第7章 天然气的脱水.ppt

第七章 天然气的脱水 内容提要 基本要求 了解天然气脱水的必要性、脱水方法和脱水深度； 重点掌握溶剂吸收脱水和固体吸附脱水的原理、工艺流程和工艺计算。 天然气脱水深度要求 ☆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5～10℃； ☆对天然气凝液回收装置，水露点应低于最低制冷温度5～10℃ 流程中各设备的作用是： 再 生塔 提浓富液的场所（精馏原理）； 缓 冲 罐 缓冲、贮存、补充液体； 过 滤 器 过滤溶液，除去腐蚀产物及其它杂质，减少溶液发泡的可能性。 ７．２．４三甘醇脱水装置的工艺计算 一．吸收塔的工艺计算 吸收塔的工艺计算包括：确定吸收剂的浓度、循环量、塔板数以及塔径等吸收塔的尺寸。 一．吸收塔的工艺计算 1.进塔贫甘醇溶液浓度的确定 根据图7-9可确定在一定操作温度下，欲达到干气平衡露点所必须的贫三甘醇溶液的最低浓度。 出塔干气的真实水露点温度比平衡水露点温度高， tr= te + ?t (7-1) 一般可取? t = 8 ~ 11?C 2、吸收剂贫三甘醇溶液用量的确定 G——脱出的水量，kg/d(或kg/h)； V——进入吸收塔的天然气量，Nm3/d(或Nm3/h)； y——进入吸收塔的天然气含水汽量，g重/Nm3 y?——离开吸收塔的干气含水汽量，g重/Nm3 2、吸收剂贫三甘醇溶液用量的确定（续） 则三甘醇贫液用量V?为 3、吸收塔塔板数的确定 其中 L——三甘醇溶液循环量，mol/h V——原料天然气流量，mol/h K——气相中水汽和三甘醇水溶液中液相水之间的平衡常数。 A——吸收因子 3、吸收塔塔板数的确定（续） Kremser-Brown方程 3、吸收塔塔板数的确定（续） 平衡常数 式中y——气相中水的摩尔分数； x——与气相平衡的三甘醇溶液中水的摩尔分数。 3、吸收塔塔板数的确定（续） 塔板效率? 4．甘醇吸收塔的选型和塔径计算 小直径三甘醇吸收塔可选用填料塔型；直径较大时，则应选用板式塔。由于三甘醇溶液循环量很小，为有利于气-液传质，保证塔板液封，增加操作弹性，多采用园泡罩塔板，也有采用浮阀塔板。 泡罩塔塔径计算 式中 Ga——气体的最大允许质量速度，kg/h·m2（空塔气体质量流速Ga ） ?l——吸收塔中液相密度，kg/m3 ?g——吸收塔中气相密度，kg/m3 C——常数，可由表7-3或图7-18查得。 泡罩塔塔径计算（续） 泡罩塔塔径计算（续） 设计气体质量流量 泡罩塔塔径计算（续） 式中 G——被处理气体的质量流量，kg/h，按下式计算 G=0.05Q? （7-18） 或 G=0.00173QMn （7-19） 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 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206?C。因而重沸器的温度不应高于此值，通常为191~193?C，最高不应超过204?。 1．再生系统操作条件的确定 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。 1．再生系统操作条件的确定 （2）再生塔回流比 由于三甘醇和水的沸点相差较大（三甘醇沸点为285.5?C，水为100?C），较易分离，一般采用回流比约为1:1。 1．再生系统操作条件的确定 （3)汽提气及其用量 利用汽提气进行再生时，所用汽提气应不溶于水，且在204?C以前是稳定的气体。现场常用压力为294~588kPa（表压）的干天然气，或者三甘醇富液的闪蒸气作为再生汽提气。 1．再生系统操作条件的确定 随汽提气用量增加，再生贫三甘醇溶液浓度增加。但是，汽提量增加到一定值后，三甘醇溶液浓度增加缓慢。因此应适当使用汽提量，并控制勿使汽提柱发生液泛。可利用图7-21计算