【34页】天然气脱水项目投资立项申报材料源文档

可在较高的压力和温度高于的条件下，形成种外观类似于冰的固体水合物。

因此，天然气般都应先经脱水处理，使之达到规定的指标后才能进入输气干线。

我国强制性国家标准规定在天然气交接点的温度和压力条件下，天然气的水露点应该比最低环境温度低。

在或存在的情况下，目前海洋工程设计过程中认为只有当水露点比最低操作温度低时介质不具有腐蚀性。

甘醇类化合物具有很强的吸湿性甘醇法脱水主要用于天然气露点符合管道输送要求的场合，般建在集中处理厂湿气来自周围井和集气站其工艺流程图如下脱水装置脱水工艺方法选择通常采用的脱水工艺方法有溶剂脱水法和固体干燥剂吸附法。

溶剂吸收法具有设备投资和操作费用较低的优点，较适合大流量高压天然气的脱水，脱水吸收剂应该对天然气中的水蒸气有很强的亲和能力，热稳定性好，不发生化学反应，容易再生，蒸气压低，对天然气和液烃的溶解度低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀，同时还应价廉易得。

常用的脱水吸收剂是甘醇类化合物，尤其是三甘醇因其露点降大，成本低和运行可靠，在甘醇类化合物中经济性最好，因而广为使用。

当要求天然气露点降至时，通常应采用甘醇脱水。

常用的脱水吸收剂是甘醇类化合物，尤其是三甘醇因其露点降大，成本低和运行可靠，在好，不发生化学反应，容易再生，蒸气压低，对天然气和液烃的溶解度低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀，同时还应价廉易得。

部分内容简介吸收塔顶部循环使用。

其工艺流程图如下脱水装置脱水工艺方法选择通常采用的脱水工艺方法有溶剂脱水法和固体干燥剂吸附法。

溶剂吸收法具有设备投资和操作费用较低的优点，较适合大流量高压天然气的脱水，脱水吸收剂应该对天然气中的水蒸气有很强的亲和能力，热稳定性好，不发生化学反应，容易再生，蒸气压低，对天然气和液烃的溶解度低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀，同时还应价廉易得。

常用的脱水吸收剂是甘醇类化合物，尤其是三甘醇因其露点降大，成本低和运行可靠，在甘醇类化合物中经济性最好，因而广为使用。

当要求天然气露点降至时，通常应采用甘醇脱水。

甘醇法脱水主要用于天然气露点符合管道输送要求的场合，般建在集中处理厂湿气来自周围井和集气站输气首站或者天然气脱硫脱碳装置的下游。

表天然气脱水方法方法名称分离原理示例特点应用情况低温工艺冷冻分离高压天然气节流膨胀降温能同时控制水露点烃露点适用于高压天然气溶剂吸收法天然气与水分在脱水溶剂中溶解度的差异氯化钙水溶液便宜，露点降较低适用于边远寒冷气井氯化钼水溶液对水有很高的容量，露点降为由于价高，般不使用甘醇胺溶液同时脱水，携带损失大再生温度要求高露点降低于三甘醇脱水仅限于酸性天然气脱水二甘醇水溶液对水有较高的容量溶液再生容易再生度不超过。

露点降低于三甘醇脱水，携带损失大。

新装置多不采用三甘醇水溶液对水有高的湿容量再生容易浓度可达，蒸汽压低携带损失小露点降高应用最普遍固体吸附法利用多孔介质表面对不同组分的吸附作用活性铝土矿便宜湿容量低露点降低活性氧化铝湿容量较活性铝土矿高干气露点可达，但能耗高不宜处理含硫天然气硅胶湿容量高，易破碎般不单独使用分子筛高湿容量高选择性露点降大于应用于深度脱水化学反应法利用与的化学反应可使气体完全脱水，但再生困难用于水分测定流程简述水是天然气从采出至消费的各个处理加工步骤中最常见的杂质组分，且其含量经常达到饱和。

冷凝水的局部积累将限制管道中天然气的流率，降低输气量，而且水的存在使输气过程增加了不必要的动力消耗液相水与或接触后会产生具有腐蚀性的酸，不仅导致常见的电化学腐蚀，它溶于水生成的还会促使阴极放氢加快，阻止原子氢结合为分子氢，从而造成大量原子态氢积聚在钢材表面，导致钢材氢鼓泡氢脆及硫化合物应力腐蚀开裂湿天然气中经常遇到的另个麻烦问题是，其中所含水分和小分子气体及其混合物可在较高的压力和温度高于的条件下，形成种外观类似于冰的固体水合物。

因此，天然气般都应先经脱水处理，使之达到规定的指标后才能进入输气干线。

我国强制性国家标准规定在天然气交接点的温度和压力条件下，天然气的水露点应该比最低环境温度低。

在或存在的情况下，目前海洋工程设计过程中认为只有当水露点比最低操作温度低时介质不具有腐蚀性。

甘醇类化合物具有很强的吸湿性，其水溶液冰点较低，故其被广泛应用于天然气脱水。

最初应用于工业的是二甘醇，上世纪年代后主要采用三甘醇，其热稳定性更好，容易再生，蒸气压更低，且相同质量浓度下可达到更大的露点降，而且得毒性很微薄，沸点较高，常温下基本不挥发，故使用时不会引起呼吸中毒，与皮肤接触也不会造成伤害。

因此，脱水方法是天然气工业中应用最普遍的方法。

脱水装置主要包括两部分天然气在压力和常温下脱水富溶液在低压和高温下再生提浓。

三甘醇脱水工艺流程图所示流程包括了若干优化操作方面的考虑，如以气体换热器调节吸收塔顶温度，以分流或全部富液换热的方式控制进入闪蒸罐的富液温度，以干气汽提提高贫的浓度，以及设置多种过滤器等。

富液由吸收塔底部流出，经减压后进入重沸器上部的富液精馏柱中的换热盘管加热后，进入闪蒸罐闪蒸，闪蒸气进入燃料系统。

闪蒸后的富液经缓冲罐后与热的贫换热，然后进入富液精馏柱，与来自重沸器的蒸汽逆流接触而得到部分提浓。

在重沸器内，富液被加热至约，除去其中绝大部分水分。

随后，溶液经贫液精馏柱后进入缓冲罐，与自下而上的气提气逆流接触而进步提浓。

高温贫液在缓冲罐中与富液换热后。

经冷却器冷却，再经循环泵升压后返回吸收塔上部。

主要工艺设备原料气分离器进入吸收塔的原料气般都含有固体和液体杂质。

实践证明，即使吸收塔与原料气分离器位置非常近，也应该在二者之间安装入口分离器。

此分离器可以防止新鲜水或盐水液烃化学剂或水合物抑制剂以及其他杂质等大量和偶然进入吸收塔中。

即使这些杂质数量很少，也会给吸收和再生系统带来很多问题溶于甘醇溶液中的液烃可降低溶液的脱水能力，并使吸收塔中甘醇溶液起泡。

不溶于甘醇溶液的液烃也会堵塞塔板，并使重沸器表面结焦游离水增加了甘醇液循环流率重沸器热负荷和燃料用量携带的盐水随天然气起来自地层水中所含盐类，可使设备和管线产生腐蚀，沉积在重沸器火管表面上还可使火管表面局部过热产生热斑甚至烧穿④化学剂例如缓冲剂酸化压裂液可使甘醇溶液起泡，并具有腐蚀性。

如果沉积在重沸器火管表面上，也可使其局部过热。

吸收塔压力每增加，露点降增加，图和图吸收塔压力为绝，该工程要求实际压降为绝，所以可以求得在绝，吸收塔操作温度为时的露点降露点降小于同理在绝下按块理论板板效率为。

实际塔板数为块估计可获得露点降为由图，吸收温度为时的露点降为，图，吸收温度为时露点降为，用内插法近似求得吸收温度为时的露点降为。

露点降大于所以实际塔板数选用块，可满足干气露点的要求。

图估计，下的露点降图估计，下的露点降块理论板块理论板块理论板块理论板物料衡算吸收塔的物料衡算吸收塔进口原料气各组分的流量组分组成总摩尔流量各组分摩尔质量各组分摩尔质量各组分质量表原料气各组分的摩尔质量组分摩尔质量组分摩尔质量塔底富液的组成及流量天然气惰性气体组分在甘醇中的溶解量，由经验值可得甲烷和乙烷的溶解度约为估算。

即溶解于甘醇的甲烷和乙烷为则塔底富液中各组分的含量为全部被吸收在原料气中的含量少故在计算是忽约。

出塔气的组成和流量算干气组成除上述吸收了的则为出塔干气的流量干气的总量为根据安托尼方程式式中，饱和蒸汽压，温度，安施尼常数由天然气加工工程查得水的见表表水的安施尼常数时将带入式可得饱和蒸汽压为水水表吸收塔的物料衡算汇总入塔原料气的组成与流量组分摩尔流量质量流量质量总计物质水吸收塔净化气的组成与流量组分摩尔流量质量流量质量水总计入吸收塔甘醇密度流量组分摩尔流量质量流量质量总计脱水量在原料气温度为，原料气压力取，干气水露点在查图天然气含水量图查得可知进料气含水量为水水干气含水量为水吸收塔的脱水量由式求得式中吸收塔脱水量，进料气含水量，干气含水量，进料气流量，甘醇循环量进料气带入的水量为水三甘醇循环量按脱除进料气带入的全部水量计算，此法虽然保守，但却比较安全。

因此三甘醇循环流量为贫甘醇浓度为，在吸收操作温度下的密度为因此其质量循环流量为贫甘醇流量贫甘醇浓度为，流量为因此贫甘醇中的三甘醇量为贫甘醇中的水量为富甘醇流量富甘醇中的三甘醇量为富甘醇中的水量为因此富甘醇流量为富甘醇浓度为热量衡算重沸器重沸器通常为卧式容器，既可采用火管直接加热也可以采用水蒸气或热油间接加热。

采用三甘醇脱水，重沸器火管传热表面热流密度的正常范围是，最高不超过，由于甘醇在高温会分解变质，因此，重沸器温度最高不能超过。

根据脱水量由下式估算式中脱除水所需的重沸器热负荷，水甘醇循环量，水水重沸器热负荷为考虑的设计裕量，故重沸器的热负荷取重沸器火管传热表面的热流密度取，故重沸器火管传热面积为贫富甘醇换热器贫富甘醇进口与出口温度贫甘醇进口温度，出口温度为富甘醇进口温度为，出口温度为。

贫甘醇热负荷贫甘醇在平均温度为的比热容为，贫甘醇热负荷为计算富甘醇出口温度假定富甘醇出口温度为富甘醇在时的比热容为由热量平衡确定富甘醇的出口温度，经迭代计算得由于假设温度为，通过理论计算得到的富三甘醇的出口温度不高于，故不会导致部分三甘醇汽化，假设成立，故富甘醇的出口温度为。

气体贫甘醇换热器贫甘醇负荷贫甘醇进口温度为，出口温度