天然气脱水流程与原理.ppt

第四节 吸附法脱水 四、工业吸附剂应有的性质 有宏大的比表面积； 有很强的选择性； 传热速度快； 能简便和经济地再生； 较高的机械强度； 无毒无害。 第四节 吸附法脱水 五、常用的吸附剂 1.硅胶 主要成分：二氧化硅 优点：湿度较大时，湿溶量较高 缺点：不能与液态水接触 第四节 吸附法脱水 2.分子筛： 由人工合成具有多种孔径的物质 优点： 具有很好的选择吸附性 具有高效吸附特性（深度及高温） 不易被液态水所破坏 缺点：价格较高 第四节 吸附法脱水 分子筛在电子显微镜下的结构 天然气脱水│吸附法脱水 0 20 40 60 80 100 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 吸附水，％（干基） 活性铝土矿(Florite,21o~27oC) 活性氧化铝 F-1(30oC) 活性氧化铝 H-151 硅胶(25oC) 相对湿度，％ 分子筛.林德5A) 第四节 吸附法脱水 0 323 温度，K 373 423 473 吸附量，％ 5 10 15 20 25 30 13X分子筛 5A分子筛 硅胶 硅胶 活性氧化铝 第四节 吸附法脱水 六、吸附法脱水工艺流程 吸附脱水：由上而下；接近转效点时进行再生。 再生：由下而上；有助于吸附塔底部的干燥；有助于脱除吸附塔内进口端吸附的物质而不流过整个床层。 吸附法脱水工艺流程 第四节 吸附法脱水 第四节 吸附法脱水 七、吸附法脱水工艺参数 1.吸附操作 操作温度：一般不大于38℃ ，否则应采用分子筛。 操作压力：影响不大，防止波动。 吸附剂寿命：一般为1-3年。 2.再生操作 操作周期：长周期（24小时）和短周期（8小时） 第四节 吸附法脱水 再生过程温度变化曲线 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 100 200 TA A B T1 T2 TB T3 2 TC T4 C TD T5 1 3 温度°C 周期的时间、小时 D 周期开始 周期结束 第四节 吸附法脱水 八、吸附器再生过程 1.阶段A 吸附的烃类全部脱附。 热负荷为吸附剂、烃（升温为TA-T1）、水、壳体及其它内容物升温所需热量和烃类脱附吸收的热量之和。 第四节 吸附法脱水 2.阶段B 水在TB脱附。 热负荷为吸附剂、水（升温为TB-T2）、壳体及其它内容物升温和水在TB脱附时所需的热量之和。 3.阶段C 重烃脱附。 热负荷为吸附剂、壳体及内容物升温所需的热量。 第四节 吸附法脱水 4.阶段D 用原料气对吸附剂、壳体及其它内容物进行冷却。 总能量平衡式 阶段A、B、C所得到的热量等于再生气放出的热量； 阶段A、B、C、D所用时间的总和应小于等于总周期。 第五节 膜法脱水 一、原理: 利用特殊设计和制备的高分子气体分离膜对天然气中酸性组份的优先选择渗透性，当天然气流经膜表面时，其酸性组分（如H2O、CO2、H2S）优先透过分离膜而被脱除。 过滤脱水装置 第五节 膜法脱水 二、工艺流程 第五节 膜法脱水 CH4 92.18 C2H6 0.69 C3H8 0.26 C4H10 0.07 C5 0.67 CO2 5.93 N2 0.11 H2S 0.04 H2O 饱和 原料天然气组成的体积分数，％ 三、生产实例 天然气处理量：?1.2?105 m3/d 压力：4.6～5.0MPa 温度：6～33℃ 组成： 第五节 膜法脱水 气体处理量对膜法脱水的影响 1000 1500 2000 2500 20 40 60 80 100 120 96 97 98 99 95 100 气体处理量对膜法脱水的影响 原料气量／m3.h-1 产品中水的体积分数／10-4 甲烷回收率／% 第五节 膜法脱水 渗透侧压力对膜法脱水的影响 渗透侧压力对膜法脱水的影响 渗透侧压力／kPa 20 40 60 80 100 100 50 150 90 92 94 96 98 100 产品中水的体积分数／10-4 甲烷回收率／% 0 200 400 600 800 100 200 300 400 500 600 700 水的体积分数／10-4 运行时间／h 天然气膜法脱水稳定性实验结果 原料气 产品 天然气脱水│膜法脱水 第五节 膜法脱水 物流 温度 ／℃ 压力 /MPa 流量 /m3.h-1 组成的体积分数／％ H2O CH4 CO2 C2 N2 C3 H2S 原料气 １０ 4.63 4776 0.04 91.45 6.64 0.72 0.11 1.00 0.05 产品气 １０ 4.63 4633 0.01 92.37 5.93 0.72 0.11 0.82 0.04 渗透废气 ４ 0.135 143 0.93 61.33 29.61 0.78 0.09 7.00