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天然气干燥器之冷凝脱水法

来源:亿镨燃气 浏览量:0
发布时间:2016-08-26 09:30:00
 

        天然气干燥器的第三种脱水方法是冷凝脱水法,是用冷却汽体使水分子进入液相,然后将其脱除。天然气凝析液和重烃凝液也可以通过对天然气降温回收。

        因此冷凝通常用于同时需要脱水和回收天然气凝析液的的地方。天然气可以用焦汤效应很好地降温。焦汤效应反应气体温度随压力变化的的规律。对于天然气,由于膨胀气体分子间平均的距离增大,从而分子势能(范德华力)增大。膨胀期间工作介质与环境没有热交换。因此根据能量守恒定律,势能增大导致动能减小,从而温度降低。

        然而还有另外一种现象与湿天然气冷却过程有关,需要注意甲烷水合物的形成。甲烷水合物是一种大量甲烷分子被包裹在水分子晶体结构的固体,类似于冰。单位量水分子形成的水合物比单位水分子形成的冰多。冷却过程形成的水合物可能会阻塞管道。一般通过在冷却前注入甲醇或者乙二醇(MEG)抑制水合物生成。图4描述了利用焦汤效应脱水水合物抑制方案。


                           图4 利用焦汤效应脱水和水合物抑制方案


        湿天然气在闪蒸罐中有两个环节。由于焦汤效应产生的气流温降使闪蒸罐内气体部分冷凝,产生的液滴通过捕雾器除去。因为在储气库与输配管网间的可用压差不足,在冷却方面只用焦汤效应是不够的。

        因此需要使用空气预冷器和外部冷却器。因为天然气脱水操作需要的处理量很大,外部冷却器需要性能良好,所以这种冷却方式很耗能源。但是如果可用压差很大,闪蒸罐内焦汤效应效果明显,那么闪蒸罐内的加热器必须能够解冻形成的各种冰。

        冷凝脱水方法用在焦汤效应可用的情况。这里提到的每种方法都有其优缺点。TEG吸收法是目前应用最广泛的的方法,通常可以使出口气体的露点达到-10℃。事实上,使用高效的再沸器(真空汽提),出口气体露点再降低2-3℃。然而三甘醇有含硫和重烃污染的问题。TEG方法中再沸器内会发泡并且随着时间的推移会沉积形成“黑泥”再沸器的的另一个特点是苯系物(苯、甲苯、乙苯、二甲苯的缩写)会从出风口中排出污染环境。
        吸附脱水可以使出口含水量降低到露点小于50℃,没有气体污染的问题,并且设备腐蚀的速率很低,然而吸附需要高成本投入和大空间要求。吸附过程需要至少两个吸附罐(某些流程需要三个、四个甚至六个)。吸附塔比接触吸附接触器更高更重。吸附接触器的允许流速比吸附塔速度高约3倍,这使吸收塔的直径比相同气体处理量的吸附塔大约70%。工业经验表明该吸附-资本成本线比吸附塔高2-3倍。
        在地下储气罐与配气管网之间的可用压力足够时,膨胀脱水是最合适的方法。然而在采出期间压差减小,因此外部的冷循环是必要的。水合物抑制剂循环在闪蒸罐中是必须的。


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