两塔流程简单，其吸附时间增长，能耗大大降低。两塔流程较三塔流程减少1座吸附塔，大大节约了设备采购费用。由于设备数量的减少，操作维护费用也将大大降低。同时，由于减少了设备、工艺管线的数量，实际上也相应削减了管线、设备穿孔泄露的风险，提高了安全可靠性。且吸附、再生、冷却过程为密闭过程，对环境污染少。
两塔流程由装填有分子筛的两个塔组成,假设塔2在进行干燥,塔1在进行再生。在再生期间,所有被吸附的物质通过加热而被脱吸,为该塔的下一个吸附周期作准备。湿原料气一般经原料气过滤分离器,除去携带的液滴后自上而下地进入分子筛脱水塔(塔2),进行脱水吸附过程。脱除水后的干气一般经产品气粉尘过滤器除去分子筛粉尘后,作为本装置产品气输送出去。
且选用两塔流程仍有扩建空间。若以后天然气处理量逐步增大，可能导致分子筛床层内气体流速增大，部分分子筛被击碎，并被原料气携带进入粉尘过滤器，造成粉尘过滤器滤网堵塞，装置运行不平稳。则可对分子筛脱水工艺流程进行改造，在原两塔的基础上增加一台同规格的分子筛干燥塔，将“两塔流程”改为“三塔流程”，同时增加配套的自控系统，以完成扩建。
因此，本设计中采取分子筛两塔吸附脱水流程。
1.5.2分子筛脱水工艺流程介绍
附图1为吸附法脱水流程。原料气自上而下流过分子筛吸附塔进行吸附脱水，脱水后的干气含水小于1 ppm，分子筛出口原料气经分子筛出口过滤器除去其中夹带的分子筛粉尘和杂质后进制冷单元。
分子筛干燥器采用两塔操作流程，8小时自动切换1次，原料气切换到已再生完毕的分子筛吸附塔进行吸附脱水，水饱和的吸附塔经再生、冷吹完成再生过程。再生气可以用干气或原料气，将气体用热油导热的方式进行加热，加热到一定温度后，进
入吸附塔再生。当床层出口气体温度升至预定温度后，则再生完毕。此时将加热器停用，再生气经旁通入吸附塔，用于冷却再生床层。当床层温度冷却到要求温度时又可开始下一循环的吸附。吸附塔出再生气经再生气冷却器冷却，进入再生气分离器，分出游离水后作为生活及装置用气。
吸附操作时塔内气体流速最大，气体从上向下流动，这样可使吸附剂床层稳定，不致动荡。再生时，气体从下向上流动，一方面可以脱除靠近进口端被吸附的物质，并且不使其流过整个床层。另外，可使床层底部干燥剂得到完全再生，因为床层底部是湿原料气吸附干燥过程最后接触的部位，直接影响流出床层的干燥天然气质量。
1.6 遵循的主要标准、规范
SY/T 0076-2003《天然气脱水设计规范》
HG/T 20570.2-95《安全阀的设置和选用》
SY/T 0524-2008《导热油加热炉系统规范》
GB/T 8163-2008《输送流体用无缝钢管》
GB/T 17395-2008《无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差》
GB 50251-2003《输气管道工程设计规范》
GB 50350-2005《油气集输设计规范》
GB 8770-1988《分子筛动态水吸附测定方法》
GB/T 9019-2001《压力容器公称直径》
GB 150-1998《钢制压力容器》
SH3098-2000《石油化工塔器设计规范》
JB731-2008《锅炉和压力容器用钢板》
SY/T 0515-2007《油气分离器规范》
HGT21618-1998《丝网除沫器》
2工艺参数及设备选型
2.1 工艺参数优选
分子筛脱水由吸附和再生两部分组成，吸附采用双塔流程，再生加热气和冷吹气采用干气，加热方式采用导热油炉加热。其主要设备由分子筛吸附器、再生气加热炉、再生气冷却器、再生气分离器。
选用4A分子筛脱水，其特性如下：
分子筛粒子类型：直径3.2mm球形
分子筛的有效湿容量：8kg（水）/100kg（分子筛）
分子筛堆积密度：660kg/m3
分子筛比热：0.96kJ/（kg·℃）
瓷球比热：0.88kJ/（kg·℃）
操作周期为8小时，再生加热时间为4.5小时，再生冷却时间为3.2小时，操作切换时间为0.3小时。加热炉进口温度为30℃，加热炉出口温度为275℃。
由HYSYS软件计算出的基础数据如下：
原料气压力：4.5MPa
原料气温度：30℃
床层温度：35℃
天然气气体流量：29743.34kg/h
饱和含水量：34.76kg/h
天然气相对湿度：100%
天然气在4.5MPa、30℃下的密度：33.89kg/m3
天然气在4.5MPa、30℃时粘度：0.0125cP
再生加热气进吸附器的压力：4500kPa
再生加热气进吸附器的温度：260℃
再生加热气出吸附器的温度：200℃
再生气在260℃、4500kPa下的密度：17.44kg/m3
再生气在260℃、4500kPa的热焓：-3826kJ/kg
再生气在117.5℃、4500kPa的热焓：-4226kJ/kg
再生气在275℃、4500kPa的热焓：-3780kJ/kg
干气温度：30℃
干气压力：4500kPa
干气将床层冷却到：30℃
干气在30℃、4500kPa的密度：33.88 kg/m3
干气在30℃、4500kPa的热焓：-4448 kJ/kg
干气在130℃、4500kPa的热焓：-4193 kJ/kg
干气在30℃、4500kPa下的低位热值：49210 kJ/kg
2.2 物料平衡表
表2-1 100×104 m3/d 天然气分子筛脱水装置设计 物料表
物料流 1 2 3 4 5 6 7
气体分率 1 1 1 1 0.9825 1 0
温度，℃ 30 35 30 260 30 29.87 29.87
压力，KPa 4500 4500 4500 4500 4480 4450 4450
摩尔流量,kmol/h 1736.835 1734.903 180.8 180.8 180.8 177.628 3.172
质量流量，kg/h 29743.35 29708.55 3096.03 3096.03 3099.03 3041.89 57.14
液体体积流量,m3/h 95.65 95.61 9.96 9.96 9.84 9.78 0.06
热流量，kJ/h -1.33E+08 -1.32E+08 -1.38E+07 -1.18E+07 -1.45E+07 -1.36E+07 -9.06E+05
质量密度,kg/m3 17.125 17.124 17.124 17.124 17.141 17.125 18.015
分子量 33.89 33.13 33.88 17.44 34.33 33.49 1005.01
压缩因子 0.9023 0.9079 0.9023 0.9968 — 0.9031 0.0317
粘度,cp 0.0125 0.0126 0.0125 0.0184 — 0.0124 0.7995
组
成
（mol%） 氢气 0.0969 0.0970 0.0970 0.0970 0.0952 0. 0969 0. 0000
氦气 0.0519 0.0520 0.0520 0.0520 0.0510 0. 0519 0. 0000
氮气 0.05494 0.5500 0.5500 0.5500 0. 5397 0. 5494 0. 0003
二氧化碳 0.0260 0.0260 0.0260 0.0260 0.0255 0. 0260 0. 0004
甲烷 94.4898 94.5950 94.5950 94.5950 92.8320 94.4896 0. 0000
乙烷 3.3013 3.3050 3.3050 3.3050 3.2434 3.3013 0. 0000
丙烷 0.7292 0.7300 0.7300 0.7300 0. 7164 0. 7292 0.0000
异丁烷 0.1209 0.1210 0.1210 0.1210 0. 1187 0. 1209 0. 0000
分子筛吸附脱水塔
分子筛吸附脱水塔
一、引言
分子筛吸附脱水塔是一种常见的工业设备，主要用于去除气体或液体中的水分。它利用分子筛的吸附性能，通过物理吸附作用将水分分离出来，从而实现脱水的目的。本文将介绍分子筛吸附脱水塔的工作原理、结构特点以及应用领域。
二、工作原理
分子筛是一种具有规则孔径的多孔晶体材料，其孔径大小可以根据不同的需求进行调整。在分子筛吸附脱水塔中，分子筛通常以颗粒或颗粒填充剂的形式存在。当湿气通过分子筛层时，水分子可以通过物理吸附作用被分子筛表面的孔道所吸附，而其他气体分子则可以通过分子筛层无阻碍地通过。这样，湿气中的水分就会被分子筛吸附下来，从而实现脱水的效果。
三、结构特点
1. 分子筛层：分子筛吸附脱水塔的核心部分是分子筛层，它通常由多孔材料制成，具有高度的孔隙度和表面积，以增强吸附效果。分子筛层的厚度可以根据实际需求进行调整。
2. 进出口管道：分子筛吸附脱水塔通常设有进出口管道，用于将待处理的湿气引入和排出。这些管道通常采用耐腐蚀材料制成，以适应不同的工作环境。
3. 控制装置：分子筛吸附脱水塔通常还设有控制装置，用于控制湿气的进出和分子筛层的工作状态。这些控制装置可以根据需要进行手动或自动操作，以实现脱水效果的调节和监控。
四、应用领域
分子筛吸附脱水塔广泛应用于许多工业领域，特别是那些对湿气含量要求较高的行业。以下是一些常见的应用领域：
1. 石油化工：在石油、天然气和化工生产过程中，湿气的存在会对设备的正常运行和产品质量造成不利影响。分子筛吸附脱水塔可以有效地去除湿气，保证生产过程的稳定性和产品的质量。
2. 制药工业：在制药过程中，湿气的存在可能导致药品的稳定性和保存期限的降低。分子筛吸附脱水塔可以帮助去除湿气，提高制药产品的质量和稳定性。
3. 食品工业：在食品加工和储存过程中，湿气的存在可能导致食品腐败和变质。分子筛吸附脱水塔可以帮助去除湿气，延长食品的保存期限和保持食品的新鲜度。
分子筛三塔脱水
分子筛三塔脱水
分子筛三塔脱水工艺是一种先进的脱水技术，主要应用于天然气、炼厂气等气体脱水领域。相比于传统的两塔脱水工艺，三塔脱水工艺具有更高的效率和稳定性，能够更好地满足工业生产的需求。
在分子筛三塔脱水工艺中，通常采用三个塔进行脱水操作。第一个塔为原料气进入的塔，用于初步脱水和预处理；第二个塔为再生塔，用于对分子筛进行再生和循环使用；第三个塔为产品气出塔，用于最终的产品气处理和干燥。
在具体操作中，原料气首先进入第一个塔进行初步脱水处理，脱去大部分的水分和杂质。然后，经过预处理的原料气进入第二个塔进行深度脱水，使气体达到更高的干燥度。最后，经过第二个塔处理后的气体进入第三个塔，进行最终的产品气处理和干燥。
相比传统的两塔脱水工艺，分子筛三塔脱水工艺具有以下优点：
更高的脱水效率：由于采用三个塔进行脱水操作，分子筛三塔脱水工艺能够更好地控制每个塔的操作条件，从而提高整体的脱水效率。
更好的产品气质量：采用三塔脱水工艺，可以更好地控制产品的干燥度和纯度，从而获得更高质量的产品气。
更高的稳定性：三塔脱水工艺中每个塔的功能明确，操作稳定，从而提高了整个系统的稳定性。
更长的分子筛寿命：由于三塔脱水工艺中的再生塔可以更好地对分子筛进行再生和循环使用，从而延长了分子筛的使用寿命。
更低的能耗：由于三塔脱水工艺中每个塔的操作条件可以得到更好的控制，从而降低了整个系统的能耗。
总之，分子筛三塔脱水工艺是一种高效、稳定、节能的脱水技术，在工业生产中得到了广泛应用。
天然气三甘醇脱水一体化集成装置工艺运行参数优化
天然气三甘醇脱水一体化集成装置工艺运行参数优化
前言
三甘醇溶剂吸收法进行天然气脱水，是天然气工业中应用较为广泛的脱水方法。通过对脱水工艺流程各参数优化，制定定量和变量进行分析、模拟，在满足外输天然气气质要求的前提下，优选出最佳运行参数，达到降本增效、绿色运行的目的。
1、三甘醇脱水系统工艺流程
在天然气进入三甘醇脱水装置脱水前，游离水经前端分离器分离，基本完成分离，三甘醇脱水的主要目的是将天然气中的饱和水脱除，使得天然气达到外输水露点要求。
1.1三甘醇脱水流程
含饱和水的湿天然气从三甘醇吸收塔下部进入，与从塔顶下来的三甘醇贫液逆流接触，以脱除天然气中的饱和水，脱水后的净化气经塔顶丝网除雾除去大于5μm的三甘醇液滴后由塔顶部出塔。干天然气出塔后，经过套管式气液换热器与进塔前的热贫甘醇换热，降低贫三甘醇进塔温度。
1.2三甘醇再生部分
贫三甘醇由塔上部进入吸收塔，由上而下与由下而上的湿天然气充分接触，吸收天然气饱和水，形成三甘醇富液。三甘醇富液从吸收塔下部流出，经三甘醇循环泵进入精馏柱换热盘管，加热至35～60℃后进入闪蒸罐，闪蒸分离出溶解在富液中的烃气体。 三甘醇从闪蒸罐下部流出，依次进入滤布过滤器和活性炭过滤器。通过滤布过滤器除去富甘醇中5μm以上的固体杂质；通过活性炭过滤器吸附掉富液中的部分重烃及三甘醇再生时的降解物质。
经过滤后的三甘醇富液进入贫富液换热器，与三甘醇贫液换热升温至130℃～160℃后进入精馏柱。在精馏柱中，通过精馏段、塔顶回流及塔底重沸的综合作用，使三甘醇富液中的水份及很小部分烃类分离出塔。塔底重沸温度为190℃～204℃，三甘醇重量百分比浓度可达98.5%～99.0%。重沸器中的三甘醇贫液经贫液汽提柱，溢流至重沸器下部三甘醇缓冲罐，在贫液汽提柱中可由引入汽提柱下部的热干气对贫液进行汽提，经过汽提后的贫甘醇重量百分比浓度可达99.8%。三甘醇贫液经过缓冲罐外壁的冷却，温度降至170℃左右出缓冲罐，进入贫富液换热器，与三甘醇富液换热，温度降至55～65℃左右进三甘醇循环泵，由三甘醇循环泵增压后进套管换热器与外输气换热至25～45℃进入吸收塔循环利用。
分子筛脱水计算
1.分子筛脱水工艺参数：
处理量100410Nm3/d（0℃，101325Pa），即4.1667410Nm3/h
吸附周期：T=8小时
分子筛有效吸附容量：取8kgH2O/100kg分子筛
按全部脱去考虑，需脱水量：hkg/53.809663.024101004（0℃？，101325Pa）。操作周期T=8h，总共脱水：kg24.64453.808。天然气的压缩系数Z=0.9023。
则操作条件下气体量：Q=877.74m3/h（30℃，4.5MPa），工况下密度为3gm/kg89.33（30℃，4.5MPa），所以，气体质量流量：hkgGg/34.29743。
已知3bm/kg660，m0032.0Dp即可根据雷督克斯的半经验公式求得吸附塔直径，半经验公式如下：5.0pgbDCG
式中 G——允许的气体质量流速，)sm/(kg2；
C——系数，气体自上向下流动，取0.25~0.32；自下向上流动，取0.167；
b——分子筛的堆密度，kg/3m；
g——气体在操作条件下的密度，kg/3m；
Dp——分子筛的平均直径（球形）或当量直径（条形），m。
因此，)/(525.164010032.089.3366029.0360025.0hmkgG
吸附塔的截面积：mF8134.1525.1640134.29743。
直径：mD52.1)785.0/8134.1(5.0，取1.5m。则，F=1.76625m2，气体流速smhmvg/138.0/951.49676625.1/74.8772（30℃，4.5MPa）。
吸附器高径比计算
原料气饱和水含量 mol%为0.001112
原料气的摩尔流量为1736.835 kgmole/h
hkg/76.34018.01000835.1736001112.0
毕业设计--三甘醇脱水系统设计(附图纸)
1 论文目录
一.三甘醇脱水系统设计摘要及绪论----------------------------------------1
二.工艺流程特点----------------------------------------------------------------3
三.三甘醇吸收脱水的原理流程----------------------------------------------5
四.三甘醇脱水的工艺参数选取----------------------------------------------8
五.三甘醇脱水装置工艺计算-------------------------------------------------12
一.分离器的选择与工艺计算---------------------------------------------12
二.吸收塔的工艺计算------------------------------------------------------22
1. 进塔贫甘醇溶液浓度的确定---------------------------------------22
2. 吸收剂贫三甘醇溶液用量的确定---------------------------------23
3. 吸收塔塔板数的确定------------------------------------------------25
4. 甘醇吸收塔的选型和塔径以及各种参数计算------------------30
三.换热器的设计------------------------------------------------------------40
四.管道的设计---------------------------------------------------------------42
呼图壁储气库天然气脱水工艺优化
集输处理陈月娥等：呼图壁储气库天然气脱水工艺优化
油气田地面工程呼图壁储气库天然气脱水工艺优化
陈月娥1张湘玮2徐长峰1张哲1东静波1邵克拉1林敏1左丽丽2
1新疆油田公司呼图壁储气库作业区2中国石油大学（北京）
摘要：基于呼图壁储气库集注站采出天然气处理的工艺流程，针对供应西气东输二线的天然气
节流后压力不足，应急工况下水露点存在一定风险的问题，对现有天然气脱水工艺流程进行改
造。采用PR状态方程进行工艺模拟，用HYSYS软件分别建立三甘醇脱水和丙烷制冷脱水两种
仿真模型，对主要工艺参数进行敏感性分析。结果表明，降低三甘醇循环量、重沸器温度和汽
提气量能够降低三甘醇脱水工艺的能耗；降低丙烷制冷脱水工艺的天然气预冷温度和丙烷冷凝
温度，提高丙烷蒸发温度，有助于压缩机节能降耗。综合两种方案技术经济特性，推荐采用丙
烷制冷脱水工艺以满足外输天然气水露点控制要求和压力要求。
关键词：呼图壁储气库；丙烷制冷脱水；三甘醇脱水；HYSYS模拟；工艺比选
OptimizationofNaturalGasDehydrationProcessinHutubiGasStorageCHENYue'e1，ZHANGXiangwei2，XUChangfeng1，ZHANGZhe1，DONGJingbo1，SHAOKela1，LINMin1，ZUOLili21HutubiGasStorageOperationArea，XinjiangOilfieldCompany2ChinaUniversityofPetroleum(Beijing)Abstract：Basedontheproducednaturalgastreatmentprocessinthegasgatheringandinjectionsta-tionofHutubiGasStorage，todealwiththeproblemthatthepressureofnaturalgassuppliedtothesecondlineofwest-eastgastransmissionisinsufficientafterthrottling，andwaterdewpointisdifficulttomeettherequirementsinemergencyworkingcondition，theexistingnaturalgasdehydrationprocessisreformed.PRequationofstateisusedtosimulatetheprocess，andtwosimulationmodelsofTEGdehydrationandpropanerefrigerationdehydrationareestablishedinHYSYSandthesensitivityofmainprocessparametersisanalyzed.Accordingtothecalculationresults，theenergyconsumptionofTEGdehydrationprocesscanbereducedbydecreasingtheTEGcirculationvolume，reboilertemperatureandstrippinggasvolume.Decreasingthenaturalgasprecoolingtemperatureandpropanecondensationtemperatureofpropanerefrigerationdehydrationprocess，andincreasingthepropaneevaporationtem-peraturecanreducetheconsumptionofcompressor.Finally，consideringthetechnicalandeconomicadvantagesanddisadvantagesofthetwoschemes，thepropanerefrigerationdehydrationprocessisrec-ommendedtomeettherequirementsofbothdewpointcontrolandpressureofgastransmission.Keywords：HutubiGasStorage；propanerefrigerationdehydration；TEGdehydration；HYSYSsim-ulation；processcomparison
天然气分子筛脱水装置再生计算书
天然气分子筛脱水装置再生计算书
1.1 再生热负荷计算
用贫干气加热，进吸附器温度260 ℃，
分子筛床层吸附终了后温度1t=35 ℃(即床层温升5 ℃)，
再生加热气出吸附器温度200 ℃，
床层再生温度是℃23020026021t2，
预先计算在230 ℃时，分子筛比热0.96 kJ/（kg·℃），钢材比热0.5 kJ/(kg.℃)，瓷球比热0.88 kJ/（kg·℃）。
再生气在260℃、1733.72 kPa的热焓：-3776.58 kJ/kg，再生气在115 ℃、1733.72 kPa的热焓：-4167.30 kJ/kg。
再生热负荷计算如下：
再生加热所需的热量为Q，则：
4321QQQQQ (3.12)
式中 Q1——加热分子筛的热量，kJ；
Q2——加热吸附器本身（钢材）的热量，kJ；
Q3——脱附吸附水的热量，kJ；
Q4——加热铺垫的瓷球的热量，kJ。
所以：
kJttCmQp794533)35230(96.03.4244)(12111
kJttCmQp75.1099575)35230(5.07.11277)(12222
kJmQ8.11644328.418612.2788.418633
kJttCmQp36.344847)35230(88.06.2009)(12444
加10%的热损失，
kJQQQQQ8.37437271.1)(1.14321
设再生加热时间t=4.5小时，每小时加热量为：
hkJq/5.8319395.4/8.3743727
1.2 再生气量计算
再生气出口平均温度5.117)35200(21℃，压力4500kPa， 其热焓为-4226 kJ/kg。再生气在260℃、4500kPa的热焓：-3826kJ/kg。
天然气脱水
天然气脱水
天然气脱水的必要性
溶剂吸收法脱水
固体吸附法脱水
第一节 天然气脱水的必要性
天然气脱水的必要性；
天然气脱水方法；
天然气脱水深度。
一、天然气脱水的必要性
水的析出将降低输气量，增加动力消耗 ；
水的存在将加速H2S或CO2对管线和设备的腐蚀；
导致生成水合物，使管线和设备堵塞。
因上述三方面原因，所以有必要对天然气进行脱水处理。
二、天然气脱水方法
低温法脱水；
溶剂吸收法脱水；
固体吸附法脱水；
应用膜分离技术脱水。
三、天然气脱水深度
满足用户的要求；
管输天然气水露点在起点输送压力下，宜比管外环境最低温度低5～7℃；
对天然气凝液回收装置，水露点应低于最低制冷温度5～7℃。
第二节 溶剂吸收脱水
甘醇脱水的基本原理
甘醇的物理性质
三甘醇脱水流程和设备
影响三甘醇脱水效果的参数
三甘醇富液再生方法及工艺参数 一、甘醇脱水的基本原理
甘醇是直链的二元醇，其通用化学式是CnH2n(OH)2。二甘醇(DEG)和三甘醇(TEG)的分子结构如下：
一、甘醇脱水的基本原理
从分子结构看，每个甘醇分子中都有两个羟基（ＯＨ）。羟基在结构上与水相似，可以形成氢键，氢键的特点是能和电负性较大的原子相连，包括同一分子或另一分子中电负性较大的原子，所以甘醇与水能够完全互溶，并表现出很强的吸水性。
甘醇水溶液将天然气中的水蒸气萃取出来形成甘醇稀溶液，使天然气中水汽量大幅度下降。
二、甘醇的物理性质
常用甘醇脱水剂的物理性质如表1所示。在天然气开发初期，脱水采用二甘醇，由于其再生温度的限制，其贫液浓度一般为95％左右，露点降仅约25～30℃。50年代以后，由于三甘醇的贫液浓浓度可达 98～99％，露点降大，逐渐用三甘醇（TEG）代替二甘醇作为吸收剂。
天然气脱水塔的设计
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天然气脱水塔的设计
作者：赵永刚
来源：《科技创新与应用》2020年第02期
摘 ;要：为了获得最佳的天然气开采效果，针对天然气脱水塔设计展开分析。介绍脱水塔设计条件，从确定干燥塔数量、再生气方案设计、分子筛脱水塔设计、干燥塔时间分配方案四个方面阐述脱水塔设计方案，最后从运用变气量再生技术、改变操作时间、变气量解吸处理、调整再生气量四个方面提出设计优化建议，总结科学的脱水塔设计方案，提高天然气脱水质量，为油藏开采工作提供先进的设备支持。
关键词：天然气;脱水塔;油藏;水蒸气
中图分类号：TE96 ; ; ; ; 文献标志码：A ; ; ; ; 文章编号：2095-2945（2020）02-0068-02
Abstract： In order to obtain the best effect of natural gas exploitation， the design of natural
gas dehydration tower is analyzed. This paper introduces the design conditions of dehydration
tower， and expounds the design scheme of dehydration tower from four aspects： determining the
number of drying tower， the design of regeneration scheme， the design of molecular sieve
dehydration tower， and the time distribution scheme of drying tower. Finally， the design
optimization suggestions are put forward from the following four aspects： the application of variable
天然气吸附脱水工艺计算
已知条件单位数值备注有关天然气的参数天然气处理量(V)Nm3/h3000天然气含水量()ppm750工作压力(P)MPa25工作温度(T)℃45天然气标态下密度(ρ0)kg/m30.77工况下天然气中水蒸气密度(ρ水)kg/m30.75有关分子筛的参数吸附剂型号吸附剂的平均直径(Dp)m0.004平衡水容量%28堆积密度(ρB)kg/m3700净化要求净化后露点℃吸附时间(τ)h8再生时间h7再生温度℃235压差(ΔP)MPa0.1计算过程天然气工况下密度ρg(kg/m3)163.1386吸附剂动态水容量(Xs)0.168吸附剂用量计算吸附1h含水量(G水)kg/h1.6875吸附剂脱除的水量(G1)kg/d40.5吸附剂体积用量(Vw)m30.149235吸附剂质量用量(Gw)kg104.4643空塔流速计算（采用雷督克斯公式）常数C(0.25～0.32)0.28空塔质量流速(Gg)kg/(m2·s)11.30932空塔流速(v2)m/s0.069323空塔流速(v2)m/min4.159402塔径初选天然气在工况下流率(v1)m3/h14.15974D1m0.268845D2m0.423591Dm0.346218D(圆整后)m0.35天然气吸附脱水设计计算执行标准SY/T0076-2003传质区长度计算床层截面积水负荷(q)kg/(h·m2)17.53898相对湿度(Rs)%1传质区长度(Hz)m6.173367此为硅胶传质区长度传质区长度(Hz)m3.70402床层高度计算床层截面积(F)m20.096163床层高度(Ht)m1.551901