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天然气脱水 天然气脱水的必要性 溶剂吸收法脱水 固体吸附法脱水 第一节 天然气脱水的必要性 天然气脱水的必要性； 天然气脱水方法； 天然气脱水深度。 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。 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。 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℃。 第二节 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及工艺参数 一、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： 一、甘醇脱水的基本原理 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，使天然气中水汽量大幅度下降。 二、甘醇的物理性质 常用甘醇脱水剂的物理性质如表1所示。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。 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℃。 脱水操作费用比二甘醇法低。 三、三甘醇脱水流程和设备 三甘醇脱水工艺流程如图1所示。脱水装置主要包括两大部分： 天然气在吸收塔的脱水系统； 富TEG溶液的再生系统（提浓）。 图1 三甘醇脱水工艺流程 如图1所示， 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。 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分离器。 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。 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（图2），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。 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。 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。 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。 四、影响三甘醇脱水效果的参数 三甘醇脱水是基于吸收原理而实现的。影响脱水效果的主要参数有： 进气温度； 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。 1. 进气温度 一般入塔气体的质量流量大于塔内三甘醇溶液的质量流量，可以认为吸收塔的操作温度大致与进气温度相当，而且吸收塔内各点的温度差不会超过2℃。进气温度对脱水效果的影响表现在以下 方面： 1. 进气温度 进气温度较高将增加装置的脱水负荷和增大甘醇的气化损失量。 在三甘醇浓度不变时，出塔气体平衡露点随进气温度的下降而降低（图3）。 因低温下，三甘醇变得非常粘稠导致塔效率降低、压降增大和携带损失。 进塔的天然气温度应维持在15～48℃。 2. 吸收塔的操作压力和塔板数 实践证明，吸收塔的操作压力低于20MPa时，出塔干气露点温度基本上与吸收塔操作压力无关。