第7章 天然气脱水(固体吸附法)x
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天然气脱水技术浅析摘要:本文概述了目前国内外油气田普遍应用天然气脱水技术,包括低温冷凝法、吸收脱水法、吸附法等。
总结了传统天然气脱水技术的原理、应用现状及目前存在的主要问题。
阐述了近年来新型脱水技术的原理、技术优势及其不足,并分析了天然气脱水技术未来的发展趋势。
关键词:天然气脱水技术天然气从地层开采出来后都含有一定量的游离水和气态水。
游离水可以通过分离器实现分离,但气态水通常以饱和状态存在于天然气中,用分离器不能完成分离。
在一定的条件下, 这些气态水可能会析出, 形成液态水。
这些液态水将导致水合物生成造成冻堵,还会引起管道腐蚀。
因此,必须脱除天然气中的气态水,防止水合物和酸液的形成,保证设备及工艺的安全正常运行。
一、传统脱水工艺天然气脱水的方法多种多样,传统的方法有低温冷凝法、吸收脱水法和吸附脱水法三大类。
1.低温冷凝法低温冷凝法也称为低温分离法,是依据焦耳-汤姆逊效应,使高压天然气膨胀制冷获得低温,将气体中一部分水蒸气和烃类冷凝析出,再进行分离。
这种方法多用于高压凝析气田。
该法使用的装置设备简单,不需要增压设备;一次性投资低,装置操作费用低。
但是部分脱水循环处于水合物生成范围内,需添加抑制剂防止水合物生成,并配备相关抑制剂回收系统;深度脱水时需配备制冷设备,相应提高了工程投资和使用成本高。
2.吸收脱水法吸收脱水是利用溶剂对天然气中烃类的溶解度低,而对水的溶解度高,且对水蒸气具有较强的吸收能力,使天然气中的水蒸气及液态水被溶剂吸收。
吸水后溶剂经过再生后,能够返回系统循环使用。
目前,普遍采用的吸收脱水溶剂主要有甲醇、乙二醇、二甘醇(DEG)和三甘醇(TEG),其中主要是三甘醇。
主要原因是,与甲醇、二甘醇相比,三甘醇(TEG)的贫液浓度可以达到99%以上,露点降通常为33~47℃,甚至更高,操作过程中携带损失少,热稳定性较好。
但是,当存在轻质油时,三甘醇会有一定程度的发泡倾向;天然气含有酸性组分时,易造成设备和管道的腐蚀,并使三甘醇溶液呈酸性;不能脱除天然气中含有的凝析油。
天然气脱水技术综述摘要:目前,国内天然气行业正进入高速发展阶段,天然气的高效开发和利用已经成为未来能源发展的新课题。
水分在天然气的存在是非常不利的事,因此,需要脱水的要求更为严格。
所以未来天然气高效脱水将是一个重要的研究方向。
本文阐述了现阶段天然气的脱水方法:低温法、吸收法、吸附法等。
关键词:天然气;脱水技术;低温法,吸收法;吸附法引言:天然气脱水是指从天然气中脱除饱和水蒸气或从天然气凝液(NGL)中脱除溶解水的过程。
脱水的目的是:①防止在处理和储运过程中出现水合物和液态水;②符合天然气产品的水含量(或水露点)质量指标;③防止腐蚀。
因此,在天然气露点控制(或脱油脱水)、天然气凝液回收、液化天然气及压缩天然气生产等过程中均需进行脱水。
本文对低温法、吸收法和吸附法脱水技术进行了概括分析。
1.低温法脱油脱水工艺及应用将天然气冷却至烃露点以下某一低温,将天然气中的重烃与气体分离出来的方法,也称冷凝分离法。
1.1膨胀制冷法将高压气体膨胀制冷获得低温,使气体中部分水蒸气和较重烃类冷凝析出,从而控制了其水、烃露点。
这种方法也称为低温分离(LTS 或LTX)法,大多用于高压凝析气井井口有多余压力可供利用的场合。
如图采用乙二醇作抑制剂的低温分离(LTS或LTX)法工艺流程图。
此法多用来同时控制天然气的水、烃露点1.2 冷剂制冷法通过冷剂循环制冷来降低天然气的温度, 使气体中部分水蒸气和 较重烃类冷凝析出,从而控制了其水、烃露点。
天然气需要进行露点 控制却又无压差可利用时,可采用冷剂制冷法。
榆林天然气处理厂脱油脱水装置采用的工艺流程如图示:低温分离器的分离温度需要在运行中根据干气的实际露点符合要求的前提下尽量降低获得更低温度所需的能耗。
1.3影响低温法控制天然气露点的主要因素①.处理、组分分析和工艺计算误差以及组成变化和运行波动等造成的偏差。
天然气取样、样品处理、组分分析和工艺计算误差,以及组成变化和运行波动等因素均会造成偏差,尤其是天然气中含有少量碳原子数较多的重烃时,这些因素造成的偏差就更大。
天然气脱水方法作者:佚名文章来源:自动化论坛点击数:37 更新时间:2009-7-201、溶剂吸收法利用适当的液体吸收剂以除去气体混合物中的一部分水份,对吸收后的贫溶剂进行脱吸,使溶剂再生循环使用。
常用的脱水剂有二甘醇、三甘醇等。
2 、固体干燥剂吸附法利用气体在固体表面上积聚的特性,使某些气体组分吸附在固体吸附剂表面,进行脱除。
气体组分不同,在固体吸附剂上的吸附能力也有差异,因而可用吸附方法对气体混合物进行净化。
工业上常用的固体吸附剂有硅胶、活性氧化铝和分子筛。
吸附是在固体表面张力作用下进行的,根据表面张力的性质可将吸附过程分为物理吸附和化学吸附。
物理吸附是可逆过程,可用改变温度和压力的方法改变平衡方向,达到吸附剂的再生。
目前广泛采用的用分子筛作吸附剂脱除天然气中水分的过程就是物理吸附过程。
3、冷冻分离法将一定温度的混合气体在一定压力下通过干燥的、最低温度可达- 20 ℃以下的冷凝器,使混合气体中的水气变成液滴后分离。
常用的设备有冷冻干燥器。
4、脱水剂4.1、三甘醇( TEG) 脱水剂甘醇类化合物具有很强的吸水性,其溶液水点较低,沸点高,毒性小,常温下基本不挥发,所以广泛应用于天然气脱水。
最先用于天然气脱水的是二甘醇,50 年代后TEG 以良好的性能逐步取代了二甘醇成为最主要的脱水溶剂。
TEG 热稳定性好,易于再生,蒸汽压低,携带损失量小,露点降通常为33 - 47 ℃。
4.2、分子筛吸附剂分子筛具有均一微孔结构,能将不同大小的分子分离的一种高效、高选择性的固体吸附剂。
分子筛是一种人工合成的无机吸附剂,天然气脱水常用的是4A 和5A ,它是具有骨架结构的碱金属或碱土金属的硅铝酸盐晶体,其分子式为:M2/ nO·Al2O3·xSiO2·yH2O式中:M —某些碱金属或碱土金属离子, 如Li ,Na ,Mg ,Ca 等;n —M 的价数;x —SiO2 的分子数;y —H2O 的分子数。
浅析天然气处理装置的脱水方法天然气是一种重要的清洁能源,广泛应用于工业、城市生活和发电等领域。
在天然气开采和输送过程中,往往需要进行脱水处理,以去除其中的水分和其他杂质,以确保天然气的质量和安全。
天然气处理装置的脱水方法显得至关重要。
本文将简要介绍天然气处理装置的脱水方法,以及各种方法的优缺点和适用范围。
一、脱水方法概述在天然气处理过程中,一般可以采用以下几种脱水方法:凝冷法、膜蒸发法、化学脱水法、吸附脱水法和结晶脱水法。
这些方法各有特点,可根据实际情况进行选择和组合应用。
凝冷法是一种传统的天然气脱水方法,其原理是通过降低天然气温度,使其中的水蒸气凝结成液态水,并随着天然气一起排出。
它的优点是操作简单,无需添加外部能源,对天然气不会产生污染,但对冷却设备要求较高,处理能力有限。
膜蒸发法是利用高分子膜对水与气体之间进行选择性渗透分离的方法,其优点是效率高、操作简便、设备小型化,但其成本较高,且对膜的使用和维护要求较高。
化学脱水法是通过加入特定的化学剂,使水分与天然气中的硫化氢或二氧化碳发生化学反应,生成相对稳定的盐类沉淀物,并随着天然气一起排出。
这种方法的优点是脱水效果好,操作简单,但在使用化学剂的过程中要求严格,且可能对设备产生腐蚀。
吸附脱水法是通过吸附剂对天然气中的水分进行吸附,其优点是处理能力大,效率高,但对吸附剂的使用寿命要求较高,且需要定期更换和再生吸附剂。
结晶脱水法是通过控制温度或压力使天然气中的水分结晶沉淀,然后将其分离。
这种方法的优点是对设备要求较低,脱水效果好,但操作条件要求较严格,且可能对设备产生腐蚀。
二、各种方法的优缺点和适用范围凝冷法适用于小型天然气处理装置,其优点是无需能源供应,但其处理能力较低。
膜蒸发法适用于小型和中型天然气处理装置,其优点是设备小型化,脱水效率高,但成本较高,维护要求严格。
化学脱水法适用于各种规模的天然气处理装置,其优点是脱水效果好,但需要严格控制化学剂的使用和排放。
天然气脱水技术综述摘要:目前,国内天然气行业正进入高速发展阶段,天然气的高效开发和利用已经成为未来能源发展的新课题。
水分在天然气的存在是非常不利的事,因此,需要脱水的要求更为严格。
所以未来天然气高效脱水将是一个重要的研究方向。
本文阐述了现阶段天然气的脱水方法:低温法、吸收法、吸附法等。
关键词:天然气;脱水技术;低温法,吸收法;吸附法引言:天然气脱水是指从天然气中脱除饱和水蒸气或从天然气凝液(NGL)中脱除溶解水的过程。
脱水的目的是:①防止在处理和储运过程中出现水合物和液态水;②符合天然气产品的水含量(或水露点)质量指标;③防止腐蚀。
因此,在天然气露点控制(或脱油脱水)、天然气凝液回收、液化天然气及压缩天然气生产等过程中均需进行脱水。
本文对低温法、吸收法和吸附法脱水技术进行了概括分析。
1.低温法脱油脱水工艺及应用将天然气冷却至烃露点以下某一低温,将天然气中的重烃与气体分离出来的方法,也称冷凝分离法。
1.1膨胀制冷法将高压气体膨胀制冷获得低温,使气体中部分水蒸气和较重烃类冷凝析出,从而控制了其水、烃露点。
这种方法也称为低温分离(LTS 或LTX)法,大多用于高压凝析气井井口有多余压力可供利用的场合。
如图采用乙二醇作抑制剂的低温分离(LTS或LTX)法工艺流程图。
此法多用来同时控制天然气的水、烃露点。
1.2冷剂制冷法通过冷剂循环制冷来降低天然气的温度,使气体中部分水蒸气和较重烃类冷凝析出,从而控制了其水、烃露点。
天然气需要进行露点控制却又无压差可利用时,可采用冷剂制冷法。
榆林天然气处理厂脱油脱水装置采用的工艺流程如图示:低温分离器的分离温度需要在运行中根据干气的实际露点符合要求的前提下尽量降低获得更低温度所需的能耗。
1.3影响低温法控制天然气露点的主要因素①.处理、组分分析和工艺计算误差以及组成变化和运行波动等造成的偏差。
天然气取样、样品处理、组分分析和工艺计算误差,以及组成变化和运行波动等因素均会造成偏差,尤其是天然气中含有少量碳原子数较多的重烃时,这些因素造成的偏差就更大。