石油处理-天然气输送前的预处理

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1、第二节天然气脱水天然气脱水的必要性天然气脱水方法天然气脱水深度溶剂吸收法脱水固体吸附法脱水1一、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。2二、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。3三、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

2、℃。4四、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51.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：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

3、气中水汽量大幅度下降。1.甘醇脱水的基本原理72.甘醇的物理性质在天然气开发初期，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。8常用甘醇的物理性质9三甘醇吸收剂的特点沸点较高(287.4℃)，贫液浓度可达98～99%以上，露点降为33～47℃。蒸气压较低。27℃时，仅为二甘醇的20%，携带损失小。热力学性质稳定。理论热分解温度(207℃)约比二甘醇高40℃。脱水操

4、作费用比二甘醇法低。103.三甘醇脱水流程和设备三甘醇脱水工艺流程主要包括两大部分：天然气在吸收塔的脱水系统；富TEG溶液的再生系统（提浓）。(1)工艺流程11三甘醇脱水工艺流程示意图12三甘醇脱水工艺中主要设备有原料气分离器、吸收塔、闪蒸罐、过滤器、贫/富液换热器、再生塔和重沸器等。(1)工艺流程13(2)原料气分离器其功能是分离出原料气中烃类夹带的固体或液滴，如砂子、管线腐蚀产物、水、油等。常用卧式或立式的重力分离器，内装金属网除沫器。如原料气中夹带有很多细小的固体粒子或液滴，应考虑采用过滤式分离器或水洗式旋风

5、分离器。14(3)吸收塔吸收塔可采用填料塔或板式塔，塔顶应设置除沫器。虽泡罩塔型的效率略低于浮阀型，但三甘醇溶液比较粘稠，塔内的液/气比较低，故采用泡罩塔盘更为适宜，实际塔板数为4～10块。塔径小于300mm时应采用填料塔，常用的填料有瓷质鞍型填料和不锈钢环。15(4)闪蒸罐三甘醇装置中有一定量的烃类气体会溶解在三甘醇溶液中，烃类的溶解量与压力有关，压力愈高，则溶解量愈大，闪蒸罐的功能是将溶解在三甘醇溶液中的烃类闪蒸出来，防止溶液发泡。16天然气在甘醇溶液中的溶解度（指101.325kPa，20℃的气体体积）17(

6、5)过滤器过滤器的功能是除去三甘醇溶液中的固体粒子和溶解性杂质。常用的有固体过滤器和活性炭过滤器两种。18(6)贫/富换热器贫/富换热器是用来进控制闪蒸罐和过滤器的富液温度，回收贫液的热量，使富液升温到148℃左右再进再生塔，以减轻重沸器的热负荷。最常用的是管壳式换热器。19(7)再生塔主要由再生塔和再沸器组成再生系统，其功能是蒸出富三甘醇中的水，使之提浓。由于三甘醇和水的沸点相差甚大，且不生成共沸物，较易分离，故再生塔只需2～3块理论塔板即可，其中1块即为再沸器。204.影响三甘醇脱水效果的参数三甘醇脱水是基于吸

7、收原理而实现的。影响脱水效果的主要参数有：进气温度(15～48℃)；吸收塔的操作压力和塔板数；三甘醇贫液浓度和温度；三甘醇循环量。215.三甘醇富液再生方法目前三甘醇富液的再生方法有三种：减压再生气体汽提共沸蒸馏再生22（1）气体汽提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99.995%(质)，干气露点可降至-73.3℃。此法是现行三甘醇脱水装置中应用较多的再生方法。23三甘醇溶液汽提法再生示意图24a.汽提气进入方式由再沸器分布管进入再生系统由缓冲罐直接进入再生系统；

8、由再沸器预热后经贫液汽提柱进入。由再沸器预热后经贫液汽提柱进入系统的汽提效果更佳，可以减少汽提气用量。25汽提气量对三甘醇浓度的影响26b.汽提气使用的气源汽提气应使用不溶于水且比较稳定的气体，工业装置常用脱水后的干天然气或来自闪蒸罐的闪蒸气，压力为0.3～0.6MPa。27（2）共沸蒸馏再生共沸蒸馏再生是70年代初由美国杜邦公司提出的，该法采用的共沸剂是不