【《天然气脱水工艺综述》2600字】

天然气脱水工艺综述目录TOC\o"1-3"\h\u17425天然气脱水工艺综述 116101.1天然气脱水研究现状 1118411.2天然气脱水工艺 2118821.3天然气脱水工艺流程 31.1天然气脱水研究现状一般从油气田里面所提取出来的天然气都含有一定量的水，天然气中的酸性物质和水结合之后就会变成酸性溶液，那么就会使得采气管道所具有的传输效率大大降低，并且还会对管道进行腐蚀，所以需要针对天然气中含有的水分进行处理。用于天然气脱水的方法有多种，天然气净化通常采用的脱水工艺方法有低温分离、固体吸附和溶剂吸收三类方法。溶剂吸收法主要是通过一些亲水醇类等溶剂和天然气进行充分接触，这样存在于天然气里面的大部分水分就会被这些溶剂吸收。目前使用比较多的一种方法就是通过三甘醇以及二乙醇形成一个脱水工艺。如果条件允许的话，那么将一个富液汽提塔安装在吸收塔的前部，这样就可以使得被释放的硫化氢再一次返回吸收塔，从而实现脱硫处理，这样效率更高。固体吸附法利用的是吸附剂的吸附张力，来使天然气中水分子被吸附剂内的孔吸附而除去水分。工业上常用的吸附剂是分子筛，该技术相对成熟所以应用也较广。主要的特点就是功效较高，同时成本较低。这种方法让具有较多孔的固体和天然气进行充分的接触，这样固体的表面就能够对水分进行充分吸收。另外在使用这种方法的时候，要在现场进行吸附塔的配备，这样才能够有效的确保连续吸水过程的实现。低温分离技术的原理是因为天然气饱和含水量会随着温度下降、压力上升而逐渐减小的特点，使被水汽饱和的天然气降温冷却，或者先给天然气增压后再降温的方法。该脱水净化方法对设备技术要求不高，且操作使用的设备简单、投资较低。低温分离技术在实现天然气脱水净化的过程中，主要存在的问题有：在天然气压力不够时必须增加增压设备或从外部引入冷源，所以总成本较高。而一些高含硫量的天然气也会污染管道，影响醇液的回收，使尾气排放不达标、造成水资源污染等。考虑安全和环保方面的问题，低温分离法目前不适合用在高含硫的天然气脱水处理中。近几年来，新技术和新工艺被应用到了天然气脱水处理领域中，比如常见的技术有膜分离脱水技术和超音速脱水技术。这两种技术在进行天然气脱水时设备体积较小、成本较低，且能耗少、操作维护简单、产生的污染少，可以弥补现在天然气脱水处理系统复杂、设备体积大、操作难度大、污染大、总运行成本高的缺陷。所以这些新型脱水技术具有广阔的应用前景。膜分离脱水系统采用的是生物半透膜，有选择性地进出物质中不同的成分，这样可以使不同成分在电位差、压力差或者浓度差的区别下通过半透膜实现物质传递。天然气膜分离技术也遵循该原理，可使天然气中的不同成分进行有选择地脱离。该技术操作简单、设备和操作实施成本不高，维修量少，安全系数较高，总性价比较高。不过虽然膜分离技术已经基本成熟，然而膜的塑性、溶剂性问题还未得到很好的解决，需要进一步对膜分离技术进行研究改进，才能进一步提高该技术的应用效率和使用范围。1.2天然气脱水工艺一般从油气田里面所提取出来的天然气都含有一定量的水，天然气中的酸性物质和水结合之后就会变成酸性溶液，那么就会使得采气管道所具有的传输效率大大降低，并且还会对管道进行腐蚀，所以需要针对天然气中含有的水分进行处理。天然气净化通常采用的脱水工艺方法有低温分离、固体吸附和溶剂吸收三类方法。1.2.1低温分离法低温分离技术的工作原理是利用天然气的饱和含水量会随着温度下降、压力上升而逐渐减小的特点，使被水汽饱和的天然气降温冷却，或者先给天然气增压后再降温的方法。该脱水净化方法对设备技术要求不高，且操作使用的设备简单、投资较低。目前该方法主要有节流膨胀制冷法和丙烷外部制冷法。传统的膨胀脱水方法如节流膨胀、透平机膨胀等方法或适用范围窄，或造价高、系统复杂，应用具有较大的局限性。低温分离技术在实现天然气脱水净化的过程中，主要存在的问题有：在天然气压力不够时必须增加增压设备或从外部引入冷源，所以总成本较高。而一些高含硫量的天然气也会污染管道，影响醇液的回收，使尾气排放不达标、造成水资源污染等。考虑安全和环保方面的问题，低温分离法目前不适合用在高含硫的天然气脱水处理中。1.2.2固体吸附法固体吸附法利用的是吸附剂的吸附张力，来使天然气中水分子被吸附剂内的孔吸附而除去水分，气体中的水蒸气吸附在分子筛、硅胶等吸附剂上达到脱水的目的，通过改变吸附剂压力或温度的方法改变平衡方向再生吸附剂。工业上常用的吸附剂是分子筛，该技术相对成熟所以应用也较广。在实现脱水以后的天然气含水量露点可低于-100°C，满足了管道运输天然气对于露点的要求，也满足了下游生冷回收和轻质油轻烃回收装置要求，在制冷温度很低时还可以回收乙烷。目前该工艺应用存在的问题是，分子筛脱水系统中有大量的干燥器，这些干燥器可分成脱水、再生和吹冷几种状态，另外也包括再生器加热系统，当这些系统综合运作时可保证分子筛脱水系统的正常，但是分子筛系统本身投入较高，加上其所需设备和操作实施的成本也高，所以总造价成本和脱水效果不成正比。与甘醇吸收法相比，吸附法脱水后干气体中水含量可低于1×10-6，对进料气温度、压力和流量变化不敏感，小流量脱水较经济。其缺点主要是需高能再生，回收率低，工艺较复杂，吸附剂易中毒和破碎，增大气体压降。因此，除小规模天然气脱水外，吸附法脱水目前在天然气领域应用较少。1.3天然气脱水工艺流程第一步对天然气分离只需要大概进行分离，天然气第一次分离主要是出去其内部的杂质和水，然后在吸收塔顶端把天然气导进去，这样做是为了让贫甘醇溶液和天然气充分接触，在接触时把水除掉实际上也可以理解为天然气的干燥。再把干燥后的气体导入三甘醇换热器中去，把反应后的气体再导出来，将干气输出到管道外的部分。等到这个甘醇溶液先吸收了水分之后我们再把它导入到再生塔里面。这些溶液经过一系列的流动发生了再生，使得能够重复利用三甘醇。刚才我讲的内容就是此设计涉及到的三甘醇是如何脱水的工艺流程。吸收剂的选择：三甘醇法是一种溶剂吸收法，它具有非常强的稳定性，再生温度一般在176℃到196℃间。通过查阅相关的文献可知三甘醇(TEG)脱水法具有热稳定性好、运行可靠、易再生等优点。三甘醇法与CaCl2水溶液、二甘醇法相比的优点有：投资与操作费用低，不燃烧；在更换新鲜CaCl2前可无人值守。且可处理大流量的天然气脱水。而CaCl2