第四章 吸收法脱水.ppt

1、天燃气脱水的方法二醇吸收法脱水的工艺和设备二醇吸收法脱水的工艺对脱水装置操作中二醇质量的重要性进行了订正，第四章在吸收法脱水、水的危害天燃气管路输送中，天燃气中的水分在低温下凝结成液体，减小管路截面积，增加输送工艺阻力和能源消费。 在天燃气加工过程中，天燃气中的水分在操作条件(高压、低温)下与烃类、二氧化碳生成固体水合物，堵塞管道和设备，影响生产的正常进行。 天燃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，一般采用吸收法和吸附法进行脱水。 上述天燃气的每绝对含水量标准立方分米的天燃气的实际含水量用g-H2O/Nm3，e表

2、示。 天燃气的饱和含水量在一定条件(t，p )下，天燃气和液态水达到平衡时瓦斯气体的绝对含水量用g-H2O/Nm3，es表示。 天燃气在相对大气湿度天燃气中的实际含水量与饱和含水量的比，称作天燃气的相对大气湿度，用公式表示。 天燃气的水露点是在一定的压力下，与天燃气的饱和含水量相对应的温度，称为天燃气的水露点。 或者在一定的压力下天燃气中的水蒸气开始凝结的温度。 名词解释、压力、温度对天燃气饱和含水的影响、蒸发制冷脱水法吸收法吸附法、第一节天燃气脱水方法、一、蒸发制冷脱水法、蒸发制冷脱水法可分为直接蒸发制冷法、加压蒸发制冷法、膨胀冷冻法三种方法。 1 .由于直接尺蒸发制冷天燃气含水量随温度的降

3、低而减少，所以直接蒸发制冷降低天燃气温度可以减少天燃气含水量，但该方法效率过低，难以达到瓦斯气体露点的要求，只能作为辅助手段。 2、加压尺蒸发制冷天燃气含水量随压力的上升而减少，增加天燃气压力能够降低天燃气含水量，结合加压和蒸发制冷，能够提高天燃气脱水效率。 但是，天燃气加工中的加压蒸发制冷并非以脱水为目的，而是工艺需求。 当供水井呼吸压力高时，可以利用通过瓦斯气体的高压膨胀得到的低温使天燃气蒸发制冷脱水，当膨胀后的瓦斯气体温度低时，可以通过注入六乙二醇或二六乙二醇的抑制剂的方法抑制水合物的形成。 3 .膨胀冷冻蒸发制冷法、膨胀冷冻法可以从井口高压流物中除去很多水，比常温分离法分离更多的烃类，

4、因此部分高压凝析井口很常用。 1 .常用脱水吸收剂天燃气吸收脱水利用对天燃气中水蒸气具有较强亲和力的吸收剂，通过与天燃气逆流接触除去天燃气中的水分。 常用的脱水剂是二醇类化合物和氯化钙元素水溶液。 目前广泛采用的二醇类化合物有二六乙二醇和三乙二醇。 二醇法脱水的优良缺点二醇法脱水和固体吸附剂法脱水是目前普遍采用的两种天燃气脱水方法。 关于二元醇法脱水，由于三乙二醇脱水露点降低大、成本低、运行可靠，在各种二元醇化合物中经济效益最高，因此被国外广泛采用。 在我国，由于二六乙二醇和三乙二醇的产量和价格等因素，二六乙二醇和三乙二醇被采用。 二醇法脱水与吸附法脱水相比，具有二、吸收法、电压降小的优点。

5、二醇法脱水的压力降为3570kPa，固体吸附剂法脱水的压力降为70200kPa。 二醇法脱水为连续操作，而固体吸附剂法为间歇操作。 在六乙二醇法中，脱水时补充六乙二醇比较容易，而在固体吸附剂法中，脱水时从吸附塔(甩干机)交换固体吸附剂需要花费时间。 二醇脱水装置的富二醇液再生时除去1kg水分所需的热量很少。 一部分杂质堵塞固体吸附剂，但对二醇脱水装置的操作的影响小。 二醇脱水装置能够将天燃气中的水分量降低至8mgm3。如果有贫液扩散柱，也可以用蒸汽萃取瓦斯气体再生，使天燃气中的水分量减少到4mg/m3。 投资低。 据报道，建设了处理能力为28x104m3d天燃气的固体吸附剂脱水装置，比三乙二醇

6、脱水装置投资高50。 天燃气的露点要求小于-32时，需要以工作团队萃取法播放。 二醇一旦被污染或分解就会有腐食性。 吸收法脱水主要用于使天燃气露点符合管的供给要求时，建在集中处理站、瓦斯气体供给站内、或天燃气净化脱硫装置的下游。 三、吸附法脱水、吸附法利用某些多孔固体吸附剂对天燃气中水蒸气的特殊吸附力而吸附除去天燃气中的水分。 由于固体吸附剂脱水装置的投资和操作费用比二醇脱水装置高，因此在二醇法脱水不满足天燃气露点的要求时，一般采用吸附法进行脱水。 二醇法脱水与吸附法脱水相比，存在脱水后的干瓦斯气体露点低至-100，含水量相当于0.8mgm3的缺点。 对种子文件瓦斯气体的压力、温度及产水量变化

7、不敏感。 没有严重的腐蚀和起泡。 吸附法的缺点是需要2个以上的吸附器的切换操作，投资和操作费用高。 电压降很大。 天燃气中的重烃、H2S、CO2等污染固体吸附剂。 固体吸附剂粒子在使用中容易产生机械破损。 再生时消耗的热量多，在小产水量操作时更显着，吸附法的优点是，天燃气脱水的目的是满足输油管道输送要求，但不适用于二醇法脱水。 例如，在海上平台，波浪起伏会影响吸收塔内的二醇溶液的正常流动，或者天燃气是酸瓦斯气体等。 含有大量高压(超临界状态)二氧化碳的天燃气会脱水。 这是因为此时二氧化碳在三乙二醇溶液中的溶解度很大。 用于冷冻温度为-34以下时的天燃气加工时的脱水。 为了满足水露点和烃露点的要

8、求，将脱水和烃类脱水至云同步。 从贫瓦斯气体回收天然气液时，大多需要采用制冷的方法。 吸附法脱水主要用于天燃气凝固浴的回收、天燃气液化装置的天燃气深度脱水，防止天燃气在低温系统下产生水合物堵塞设备和管道。 吸附法是二醇的一般物性二醇脱水工艺流程二醇脱水工艺主要设备二醇脱水工艺残奥表、第二节二醇脱水工艺及设备、二六乙二醇(DEG )、三乙二醇(TEG )均为六乙二醇的缩合物，反应式为二六乙二醇三乙二醇的分解温度： 164.4三乙二醇：沸点分解温度： 206.7由于三乙二醇沸点高，蒸气压低，吸收脱水过程蒸发损失少，且分解温度高，因此脱水过程包括三乙二醇、一、六乙二醇的一般性质、二、六乙二醇脱水的工

9、艺流程、三、主要设备、 1 .高压吸收系统广泛应用的大板块式塔适用于粘性液体和低液气比的情况。由于二醇容易起泡，板式塔的板间距离必须增大，必须大于0.45m，优选为0.60.75m。 塔顶设置了捕雾器，降低了气相中的干瓦斯气体损失。 (2)入口气体洗涤器去除塔瓦斯气体中掉落的液体或固体杂质。 这些个的杂质对三乙二醇脱水的影响是，游离水增加了六乙二醇溶液循环量、再沸器热负荷和燃料使用量，溶解在二醇溶液中的液态烃或油(芳香烃或胶质)使二醇溶液的脱水能力降低，使二醇溶液起泡。供水井下的化学试剂，例如铟比特尔、氧化、压裂液等，可以具有使二醇溶液发泡的腐食性。 如果堆积在再沸器的火管表面，也可以在火管表

10、面产生热斑。 砂土、铁锈、FeS等固体杂质的腐蚀产物，将二醇溶液起泡，侵蚀阀和泵，能够堵塞搁板和填充剂。 由此可知，进口气体洗涤器是二醇脱水装置的关键设备。 处理量多的二醇脱水装置大多在吸收塔前面设有气体洗涤器，还设有过滤分离器。携带的盐水和天燃气一起采集的地层水)中溶解着很多盐类。 把盐水溶解在二醇中可以使碳钢，特别是不锈钢发生腐蚀。 盐在再沸器的火管表面堆积，也可以使火管表面产生热斑(或局部过热)或烧断。 (1)在闪光分离器低压下分离被二醇吸收的重烃系瓦斯气体，使重烃不使二醇乳化，减少再生系精馏柱顶的瓦斯气体和二醇损失量。 闪速分离器的压力最好是0.350.52MPa，因为闪速分离器可用作

11、燃料瓦斯气体，而不会压缩蒸汽，并保证分离后的富二醇在过滤烟嘴和贫富二醇热交换设备等设备中流动一盏茶压力。 (2)再生精馏塔吸收塔的富二醇在再生塔精馏柱和再沸器内再生。 再生塔可以使用大板块式塔或者填料塔。 在精馏柱的顶部设置蒸发制冷盘管，能够使水蒸气的一部分凝结成为精馏柱的顶部的回流，能够控制柱的顶部温度，降低二醇损失量。 在没有蒸汽排出的情况下，塔顶温度控制在99；在有蒸汽排出的情况下，塔顶温度控制在88。 回产水量为水蒸气排放量约30时，从柱顶排出的水蒸气中的二醇损失量非常小。 2 .再生系统的主要设备，(3)重沸器的作用是供给热量，将富六乙二醇加热到一定的温度，使富六乙二醇吸收的水分汽化

12、，然后从支柱的顶部排出。 再沸器还提供回流热负荷，弥补散热损失。 二醇脱水装置根据重釜器温度控制再生深度和不良二醇浓度。 重釜器温度和贫三乙二醇浓度的关系如右图所示。 从右图可知，釜温度越高，要求贫二醇浓度越高，贫二醇浓度越高时，可采用工作团队萃取法、负压法或共沸法。 四、影响工艺残奥表选择、脱水效果的主要因素有：二醇贫液浓度二醇吸收剂循环量； 吸收操作温度和压力的吸收塔和再生塔的梯田数等。 1 .根据温度、压力条件吸收过程的原理，温度越低越有利于吸收。 但是，温度过低(21 )二醇溶液的黏性系数过大时，起泡变多，搁板效率降低吸收温度过高时，给料机中的水分量过高，同时也不利于吸收，二醇溶液的脱

13、水能力降低。 一般的吸收工作温度是2738。 由于压力对吸收过程的影响很小，所以对压力没有特别的要求。 贫二醇溶液的入塔温度必须比塔内空气体温高3 8度。 当贫二醇温度低于瓦斯气体时，瓦斯气体中的重烃的一部分冷凝，促进二醇溶液的气泡。 相反，贫六乙二醇的温度高于瓦斯气体温度8时，三乙二醇的损失和出塔干瓦斯气体的露点不必要地大量增加。 从吸收平衡的原理来看，二元醇贫液的浓度越高，干天燃气中的含水量越低，即天燃气的露点温度越低。 图45是二醇贫液浓度与干瓦斯气体平衡露点的相关系谱图。 为了提高六乙二醇贫液的浓度，再生塔的操作应在六乙二醇分解温度以下，尽量提高再生塔的再沸温度。 在三乙二醇的情况下，

14、重沸器温度通常为177204。 以蒸汽萃取瓦斯气体直接通过再沸器时，加入贫三乙二醇浓度达到99.6的贫液萃取柱后，从贫液萃取柱下方通过蒸汽萃取瓦斯气体，贫三乙二醇浓度达到99.9。 2、六乙二醇贫液的浓度，右图是吸收塔为2.5张理论板时的三乙二醇循环量与露点下降的关系。 由图可知，贫液浓度越高，在同一循环量下露点下降越大。 循环量达到一定值后，增加循环量时露点下降的变化很小。 如果贫液浓度低，则提前到达循环量的影响少的区间。 3、三乙二醇循环量、吸收塔工艺补正算闪光分离器的工艺补正算再生精馏塔的工艺补正算换热设备的工艺补正算例(自学)、第三节六乙二醇脱水工艺补正算，一、吸收塔的工艺补正算，主要

15、有塔板(填料)形式和塔板数三乙二醇溶液循环量； 塔径1 .吸收塔脱水量(负荷)的补正算法如下：从所请求的干瓦斯气体的含水量，参照图27得到干瓦斯气体露点，使该露点值减少36，参照图45得到不良三乙二醇的浓度。2、入塔的贫三乙二醇浓度，3、天燃气的实际露点下降贫六乙二醇溶液的浓度确定之后，吸收塔的实际露点下降与吸收塔的理论板数和六乙二醇循环量有关，在满足露点下降之前的问题上，选择适当的板数和六乙二醇循环量，使产品的总消耗能量最低。 关于吸收塔的直径，首先通过下式求出容许表观速度，接着通过供给瓦斯气体产水量求出塔径。 二、闪存分离器的修正、三、再生塔精馏柱、再生精馏柱的理论板数一般为三块，即重釜器

16、、填充段、回流冷凝机各一块。 填充柱的塔径可以由精馏柱的气液负载和填充剂的流体动力学性质确定，并且四、重釜、一、重釜热负载重釜热负载可以根据脱水量由下式的经验方程推算，二、重釜的尺寸可以由重釜以45.8kW/m2的热流密度修正蒸汽发生面积最小长度1067mm。 3 .蒸汽提取瓦斯气体的使用量蒸汽提取瓦斯气体的使用量可在图46中确定。 根据要求的贫二醇纯度，从图中调查了蒸汽抽出的必要量。 采用工作团队瓦斯气体可获得高六乙二醇纯度，但会增加操作费用，因此请根据需要仅使用，使用三乙二醇在0.022m3/L以下的用量。 五、换热设备、二醇脱水装置的换热设备包括精馏柱顶部的回流冷凝机、贫富二醇热交换设备

17、和瓦斯气体贫二醇热交换设备。 决定这些个尺寸的原则如下。 1 .回流冷凝机回流冷凝机的热负荷可以采用由二醇溶液吸收的水在重釜内全部气化所需要的热负荷的2530。 2、贫富六乙二醇热交换设备的贫六乙二醇和富六乙二醇进口温度通常是众所周知的。 在确定富六乙二醇的出口温度时，一般以富六乙二醇的入口温度和富六乙二醇的出口温度差为3350为原则，但富六乙二醇的出口温度超过149时，请在要不得、贫二醇进入吸收塔之前，通过干瓦斯气体或空气蒸发制冷，直至比出塔干瓦斯气体高出6左右。 温度过高时，最上层塔板上的二醇温度增加，出塔干瓦斯气体的含水量增加。 通过在出塔干瓦斯气体中蒸发制冷贫二醇，可以防止贫二醇蒸发制

18、冷到比出塔干瓦斯气体低的温度。 贫二醇释放热交换设备的温度必须比种子文件瓦斯气体吸收塔的温度高36。 因此，瓦斯气体贫六乙二醇热交换设备需要计算将六乙二醇从82 93蒸发制冷到43 49的大小。 补正热负荷时，考虑到脏污热阻抗和二醇循环量变动的影响，请加上5 10的馀量。 3、瓦斯气体贫二醇热交换设备、二醇污染的原因和对策二醇质量的最佳值、第四节二醇质量对脱水操作的影响、一、二醇污染的原因和对策清洁、二醇损失过大防止或缓和设备腐蚀的关键是保持二醇清洁。 实际上，二醇在使用中会受到各种各样的污染。 这些个污染的原因和解决办法是：1.氧串联系二醇容易氧化变质，生成腐食性有机酸。 因此，应该防止氧的串联，也可以向脱水系统中注入抗氧化剂，其量为12g/L二醇。 2 .高温分解富二醇在再生时温度过高会分解(热裂化)变质。 因此，采用三乙二醇脱水时，再沸器的温度必须