第7章__天然气的脱水三甘醇.ppt

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1、第七章天然气的脱水内容提要第一节概述第二节溶剂吸收法脱水基本原理、设计计算第三节固体吸附法脱水基本原理、设计计算1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。2第一节概述水的危害（为何要脱水？）：天然气中液相水存在时，在一定条件下会形成水合物，堵塞管路、设备、影响集输生产的正常进行。对于含有CO2、H2S等酸性气体的天然气，由于液相水的存在，会造成设备、管道的腐蚀。3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

2、气凝液回收装置，水露点应低于最低制冷温度5～10℃41．低温冷凝法2．溶剂吸收脱水法3．固体吸附脱水法有时采用2、3两种方式相结合的两步脱水法：第一步用溶剂吸附法使天然气达到一定的露点降；第二步用固体吸附法来达到深度脱水的目的。天然气的脱水方法：5第二节溶剂吸收法脱水一、甘醇脱水的基本原理和物理性质1、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。6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

3、与水能够完全互溶，并表现出很强的吸水性。因此甘醇水溶液可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。72、甘醇的物理性质8一甘醇（乙二醇）、二甘醇、三甘醇、四甘醇分子量增大、粘度增大、脱水露点降变小。9三甘醇（TEG）的优点是：(1)沸点较高(285.5℃)，比二甘醇（244.8℃）约高40℃，可在较高的温度下再生，即使在常压下再生贫液浓度也可达98.5～98.7%以上，因而露点降比二甘醇多8～22℃左右。(2)蒸气压较低。27℃时，仅为二甘醇的20%，因而损耗小。(3)热力学性质稳定。理论热分解温度(206.7℃)约比二

4、甘醇（164.4℃）高40℃。10二、三甘醇吸收脱水的原理流程7-51112图7-6所示为一典型的板式吸收塔。脱水吸收塔通常有6~12个塔盘。13流程中各设备的作用是：入口分离器除去自由水、液烃和盐水，以避免由于溶液发泡而造成的溶剂损失和塔效率的下降；雾液分离器分离干气携带的ＴＥＧ吸收塔是气流传质的场所，使气相中的水分转入ＴＥＧ中；14泵输送设备；贫液冷却器冷却贫甘醇以达到需要的温度；闪蒸器使富液闪蒸除去进入富液中的轻组分，减少再生塔的再生负荷；贫／富液热交换器使贫液温度下降，富液温度升高，充分利用热能；流程中各设备的作用是：15流程中各设备的作用

5、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。16问题：影响三甘醇脱水关键因素是什么？三甘醇贫液浓度17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法。187-719(3)共沸再生共沸再生流程见图7-8。共沸剂与三甘醇

6、溶液中的残留水形成低沸点共沸物汽化，从再生塔顶流出，经冷凝冷却后，进入共沸物分离器，分去水后，共沸剂用泵再打回重沸器。共沸剂最常用的是异辛烷。可将甘醇溶液提浓至99.99%(质)，干气露点可低达-73℃。207-821三、三甘醇法脱水的工艺参数选取原则影响脱水效果的因素包括：贫三甘醇的浓度、三甘醇循环速率、处理量、操作压力和温度以及影响平衡过程的其它因素。221．入口气体温度（1）在恒定压力条件下，当入口气体温度升高时，入口气体的含水量增加。也就是说，在较高的温度下，甘醇不得不清除更多的水量才能符合要求。（2）气体温度的升高，会导致所需的吸收塔塔径

7、的增加。这是由于温度升高实际上增大了气流的速度所致。23（3）最低的气体入口温度应高于水合物形成的温度并应总是高于10C。若低于10C，甘醇会变稠。低于15~21C，甘醇会同气体中的液体烃类形成稳定的乳化液，并在塔内导致发泡。入口气温度超过48C将导致三甘醇的损失增大。1．入口气体温度24通常所设计的三甘醇装置的入口气体温度都在26~43C之间。252．塔内压力认为3.45~8.27MPa的脱水压力是最经济的。为什么？263．贫甘醇的温度多数设计要求贫甘醇温度较吸收塔的出口气体温度高10C。为什么？274．吸收塔的塔板数在甘醇循环率和贫

8、甘醇浓度恒定情况下，塔板数越多，露点降越大。由于再沸器的热负荷与甘醇循环率有直接的关系，故所用的塔板数愈多，节约燃料也愈多