天然气脱水理论知识.docVIP

天然气脱水一、? ? ? ? 概述天然气脱水工艺主要有吸附法、溶剂吸收法和低温法三类。本节只包括陆上终端为各种天然气凝液回收工艺配套的脱水方法。为一般输气采用的常规甘醇脱水另见XXXXXX。天然气凝液回收一般都要在低温下进行。随采用的回收工艺不同，脱水要求的深度也不同。常见方法如下：1．吸附法? ?采用的吸附剂（干燥剂）有分子筛、硅胶和活性氧化铝。分子筛脱水是最常用的方法，适用于将水露点降到－70℃～－100℃的场合。硅胶适用于露点－40～－60℃。吸附是在充填干燥剂的容器中进行的，吸附完成后转为再生，再生还包括加热和冷却两步。为此至少由两台吸附器轮流操作。2．芳烃气提法甘醇脱水? ? 采用芳烃气提可将天然气露点降到－40℃～－95℃，脱水到这样的的露点，需要三甘醇的浓度达到99.99％~99.999%。如气中含有较多芳烃，该法的投资和成本低于吸附法，还可回收粗芳烃，避免环境污染和提高经济效益。3．低温脱水? ? 天然气凝液回收一般都要在不同程度的低温下进行。预先脱水是为了防止在生产过程中产生水合物堵塞。如果向气流注入水合物抑制剂，在很多场合也可以取代预先脱水。如果冷冻温度不低于－35℃，可采用甘醇作为抑制剂。更低温度可采用甲醇，也能代替其它方法用于深冷分离。如果天然气含硫化氢及二氧化碳，也可用甲醇作溶剂来脱除。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 二、 吸附法脱水1．常用干燥剂品种及特性常用的天然气干燥剂（吸附剂）主要有分子筛、硅胶和活性氧化铝三种。1）分子筛分子筛以其晶间结构的近似尺寸划分类型。4A级为4.2~4.7埃，对H2S、CO2、醇类等极性化合物有很强的吸附性，常用于气体脱水。有的3A级分子筛的晶间直径为3.2~3.3埃，只吸附水和更小的分子。分子筛对不同直径的分子有很强的筛选能力，但不能认为能绝对准确。这是因为孔穴直径不可能都很准确、表面也会附着大直径的分子，而且分子并不是圆形的。2) 硅胶硅胶有很强的吸水能力。但对水的脱除比分子筛差。硅胶接触到游离水会很快破碎。直径4mm或更大的玻璃球状的硅胶不适用于天然气脱水。进入硅胶吸附床的气体不能含有游离水。经常在吸附床入口处加一层特殊的不受水滴影响的阻水级硅胶。硅胶的晶间孔隙直径大于20埃，还能吸附天然气中天然汽油。颗粒状硅胶用于含有重质烃的气体时很少发生结焦。3) 活性氧化铝活性氧化铝有几种不同的类型，纯度和能力不同，形状也不同。晶间孔隙很大，对水有亲合性，也吸附醇、甘醇和重质烃。其吸水能力与硅胶相近。活性氧化铝是商业吸附剂中最硬的一种，它们常用于吸附剂易受到物理性破坏的场合。液体水或凝析液的段塞流能够导致硅胶和分子筛的破损，但不能损坏氧化铝。2．干燥剂的选择干燥剂的选择主要考虑工艺需要和降低成本。主要成本包括购买和更换干燥剂的费用和燃料的费用。表12-2-3-1为用于气体干燥的吸附剂的成本和适用场合。表12-2-3-1? ? 干燥剂特点比较吸附剂类型? ? ? ? 脱水程度％? ? ? ? 最低露点? ? ? ? 相对成本? ? ? ? 燃料消耗,m3/kg干燥剂? ? ? ? 特点活性氧化铝? ? ? ? 80－90? ? ? ? －65? ? ? ? 最低? ? ? ? 0．044? ? ? ? 强度最高，不怕游离水。硅胶? ? ? ? 80－90? ? ? ? －80? ? ? ? 中等? ? ? ? 0．044? ? ? ? 工艺气含有重质烃时不会焦化入口气有游离水，吸附剂会被严重损坏。分子筛? ? ? ? 95～99.9? ? ? ? －100? ? ? ? 最高? ? ? ? 0．062? ? ? ? 吸水能力受温度和相对湿度影响比另两种小游离水、重质烃或杂质会降低吸附能力。注：表中数据供对比仅供概念性参考。如上表所示，分子筛能够处理温度最高的气体，并且比活性氧化铝和硅胶脱水深度深。分子筛的成本也最高，因此，它常在其它干燥剂不能满足工艺要求的情况下使用。当工艺要求的脱水深度小于90%时，可以选择活性氧化铝和硅胶。活性氧化铝比硅胶成本低。 压缩机出口气体含有的重质烃和润滑油会被吸附，并且在再生时会发生结焦。这将导致吸附剂失效，从而增加吸附剂的更换频率。颗粒状硅胶不象球状硅胶以及活性氧化铝那样容易结焦。另一个影响活性氧化铝和硅胶的选择的因素是水以液体状态进入塔时。硅胶与液态水接触时会引起爆裂。活性氧化铝不受游离水影响。在使用硅胶做干燥器时，须采用阻水层，但这比正常的材料成本高，不经济。应用硅胶做干燥剂时，阻水缓冲层高度占塔的10%-20%。3．常用干燥剂物性主要物性见下表：表12-2-3-2? ? 常用干燥剂主要物性