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天然气脱水工艺的过程详细介绍

来源:亿镨燃气 浏览量:20
发布时间:2016-08-29 09:00:00
 

一、天然气脱水工艺-为什么要脱水
        水存在于天然气中会造成很多影响,它会直接影响天然气的可用性。水份太多会对天然气干燥器造成三方面的困扰,一方面是会产生水合物,从而堵塞管道、阀门等部件。影响设备的寿命。第二个方面是会跟天然气中的其它物质进行反应,生产弱酸,时间一久就也会对管道产生严重的腐蚀。这会在整个天然气输送的过程中产生很多安全隐患;第三个方面是水分的局部聚集,会增加流动压降。

二、天然气脱水工艺-脱水的方法

        含水量指标有“绝对含水量”和“露点温度”两种表表示方法。前者指单位体积天然气中水的含量以mg/m3为单位;后者指一定压力下,天然气中水蒸气开始冷凝结露的温度,用C表示。我国通常采用管输天然气的露点温度就比输气管线沿途的最低环境温度低5-15度。
        天然气脱水按天然气干燥器工作原理可分为低温分离、固体干燥剂吸附和溶剂吸收三大类。近年来国外正在大力发展用膜分离技术进行天然气脱水,但目前在工业上应用不多。下面我们来介绍一下各种脱水的方法。

1.低温分离法
        这类方法一般采用节流膨胀冷却,节流膨胀的方法适用于高压气田,它是使高压天然气经过焦耳-汤姆逊效应制冷而使气体中的部分水蒸气冷凝下来。为了防止在冷冻过程中生成水合物,可在过程气流中注入乙二醇作为水合物抑制剂(在-18度~-40度的范围内有效)。如需进一步冷却,可再使用膨胀机制冷。对于低压气田,可先增压使天然气中的部分水蒸气分享出来,然后进一步冷却。
        在分离走天然气中的液相水的情况下提高温度或降低压力,天然气就会变成不被水饱和的状态,从而降低了它的汽相含水量。

2.溶剂吸收法
        利用某些液体物质不与天然气中的组分发生化学反应,只对水有很好的溶解能力且溶水后蒸气压很低,可再生和循环使用的特点,将天然气中水汽脱出。使用最多的是甘醇类物质,而其中尤以三甘醇作吸收剂最佳。

3.固体吸附法
        利用某些固体物质表面孔隙可以吸附大量水分子的特点来脱除天然气中的水分,可将水脱至0.1ppm或露点达到-100度,这些固体吸附剂被水饱和后,易于再生。工业用吸附剂必须具备以下特点:供应量大;有高的吸附能力和选择性;便于再生和重复使用;良好的机械强度和化学稳定性;价格合理等。目前工业上常用的吸附剂有硅胶活性氧化铝、分子筛和活性炭四种,其中除活性炭外,都可以应用于天然气脱水。

4.分子筛脱水法
        分子筛干燥剂有选择吸附性,可以脱有机物溶剂和气体的水分,而对溶剂、气体不吸附。分子筛脱水操作相对简单,可以直接将分子筛放入被脱溶液中,或直接让溶液、气体流动通过分子筛吸附罐。分子筛干燥剂吸附量较大,一般吸附量在22%。分子筛极易吸附极性水分子,因水分子直径小于分子筛也径,再水分子与分子筛吸附后可达静电平衡(分子筛不吸附直径大于其孔径的分子),整个吸附过程属于物理反应,不会与被脱物料产生任何化学反应。
        分子筛吸水后在常温下不会将被吸的水释放出来,并且再生相对简单,给分子筛鼓300度以上的氮气(非易燃物料可直接鼓入空气),再生后分子筛可再次使用。
        另外,分子筛一般能够再生使用3-5年,分子筛脱水装置是天然气集输过程中对天然气进行尝试干燥、脱烃、脱水的理想设备,脱水后的天然气含量<1ppm,主要是利用分子筛作为脱水剂,脱水采用两塔或三塔流程,采用两塔流程时,一塔吸附脱水,一塔再生、冷却,采用三塔流程时,一塔吸附,一塔再生,另一塔冷却,连续自动操作,该设备具有操作、维护费用低、安全可靠等优点。

三、天然气脱水工艺-分子筛的再生
        为了取得好的操作性能和尽可能长的使用寿命,分子筛使用一定时间后必须再生。正确再生后的分子筛和新鲜的一样,其吸附性能和机械性能的衰减和老化是非常低的。分子筛的再生有两种基本方法:
1)改变温度。即“变温”。它是通过加热分子筛来除去被吸附的物质。工业上一般是用经预热的再生气加热,吹扫分子筛至200度左右,并带走脱附下来的吸附持。
2)改变相对压力,即“变压”。一般用于气相吸附过程。其基本方法是体质吸附剂的温度不变,通过降低压力和惰性气体反吹,除去吸附质。
        再生通常是同吸附逆向进行的,这可使被容纳于吸附床入口处的大部分吸附质不必通过整个床层,部分分子筛可不与湿热气体接触,从而提高分子筛使用寿命。再生气应尽可能干燥,否则会影响


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