第四章 吸收法脱水

前言天然气脱水的方法甘醇吸收法脱水的工艺及设备甘醇吸收法脱水的工艺计算甘醇质量在脱水装置操作中的重要性第四章吸收法脱水水的危害①在天然气管道输送过程中，天然气中的水分在低温下冷凝成液体，会减少管道截面积，增加输送过程阻力和能耗。②在天然气加工过程中，天然气中的水分会在操作条件下（高压、低温）和烃类或二氧化碳生成固体水合物，堵塞管道及设备，影响生产的正常进行。③天然气中的水会加速硫化物（H2S、COS等）对设备的腐蚀。常用脱水方法冷冻、加压法；液体吸收法；固体吸附法。目前普遍采用吸收法和吸附法脱水。前言①天然气的绝对含水量每标准立方米天然气的实际含水量,g-H2O/Nm3,用e表示。②天然气的饱和含水量在一定条件(T、P）下，天然气与液态水达到平衡时气体的绝对含水量，g-H2O/Nm3，用es表示。③天然气的相对湿度天然气中实际含水量与饱和含水量之比，称为天然气的相对湿度，用φ表示。④天然气的水露点在一定压力下，与天然气饱和含水量相对应的温度，称为天然气的水露点。或在一定压力下，天然气中水蒸汽开始冷凝的温度。名词解释压力、温度对天然气饱和含水的影响冷却脱水法吸收法吸附法第一节天然气脱水的方法一、冷却脱水法冷却脱水法可分为直接冷却法、加压冷却法、膨胀制冷法三种方法。

1.直接冷却法由于天然气的含水量随着温度的降低而减少，所以直接冷却降低天然气温度可以减少天然气的含水量，但此法效率太低，难以达到气体露点要求，只能作为辅助手段。

2.加压冷却法因为天然气含水量随压力的升高而减少，所以，增加天然气压力可以降低天然气的含水量，加压与冷却联合，可提高天然气的脱水效率。但天然气加工中的加压、冷却并不是以脱水为目的，而是工艺需要。

当井口气的压力较高时，可以利用气体高压膨胀获得的低温使天然气冷却脱水，当膨胀后的气体温度较低时，开始用注入乙二醇或二甘醇抑制剂的方法，以抑制水合物的形成。

3.膨胀制冷冷却法膨胀制冷法即可以从井口高压流物中脱除较多的水，又能比常温分离法分离更多的的烃类，故一些高压凝析气井口经常使用。1.常用脱水吸收剂天然气吸收脱水就是利用对天然气中的水蒸汽具有很强亲和能力的吸收剂与天然气逆流接触来脱除天然气中的水份。常用的脱水剂是甘醇类化合物和氯化钙水溶液。目前广泛采用的甘醇类化合物是二甘醇和三甘醇。2.甘醇法脱水的优缺点甘醇法脱水与固体吸附剂法脱水是目前普遍采用的两种天然气脱水方法。对于甘醇法脱水来讲，由于三甘醇脱水露点降大、成本低和运行可靠，在各种甘醇化合物中其经济效益最好，因而在国外广为采用。在我国，由于二甘醇及三甘醇的产量及价格等因素，二甘醇和三甘醇均有采用。甘醇法脱水与吸附法脱水相比，其优点是：二、吸收法②压降较小。甘醇法脱水的压降为35～70kPa，而固体吸附剂法脱水的压降为70～200kPa。③甘醇法脱水为连续操作，而固体吸附剂法为间歇操作。④采用甘醇法脱水时补充甘醇比较容易，而采用固体吸附剂法脱水时从吸附塔（干燥器器)中更换固体吸附剂费时较长。⑤甘醇脱水装置的甘醇富液再生时，脱除1kg水分所需的热量较少。⑥有些杂质会使固体吸附剂堵塞，但对甘醇脱水装置操作影响甚小。⑦甘醇脱水装置可将天然气中的水含量降低到8mg／m3。如果有贫液汽提柱,利用汽提气进行再生，天然气中的水含量甚至可降低降低到4mg/m3。①投资较低。据报道，建设一座处理能力为28x104m3／d天然气的固体吸附剂脱水装置，比三甘醇脱水装置投资高50％。①天惹然气约的露顾点要期求低零于-辟32℃时，届需要同采用史汽提握法进风行再安生。②甘醇传受污赔染或析分解葵后具甚有腐菠蚀性乐。吸收划法脱打水主括要用桶于使槽天然缝气露贯点符脚合管遍输要指求的首场合，一般角建在肾集中收处理敏站、小输气耀首站早内或撤天然惨气净完化脱熟硫装此置的膜下游辣。三、膜吸附劳法脱巨水吸附问法是肉利用荒某些撞多孔祸性固姨体吸始附剂锐对天绞然气炭中的傅水蒸滨汽的慕特殊兵吸附译力来期吸附开脱除绍天然岁气中套的水织份。固体姥吸附薄剂脱是水装住置的伯投资陡和操迁作费奏用比欲甘醇政脱水揪装置鼻要高栋，故鹅—般销是在刑甘醇束法脱脱水满圆足不灭了天斗然气规露点导要求们时才广采用标吸附更法脱牲水。甘醇荣法脱逗水与涨吸附萝法脱趁水相喉比，策其缺树点是耍：①脱朵水后耐的干腊气露稠点可晚低至父-1蔽00℃，相当名于水万含量肿为0张.8mg离／m3。②对进字料气园压力户、温欲度及矛流量踪蝶的变们化不爹敏感张。③无腾严重标的腐管蚀及奴起泡。吸附类法的雷缺点泡是：①需绣要两始个或世两个贪以上带吸附航器切膝换操编作，岁故其炒投资讯及操狱作费赢用较碑高。②压怜降较兄大。③天毁然气燃中的仆重烃苹、H2S和CO2等可验使固星体吸系附剂美污染凑。④固趁体吸目附剂扰颗粒惠在使浆用中恢易产尿生机绑械性袄破损白。⑤再免生时蜓消耗段的热落量较胸多，园在小赏流量背操作据时更离为显霜著，吸附规法的致优点婶是：①天期然气流脱水碧的目缺的是消为了寺符合洒管道馅输送烤要求述，但史又不发宜采要用甘籍醇法且脱水求的场贩合。哨例如忧，在剥海上滋平台偏由于屑波浪抽起伏眠会影睁响吸灭收塔谅内甘旷醇溶宪液的妙正常论流动盟，或徐天然摆气是狡酸气递等。②高惭压(词超临疗界状樱态)仁含二琴氧化蛙碳较逆多天孔然气罚脱水贱。因忙为此颗时二迫氧化口碳在滩三甘表醇溶误液中欠溶解鞋度很征大。③用谷于冷搜冻温互度低斩于-愧34需℃时隶的天博然气仙加工跟时的国脱水这。④同时煤脱水催和烃林类以创符合辽水露访点和蹈烃露婚点的撒要求犯。⑤从意贫气咐中回工收天们然气壤液，盖此时纳往往答需要麦采用丽制冷棉的方候法时耽。吸附商法脱招水主涌要用问于天均然气鸟凝液碍回收赤、天教然气亿液化幅装置细中的尸天然手气深炉度脱腿水，社防止私天然归气在再低温浆系统肯中产城生水哗合物抓堵塞社设备虎和管猛道。在下涌列情渗况之舱一时罪，可矮优先藏选择调吸附尖法：甘醇皱的一猫般物宵理性农质甘醇浸脱水逃工艺然流程甘醇涝脱水召工艺别主要利设备甘醇尝脱水舰工艺丛参数第二旱节塔甘醇迁脱水算工艺神及设恭备二甘答醇（DE牌G）跪、三甘耐醇（TE格G）均为答乙二灭醇的茶缩合岸物，孟反应码式为递：二甘做醇三甘葱醇二甘龄醇：宿沸饥点：犬24读5.问0℃垄；腊分交解温窗度：抛16奔4.求4那℃三甘环醇：奔沸心点：中28剪7.赤4℃寻；课分非解温煎度：坑20闲6.赚7袭℃因为怜三甘砌醇沸司点高柳，蒸器汽压不低，锯吸收朱脱水始过程兽蒸发讨损失匙少，布且分五解温虏度高妹，所左以脱炒水过宴程广要泛应男用的盲是三校甘醇一、已甘醇跪的一谷般性桃质二、磁甘醇水脱水咸的工翅艺流军程三、姜主要伪设备1.菊高披压吸拳收系词统主浴要设撑备（1丹）吸乐收塔统可以讲是板需式塔育或填吓料塔怪。板反式塔种适用辟于粘闹性液剃体或蚁低液痕气比滑的场穗合；火由于勇甘醇宰易起栏泡，轻所以缘瑞板式县塔的诊板间犁距应辫当加仍大，涛应大愈于0数.4怀5m,最好驳0.吃6～荒0.日75m；塔顶走设有前捕雾迈器，帐减少既干气蒙在气块相中扎的损怒失。（2盲）进摊口气色涤器借除掉揉进塔弯气体臂中的课液体辉或固雾体杂巴质。虑这些辱杂质毯对三壶甘醇真脱水恶的影同响是沃：①游闸离水光增加冲了甘采醇溶透液循炉环量疮、重辜沸器莲热负债荷及喘燃料黑用量疏；②溶源于甘冶醇溶闭液中绵的液伐烃或现油(忆芳香足烃或屋沥育耻胶质旱)可锡降低歇甘醇璃溶液才的脱畅水能伐力，很并使乡丰甘醇逼溶液学起泡猫。④井监下化僻学剂伞诸如驱缓蚀板剂、泰酸化参及压夺裂液阻等均煌可使姜甘醇帆溶液砍起泡建，并迹具有禁腐蚀石性。鸡如果组沉积会在重赶沸器失火管陪表面碌上，虏也可既使火朗管表鲜面产寇生热偏斑。⑤固场体杂避质诸荐如泥殊沙及谷铁锈体或Fe栗S等腐箩蚀产皂物,治他们豪可促筛使甘怖醇溶法液起签泡，邪使阀绒门及休泵受恶到侵胞蚀．镜并可盗堵塞垫塔板灯或填惩料。由此钱可见估，进赚口气魂涤器怪是甘曲醇脱测水装益置的锈一个栗十分摇重要摧的设珠备。很多哭处理香量较抹大的扭甘醇谅脱水凭装置桌都在寻吸收短塔之他前设冶有气框涤器路甚至浑还有扑过滤湖分离销器。③携站带的担盐水辛〔随古天然侮气一耻起采秃出的接地层欲水)瓣中溶休解有巨很多蹈盐类。盐水才溶于疮甘醇发后可根使碳吨钢，预尤其然可使抓不锈壤钢产沿生腐识蚀。盐沉韵积在大重沸熄器火泰管表烤面上谦，还挪可使提火管圈表面摸产生经热斑止（或蝴局部阿过热酒）甚烧至烧厕穿。（1夜）闪衫蒸分毙离器沃低压葬下分乘出富敬甘醇毒中所幅吸收哭的重跪烃类筐气体音，以窑防重棕烃使陷甘醇葛乳化卧及减耍少再音生系诸统精午馏柱添顶的涌气体浑和甘大醇损现失量衡。为陈使闪呆蒸气卷不经续压缩搂即可缴用作塌燃料痕气，社并保桐证闪脸蒸分例离后临的富敌甘醇尸有足丘够的保压力氧流过葛过滤档器及稠贫／制富甘哲醇换箭热器貌等设斑备，彩闪蒸咐分离陷器的熄压力惭最好搅在0诊.3喂5—页0.骄52MP葬a。（2地）再务生精室馏塔稼由吸这收塔窗来的僻富甘习醇在萄再生焦塔精择馏柱务和重提沸器吹内进霸行再鸦生。素再生亭塔可草用板围式塔哨或填娱料塔没。精毫馏柱梦顶部吨设有增冷却括盘管些，可利使部胆分水参蒸气灾冷凝上，成瓶为精球馏柱答顶的无回流提，从衬而使瞧柱顶犹温度府得到亦控制潮．并钞可减狐少甘悲醇损获失量语。无愤汽提蹲气时胆，塔长顶温黎度控荐制在剩99锄℃；有汽雁提气广时，狡塔顶紫温度脖控制抵在8吨8℃菠。当烂回流克量约糊为水蚊蒸气截排放扩量的役30甚％时哄，由学柱顶犬排放合的水德蒸气梳中甘架醇损棕失量赔非常剪小。2.衣再晃生系炕统主抵要设兴备（3敞）重毛釜器浇重沸泰器的分作用蚊是用郑来提养供热埋量将泼富甘董醇加来热至亏一定榜温度厘，使亩富甘惜醇中芝所吸脆收的真水分返汽化汽并从辛精榴叙柱顶爪排放虑。除敞此以观外，捐重沸未器还锻要提缘瑞供回晚流热助负荷讽以及软补充烤散热见损失昂。甘醇角脱水绩装置堆是通础过重倦釜器弯温度嫁来控嘉制再逗生深拐度和档贫甘假醇浓垃度。笼重釜盒器温碰度和恩贫三链甘醇朱浓度角的关世系见唐右图贴。由右狸图可冻知，佳釜温障越高絮，贫雁甘醇损浓度附越高暖；若胆要求条贫甘圾醇浓犹度更查高，脚可采鲁用汽叮提法践、负醋压法波或共厉沸法贯。四、红工艺鹿参数防的选皆择影响扫脱水彼效果兰的主效要因岭素有：甘组醇贫秃液的与浓度仇；甘年醇吸役收剂害循环读量；完吸收劣操作苗的温令度和皱压力赏；吸涨收塔果和再枪生塔解的塔退板数甲等。1.晨温度年、压杯力条始件根据巡寿吸收摧过程泄原理肚，温笋度越旅低越灿有利茂于吸条收。树但温饮度过解低（敏＜2窗1℃担）甘尤醇溶坝液粘兼度过钓大，巧起泡势增多巷，使摄塔板份效率死下降帆；吸鸡收温洽度过毒高，恨进料肚器中贯水含港量太您高，坏同时葵也不烤利于具吸收仗，使胖甘醇匀溶液冬的脱姑水能加力下为降。吹一般虑吸收艳操作靠温度日为2这7～印38惧℃。苗压力桐对吸祸收过以程影呀响较页少，战故对构压力惭无特触殊要麻求。贫甘岂醇溶惭液的寒进塔疼温度雁应比忙塔内董气体假温度沫高3余～蹄8℃睁。如挨果贫耳甘醇甜温度坟比气群体低订，就胶会使盖气体密中的乘一部能分重董烃冷监凝，运促使哨甘醇枕溶液炒气泡俗。反助之，说如果艘贫甘森醇温不度高粘于气留体温质度8秆℃使，三号甘醇枯损失泻和出崭塔干袜气的更露点议就会配不必劲要地奶增加截很多割。根据绢吸收骂平衡埋的原泥理，巨甘醇抽贫液臭的浓撑度越藏高，去干天敌然气劲中的卫水含导量越煌低，显即天马然气似的露票点温亩度越暖低。雷图4惑－5阁为甘戚醇贫款液的级浓度吵与干剥气平观衡露慰点关肉系图柔。为提档高甘咏醇贫室液的畜浓度弱，再估生塔已的操鞭作应杯采取谁下列征措施饶：①在倦甘醇适分解甚温度先以下泄，应升尽量巾提高市再生念塔重蜜沸器矛温度偶。对撑于三艺甘醇疏，重探沸器磨温度令一般肠为1扮77挑～2亲04捕℃。②用闪汽提嗽气直筐接通绩入重衣沸器部中，想贫三章甘醇认浓度掠可达设99照.6绕％；③如而果加速贫液袭汽提晋柱，溉汽提颠气从李贫液岗汽提胀柱下视方通姥入，璃贫三枝甘醇畏浓度绣可达会99涛.9％。2.滔甘醇伏贫液枪的浓鞠度右图僻为当赚吸收规塔为决2.兔5块耽理论萍板时核，三笔甘醇竭循环暂量与凝露点绩降的虎关系蜓。由橡图可慈知：①贫粱液浓闯度越梢高，挺同一距循环笑量下想露点田降越驻大。②当络循环疗量达法到一卫定值薪后，木再增功加循坑环量暴时，来露点绵降变目化很斯小。③贫喉液浓区度低沃时，屿提前申达到孩循环框量影志响不亿大的录区间银。3.污三喜甘醇肃循环摊量吸收戴塔的眨工艺晨计算闪蒸将分离闸器的炼工艺祸计算再生剑精馏面塔的贞工艺秆计算换热登设备胆的工神艺计以算工艺增计算艰示例担(自义学)第三萝节朗甘醇缺脱水逮工艺县计算一、互吸收桌塔的地工艺过计算吸收启塔的撕工艺啦计算铸主要悠包括缺：①塔河板（耐填料版）型交式及葱塔板碗数；赞②三异甘醇证溶液拦循环门量；端③塔馋径1.粗吸肤收塔词脱水柜量（储负荷饶）的摇计算由要盼求的跨干气末的含纱水量溉，查听图2瓣－7孕得到驼干气秩露点凭，将困此露征点值刺减少时3～取6℃尊，查量图4由－5蔽得到瓣贫三施甘醇浩的浓浓度。2.前进绸塔的祖贫三捕甘醇精浓度3.寇天待然气汤的实胳际露楼点降当贫型甘醇湾溶液旅的浓病度确旬定以腊后，贤吸收斤塔的铺实际定露点振降还飘和吸汽收塔朴的理跪论板阴数及偷甘醇事循环夸量都堵有关挥系，背在满揭足露之点降贞的前拳题下哨，选蒙择合离适的诵塔板矿数和江甘醇阻循环连量，它使产侨品总永耗能赖最低弓。4.蚂吸乖收塔缸的直档径板间距，mmK值4500.03665600.04576000.0488先由延以下联公式权求出燃允许熟空塔赴速度芽，再倍根据很进料迈气体侮流量毁求出导塔径特。二、蚊闪蒸认分离医器的妄计算三、着再生强塔精鲁馏柱再生意精馏胃柱的虫理论仪板数相一般扮为3吼块，涨即重者釜器段、填茫料段匀、回饲流冷好凝器价各一谈块。河填料毙柱塔她径可狡根据哑精馏替柱的组气液差负荷葡及填兆料的取流体析力学方性质欣确定组，也测可由梅以下勒经验况公式岗估算禾：四、吉重炮釜宿器1.佳重啄釜器龄热负颠荷重釜扯器热先负荷贱可根怪据脱驴水量写由下瓜式经阔验公斯式估常算2.亩重乔釜器粗的尺拥寸当重偿釜器禾按4僻5.湾8kW筐/m2的热费流密素度计哥算蒸滚汽发质生面糟积时毕，其洲工艺喉尺寸董可按浪以下签原则很确定讨：长径负比＝漠5（库推荐摔值）产；最誓小直贝径＝野45昌7mm活；最小役长度峡＝1碍06但7mm谁。3.晓汽锄提气亦的用渠量汽提纤气的山用量晃可由尼图4策－6关来确计定。削根据邪要求覆的贫值甘醇酬纯度意，由袍图查还得汽燃提气披的需悔要量坐。采用粒汽提哪气可管高甘翁醇纯钉度，牙但也缴增加闷了操竭作费际用，削因而姓只有筹在必注要时必才使拣用，俊且其扮用量上不应撒大于夺0.栗02扮2m3/L三甘泡醇。五、促换益热腾设蹄备甘醇导脱水班装置史的换限热换积设备者包括顿：精更馏柱慨顶部例的回酬流冷凤凝器紧、贫奔／富眯甘醇歌换热啦器及提气体欢／贫愉甘醇法换热黎器。喜它们战的尺反寸确买定原疫则如它下。1.回流窃冷凝朗器回流棵冷凝筐器热颤负荷涛可取墨甘醇病溶液星吸收送的水链在重前釜器助内全际部汽嘉化所暂需热作负荷灰的2或5％乳～3钥0％语。2.贫／闸富甘悼醇换桑热器贫甘垮醇及夸富甘增醇进乓口温竭度通脚常是及已知笨的。苹在确路定富剂甘醇傲出口尸温度军时，贯一般乖按贫迁甘醇重进口缴温度抚与富衰甘醇使出口草温度畅差在摔33派～5摔0℃强为原论则，筹但注乘意富扣甘醇持的出墙口温庙度不卧能高证于1鹿49帽℃。贫甘榴醇进既吸收抬塔前润应先爽用干重气或单空气致将其花冷却狮到仅滚比出答塔干拆气高途6℃钥左右杨。如感果温蓝度过负高，窜会使柄顶层袭塔板续上甘斤醇温拢度增渴加，茅导致柿出塔舞干气况水含邻量增回加。宇用出宇塔干砖气冷姥却贫背甘醇垮，这的样可蝇防止怀贫甘辨醇被较冷却白至低圾于出险塔干挂气温闷度。贫甘伏醇出奴换热纠器的图温度捡应比殃进料辽气进赛吸收郊塔的萝温度使高3彩～6绢℃。耽计算酸热负企荷时株应加其上5薄％贱～1运0％全的富树裕量舒，以孩考虑愧污垢印热阻馒和甘品醇循肢环量读波动踢的影先响。3.气体套／贫季甘醇痕换热共器甘醇溪污染鼻的原末因及节对策甘醇吐质量才的最垫佳值第四咐节榆甘些醇质换量对间脱水割操作谜的影腔响一、朗甘醇何污染抓的原提因及半对策娘清洁防止闸或减罢缓甘侮醇损讯失过篮大和惯设备宾腐蚀委的关耻键是若保持伯甘醇所洁净条。实倾际上桂，甘举醇在心使用扭过程称中将趁会受秋到各束种污川染。表产生应这些随污染添的原牛因和体解决俩办法叠如下盈：1.萝氧浴气串衬入系仓统甘醇引易氧洽化变道质，群生成境腐蚀缸性有僻机酸它。故甚应防裕止氧坝气串阅入系营统，除亦可不向脱彩水系蛛统中清注入僻抗氧欺化剂动，其柏量为宝1～结2g/益L甘醇该。2.牺高膝温降践解富甘装醇在样再生条时如删果温企度过宏高会乏降解亦(热液降解农)变神质。浩因此宰，当剥采用卷三甘骆醇脱垃水时瓶，重骨沸器眠温度学应低红丁2势04铸℃，湖火管脏传热提表面阵的热快流密具度则蜜应小述于2溉5kw慕／m2。同时饮，还豪应定绞期对袭火管懂传热少表面些上由银于油滥污和悦盐址矮类沉届积引灵起的芽热斑您进行颠检查国并及然时清紧扫。当进恭料气折中含通有硫污化氢椒和二展氧化帽碳时剥，会发使甘柿醇溶矩液呈泻酸性帐并具尾有严斑重的狱腐蚀姥性。跳可通谨过加衡入硼偿砂、煤三乙室醇胺镇等碱宵性化罪合物贺中和桶。4.衔盐督污染盐沉挂积在依重沸池器火筐管表好面可经以产彻生热季斑并知使火续管烧破穿。昨当甘梦醇中剩盐含