(工艺技术)天然气分子筛脱水装置工艺设计

天然气脱水工程设计一、工程背景随着天然气的广泛应用和需求的不断增长，对天然气质量的要求也越来越高。

水分是天然气中常见的污染物之一，它会降低热值，同时在输送管道中形成水合物，对管道造成腐蚀。

因此，在天然气输送前，必须对天然气进行脱水处理。

二、脱水方法常用的天然气脱水方法有物理吸附脱水法和化学吸附脱水法。

物理吸附脱水法是利用吸附剂吸附天然气中的水分子，将其从天然气中分离出来；化学吸附脱水法是利用化学剂将天然气中的水分子转化为可分离的液体，然后通过沉降或过滤等方法将其从天然气中去除。

三、脱水工艺流程1.初级脱水：将天然气通过冷凝器冷却，使水分子与天然气中的液体相结合形成水合物，然后通过隔离器将水合物与天然气分离，并排出水分。

2.中级脱水：将初级脱水后的天然气通过填充吸附剂的吸附器，吸附剂将天然气中的水分子吸附，将干燥的天然气从吸附剂中排出。

3.精制脱水：将中级脱水后的天然气通过再生装置，使吸附剂再生并去除吸附剂上的水分，然后将天然气和再生气体分离，并排出。

四、关键设备和工程参数1.冷凝器：用于初级脱水过程中冷却天然气。

2.隔离器：用于初级脱水过程中将水合物与天然气分离。

3.吸附器：用于中级脱水过程中吸附天然气中的水分子。

4.再生装置：用于精制脱水过程中再生吸附剂并去除水分。

工程参数包括天然气流量、水合物含量、吸附剂种类和用量等。

五、安全与环保考虑在天然气脱水工程设计中，需要考虑到安全和环保因素。

例如，在设计吸附剂选择和用量时，需要考虑到吸附剂的毒性和可再生性。

此外，需要合理设计安全设备和应急措施，确保工程安全运行。

总结：天然气脱水工程设计是为了去除天然气中的水分，提高天然气质量和热值。

在设计中需要考虑脱水方法、工艺流程、关键设备和工程参数以及安全与环保因素。

通过合理的天然气脱水工程设计，可以有效提高天然气的质量和利用效率。

三：床层
长度的计
算
原料气的
饱和含水
量
g/1000m3气体流动
系数C：
从上到下
(0.25~0.3
2);从下到
上0.1670.29需脱除水量Kg/hr
分子筛堆
积密度：
Kg/m3660操作周期天然气工
作状态下
的密度：
Kg/m348.26733总共需脱水量Kg
天然气工
作压力：
Mpa 4.3天然气的压缩系数
分子筛的
平均直
径：Dp
m0.0032工作状态下气体量m3/s
允许气体质量流
速：G
Kg/(m*S) 5.437166工作温度0K
空塔流速：W0
m/s
0.112647
分子筛有
效吸附容
积Kg水
/100Kg分
子筛一：吸附周期：两塔--8小时。

三塔--24小时。

二：吸附器直径：
天然气脱水计算（分子筛吸附塔）
气体处理
量
104m3/d2所需分子筛重量Kg
气体质量
流量Kg/s0.248016所需分子筛体积m3
气体分子
量24床层高度m
空塔截面
积m20.045615高径比吸附塔直
径Dm0.241056
确定塔的
直径Dm0.241056
实际塔截
面积m20.043581
实际气体
流速m/s0.117904
）
1200
1
8
8
0.86
0.01
303
8
100 0.15 3.48 14.4。

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天然气分子筛脱水装置工艺设计
天然气是一种重要的能源资源，但天然气中常含有水分，因此需要进行脱水处理，以满足工业和家庭等各个领域的需求。

分子筛是一种高效的脱水材料，可以通过物理和化学吸附的方式将水分从天然气中去除。

首先，进料条件包括天然气的压力、温度和水分含量。

通常情况下，天然气的压力在2-20MPa范围内，温度在-40℃至60℃之间，水分含量在2-10%之间。

进料条件的不同会对分子筛脱水装置的工艺设计造成影响。

其次，分子筛的选择是关键的一步。

分子筛通常由硅铝酸盐等材料制成，具有微孔和介孔结构，能够较好地吸附水分。

根据天然气的进料条件和脱水要求，选择适合的分子筛类型和规格。

常用的分子筛有3A、4A和13X等。

然后，需要设置工艺参数，包括进料流量、操作压力和温度等。

进料流量要根据脱水效率和设备容量进行合理调整，不宜过大或过小。

操作压力和温度一般根据分子筛的吸附特性和天然气的进料条件来确定，以保证分子筛的脱水效果。

通常情况下，较高的操作压力和适当的操作温度有利于提高脱水效率。

最后，需要对产品质量进行控制。

天然气分子筛脱水装置的产品主要是去除水分后的天然气，需要确保产品的水分含量达到规定的标准。

可以通过监测出料气体的水分含量来实现产品质量的控制，可采用在线监测和定期抽样检测相结合的方式。

在天然气分子筛脱水装置工艺设计的过程中，还需要考虑以下几个方面：设备的选型和布置、安全措施的实施、操作和维护的规范等。

只有综
合考虑以上因素，才能设计出有效可靠的天然气脱水装置，提高天然气资源的利用率和产品质量，为社会和经济发展做出贡献。

①工艺简单,操作容易，占地面积小；
②不需要额外加入溶剂，不需再生，无二次污染;
③可利用天然气本身的压力作为推动力，几乎没有压力损失;
④操作弹性大，可通过调节膜面积和工艺参数来适应处理量
的波动。
中国石油塔里木油田公司
迪那筹备组
讲座提 纲
一、脱水的原
因 二、脱水方法简
介 三、脱水工艺介
绍 四、各工艺的注意事
节流阀制冷
膨胀制冷
膨胀机制冷
低温分离法
丙烷制冷
热分离机制冷等
中国石油塔里木油田公司
迪那筹备组
脱水的方
法
• 溶剂吸收法：
利用某些液体物质不与天然气中的水分发 化学反应，只对水有很好的溶解能力且溶水 后蒸气压很低，可再生和循环使用的特点。 将天然气中水汽脱出。这样的物质有甲醇、 甘醇等。由于吸收剂可再生和循环使用，故 脱水成本低，已得到广泛使用。
油气田无自由压降可利用，满足 管输天然气水露点要求的场合。
1、脱水后干气中水含量可 低于1ppm，水露点可低于90℃； 2、对进料气体温度、压力 、流量变化不敏感； 3、操作简单，占地面积小 4、无严重腐蚀和发泡方面 的问题。
1、对于大装置，其设备投 资大，操作费用高； 2、气体压降大； 3、吸附剂使用寿命短，一 般三年需更换，增加成本； 4、耗能高，低处理量时更 明显；
• 牙哈320万方/日凝析气处理装置：设计处理天然 气320万方/天、凝析油产量为50万吨/年， 2000 年10月31日投产装置通过经J-T阀节流降温[加注 乙二醇防冻]，脱除天然气中的水，并实现轻烃回 收。
中国石油塔里木油田公司
迪 三那 甘筹 醇备脱水组 工
艺
各工艺的注意 事项

嚣
图 ２ 石西 油 田作 业 区天然 气站 深冷 处理 装 置 分子 筛 三塔 循环脱 水工 艺 流程 图
在 分 子筛 三 塔 循环 脱 水 工 艺 中 ， 附 、 生 、 吹 吸 再 冷
三 个 过程 同 时进 行 ， 期 均 为 ４ ｈ 周 。假 设 Ａ塔 吸 附 、 Ｂ
塔再生、 ｃ塔冷 吹。 压缩 机 二 级 出 口空 冷 后 的 气 体 与 再 生 气分 离器 出 口气体 汇合 ， 进入 水分 分离 器 、 过滤 式
分离 器脱 去重 质 烃 及 水 ， 入 Ａ 塔 吸 附 ， 附 塔 出 口 进 吸 从 压缩 机 出 口经空 冷 、 离 后 的天 然 气进 分 子 筛 分
气 体 一部 分 进 入 再 生 气 压 缩 机 加 压 后 ， 入 ｃ塔 冷 进 吹 ， 吹 出 口的气 体进 入 加热 炉加 热 ， 入 Ｂ塔再 生 ， 冷 进
维普资讯
石 油 与 天 然 气 化 工
ＣＨＥＭｌ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥ ＮＧ Ｆ ＯＩ ＲＩ Ｏ Ｌ＆ Ｇ Ａ Ｓ
天然气深冷处理装置分子筛循环换热节能脱水工艺研究－
王 正 才 刘 生 丽 高金 桥 马 玉 华 马 力 陈 勇
ｈ 。两 塔 循环脱 水 。
商 品天然 气 、 液化气 、 定轻 烃这些 产 品 。采用 深冷处 稳 理 方 式 要 求 脱 水 后 的 气 体 含 水 量 必 须 小 于 １Ｘ１ ０ （ ， 般 采用分 子筛 脱水 ， 用 的有 两塔 或 三塔 循 环 ） 一 常 脱 水工 艺 。 中石 油新疆 油 田公 司共有 三 套伴 生气深 冷 处理装 置 ， 中采油 二厂 、 口泉采 油厂 采用 两塔循 环 其 百
然气进 加 热炉 加热 ， 进分 子筛 塔 Ｂ再 生 ４ ｈ 关 闭 加热 ； 炉 主火 嘴 ， 部分 天然 气 经 加 热 炉旁 通 管 线 进 分 子筛 这 塔 Ｂ冷 吹 ４ ｈ 冷 吹 出 口及 再 生 出 口的气 体 均 经水 一 ； 气换 热 器进 行冷 却 ， 并经 再 生 气 分离 器 分 离 后 进 入 压 缩 机二 级进 口或 去 低 压管 网。 两塔 切 换 时 ， 子 筛 塔 分 Ａ进行 泄 压 ， 子筛 塔 Ｂ进 行 充 压 ， 压力 平 衡 后 ， 分 待 分 子筛塔 Ｂ吸 附脱 水 ８ ｈ 分 子 筛 塔 Ａ 再 生 ４ ｈ 冷 吹 ４ ， ，

内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题目：分子筛脱水系统—再生气加热炉控制系统的设计学生姓名：苏雷学号：0605112125专业：测控技术与仪器班级：测控06-1指导教师：李文涛教授分子筛脱水系统—再生气加热炉控制系统的设计摘要液化天然气(LNG)作为天然气的一种应用形式，在天然气的储存和运输方面都具有十分明显的优越性。

液化天然气中的饱和水分在一定条件下可能形成碳氢水合物，严重时可能堵塞液化系统的管路和设备。

对于含H2S、CO2的天然气，由于水分的作用，它们将形成具有腐蚀性的酸液，从而造成设备与管线的严重腐蚀。

所以，对液化天然气原料气必须进行脱水处理。

本课题结合巴彦淖尔华油天然气LNG项目的实际情况，介绍了液化天然气技术的基本知识及天然气的脱水工艺流程，采用分子筛脱水系统对天然气进行深度脱水。

再生气加热炉是脱水工艺的关键设备之一，采用计算机控制，控制系统由PCI-6011A板卡和IPC-610工控机组成，对燃烧过程采用串级比值控制方案。

在系统运行过程中，需要随时跟踪和了解生产的实际情况，所以本课题采用MCGS组态监控软件设计了人机交互界面，对生产过程进行实时监控，保证生产的安全和正常运行。

关键词：液化天然气；分子筛脱水；再生气加热炉；计算机控制Molecular sieve dehydration system- recycle gas furnace control system designAbstractLiquefied natural gas (LNG) as an application form of natural gas, natural gas storage and transportation in all aspects of the superiority is very obvious. Liquefied natural gas in saturated water under certain conditions may form hydrocarbon hydrate, serious when may jam liquefaction system equipment and piping. To contain the H2S, CO2 gas, due to the effect of water, they will form corrosive acid, thus causing serious corrosion equipment and piping. So, for LNG feedgas must undertake dehydration.The subject of oil gas LNG project bayinnaoer China's actual situation, introduces the basic knowledge of liquefied natural gas (LNG) technology and the dehydration process, natural gas system using molecular sieve dehydration in-depth dehydration. Recycle gas is dehydration process of reheating furnace is one of the key equipment, computer control system, control of PCI card and IPC 6011A - 610 - of combustion process control computer adopted cascade ratio control scheme. In the system operation process, for the production of tracking and actual conditions, so this topic by MCGS software design for the man-machine interface, real-time monitoring of production process, and ensure the normal operation of production safety.Key words: liquefied natural gas；Molecular sieve dehydration；Recycle gas furnace；Automatic control目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 目录.. (III)第一章引言 (1)1.1 液化天然气概述 (1)1.1.1 液化天然气的概念和基本性质 (1)1.1.2 液化天然气的特性 (2)1.1.3液化天然气在国民生活中的重要性 (2)1.2 国内外研究现状和发展趋势 (4)1.2.1国外LNG的发展现状 (4)1.2.2 国内LNG研究现状 (6)1.2.3 LNG未来的发展趋势 (7)1.3 本文研究的主要内容及意义 (8)第二章分子筛脱水系统的设计 (9)2.1液化天然气工艺流程概述 (9)2.2 分子筛脱水系统 (9)2.2.1 天然气脱水方法的选择 (10)2.2.2脱水系统吸附剂的选择 (11)2.2.3分子筛脱水工艺 (13)2.2.4 分子筛脱水的设备 (14)第三章再生气加热炉控制系统 (16)3.1再生气加热炉工艺及要求 (16)3.2方案设计 (17)3.2.1 自动控制方案的选择 (17)3.2.2 被控参数和控制参数的选择 (18)3.2.3 测控仪表的选择 (19)3.3控制原理图及系统方框图 (25)3.4加热炉计算机控制系统 (29)3.4.1计算机控制系统原理 (29)3.4.2加热炉计算机控制系统设计 (30)3.4.3控制算法的选择 (34)3.5 调节器PID参数整定 (36)第四章监控系统的设计 (38)4.1 MCGS组态软件概述 (38)4.1.1 MCGS组态软件简介 (38)4.1.2 MCGS组态软件的系统构成 (39)4.1.3 MCGS组态软件的功能和特点 (39)4.2 加热炉监控系统设计 (41)4.2.1控制系统工程设计 (41)4.2.2 报警显示和报警数据 (42)4.2.3 报表与曲线显示 (43)第五章结论 (46)参考文献 (47)致谢 (49)第一章引言1.1 液化天然气概述随着世界经济的快速发展及人口数量的急剧增长，世界能源的需求量也不断增长，而温室效应和各种有害物质的排放对人类生存环境造成了极大的挑战。

重庆科技学院《油气集输工程》课程设计报告学院: 石油与天然气工程学院专业班级:学生姓名:学号:设计地点（单位） K804 设计题目: 某分子筛吸附脱水工艺设计——再生工艺计算完成日期：年月日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:________________摘要井口流出的天然气几乎都为气相水所饱和，甚至会携带一定量的液态水。

天然气中水分的存在往往会造成严重的后果：含有CO2和H2S的天然气在有水存在的情况下形成酸而腐蚀管路和设备；在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门、管道和设备；降低管道输送能力，造成不必要的动力消耗。

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。

天然气脱水的方法一般包括低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。

低温法脱水是利用高压天然气节流膨胀降温或利用气波机膨胀降温而实现的，这种工艺适合于高压天然气；而对于低压天然气，若要使用则必须增压，从而影响了过程的经济性。

溶剂吸收法和固体吸附法目前在天然气工业中应用较广泛。

本文主要研究固体吸附法脱水。

固体吸附法就是利用多孔固体颗粒选择性地吸附流体中一定组分在其内外表面上，从而使流体混合物得以分离的方法。

具有一定吸附能力的固体材料称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。

而本文的固体吸附剂以分子筛作为探讨的对象。

分子筛具有很好的选择吸附性、在高温下吸附脱水等优点，尤其是在气体和液体进行深度脱水时特别适合。

分子筛在使用过程中被气体中所含水量饱和，为了使分子筛能够继续循环使用，就有了分子筛的再生工艺过程。

本文主要通过选取合适的分子筛然后计算分子筛的吸附水量，和吸附的双塔轮换过程和轮换时间，通过要脱附的水量计算出再生气的气量以及冷凝气的气量，和所需加热炉的热量，以此来探讨分子筛的再生工艺过程。

关键词：分子筛再生工艺再生气冷凝气热量目录摘要 (2)1 绪论 (4)1.1 国内外现状 (4)1.2脱水系统吸附剂的选择 (5)1.3分子筛的种类与特点 (6)1.4 分子筛吸附脱水原理流程 (7)1.4.1 吸附周期 (8)1.4.2 再生过程 (8)1.4.3 再生操作 (9)1.4.4 再生加热与冷却 (10)2 再生工艺计算 (12)2.1物性基础 (12)2.1.1天然气的基本组成 (12)2.1.2工艺选择 (12)2.2 在生热负荷计算 (13)2.3 再生气量计算 (15)2.3 冷却气量计算 (16)2.4再生气空塔速度计算 (17)3 总结 (19)参考文献 (20)1 绪论1.1 国内外现状天然气作为清洁优质能源，在近年来，其世界总气产量和消费量呈持续增长的趋势。

天然气分子筛脱水装置工艺设计一、引言天然气作为清洁能源的重要组成部分，其开发和利用对于保障能源安全和改善环境质量具有重要意义。

然而，天然气中含有大量的水分，如果不及时去除，会对天然气的利用和储存造成很大的影响。

因此，设计一套高效的天然气脱水装置工艺对于提高天然气的质量和利用效率具有重要意义。

二、天然气脱水装置的工艺原理天然气中的水分主要以自由水和水蒸气的形式存在。

自由水主要存在于天然气中，水蒸气则主要存在于天然气中。

脱水装置的工艺原理主要是通过分子筛吸附和膜分离等方式去除天然气中的水分，从而提高天然气的质量。

分子筛是一种具有微孔结构的固体吸附剂，其孔径大小可以选择性地吸附分子。

在天然气脱水装置中，采用分子筛吸附的方式可以有效地去除天然气中的水分。

而膜分离则是利用膜的选择性透过性，将水分和天然气分离。

这两种方式结合使用可以更加有效地去除天然气中的水分。

三、天然气脱水装置的工艺设计1. 分子筛脱水工艺设计在天然气分子筛脱水装置中，需要考虑到天然气的流量、压力和水分含量等因素。

首先，需要选择合适的分子筛吸附剂，其孔径大小要能够选择性地吸附水分子。

其次，需要设计合适的吸附塔，以确保天然气在分子筛中充分接触，从而实现高效的脱水效果。

同时，需要考虑到分子筛的再生问题，以确保分子筛的持续使用。

2. 膜分离脱水工艺设计膜分离脱水工艺主要是通过膜的选择性透过性，将水分和天然气分离。

在设计膜分离脱水装置时，需要考虑到膜的材质、孔径大小、膜的结构和膜的压力等因素。

同时，需要考虑到膜的清洗和更换问题，以确保膜的长期稳定运行。

3. 工艺设计的综合考虑在天然气脱水装置的工艺设计中，需要综合考虑分子筛吸附和膜分离两种方式的优缺点，选择合适的工艺方案。

同时，还需要考虑到装置的运行成本、能耗、维护和管理等方面的因素，以确保装置的长期稳定运行。

四、结语天然气脱水装置的工艺设计是一个复杂的工程问题，需要综合考虑多种因素。

通过合理的工艺设计和装置运行管理，可以有效地提高天然气的质量，保障天然气的利用和储存安全。

分子筛脱水装置工艺设计首先，分子筛脱水装置的操作参数设计是关键。

操作参数包括进料流量、进料温度、压力和保持时间等。

进料流量取决于生产需求和分子筛的处理能力，要合理控制进料流量，以防止过大或过小进料流量对脱水效果产生负面影响。

进料温度也是一个重要的操作参数，要控制在适宜的范围内，既要保证脱水效果，又要考虑分子筛的热稳定性。

进料压力则需要结合装置的结构强度和操作安全性等因素进行选择，保证装置的正常运行。

保持时间则取决于进料流量、选择的分子筛类型以及所需的脱水效果，要根据实际情况进行调整。

其次，工艺流程设计是分子筛脱水装置设计中的重要环节。

工艺流程需要考虑脱水效果、设备结构以及生产成本等因素。

一般分子筛脱水装置的工艺流程包括进料、分子筛吸附、脱附和排放等步骤。

要合理安排工艺流程，确保脱水过程的顺利进行和脱水效果的达到。

例如，可以根据进料性质选择峰值和均值削平的方法，在脱水装置中设立合理的界面控制来降低进料的流量冲击和浓度冲击，从而提高分子筛的使用寿命和脱水效果。

最后，设备配置是分子筛脱水装置工艺设计的关键。

合理选择和配置设备既能满足脱水要求，又能提高经济效益。

分子筛脱水装置通常包括进料、分子筛吸附和脱附、排放和废料处理等设备。

进料设备一般包括泵、进料管道和调节阀等，要根据进料性质选择合适的进料设备。

分子筛吸附设备则需要选择具有高吸附效率和稳定性的分子筛材料，并确定合理的吸附床和系统结构。

脱附设备通常使用热脱附或压力脱附的方法，并需要合理选择加热设备和排放设备以保证脱附过程的安全和高效。

排放设备则需要选择合适的过滤方式和废料处理方式，以达到环保要求。

综上所述，分子筛脱水装置工艺设计是一个综合性的工作，需要考虑进料流量、进料温度、压力和保持时间等操作参数，设计合理的工艺流程，以及选择合适的设备配置。

只有在这些方面都充分考虑和优化，才能实现分子筛脱水装置的高效、稳定运行。

分子筛吸附脱水工艺设计画流程图和平面布置图重庆科技学院课程设计报告院（系）: 石油与天然气工程学院专业班级:油气储运工程学生姓名:美女学号: 2设计地点（单位）石油与安全科技大楼K713设计题目:某分子筛吸附脱水工艺设计—画流程图和平面布置图完成日期： 2014 年 6月 19 日指导教师评语:成绩（五级记分制）:指导教师（签字）:引言中国天然气生产主要经历了两个阶段：第一阶段（1949-1995年）为起步阶段，天然气年产量由0.112亿立方米增至174亿立方米，年均增长仅3.8亿立方米；第二阶段（1995-2009年）为快速发展阶段，天然气年产量由174亿立方米增长到841亿立方米，期间累计增长量是1995年前的近4倍，年均增长高达47.6亿立方米。

中国天然气产量开始高速增长始于2004年，之前的同比增长率大多不超过10%，而2004年之后，以年均约18%的增速增长。

权威机构分析，天然气将是未来世界一次能源中发展最快的一种。

因此，提高天然气的质量是刻不容缓的事情。

其中天然气脱水是提升天然气的质量一个重要环节。

天然气的脱水方法多种多样，按其原理可归纳为低温冷凝法、吸收脱水法和吸附脱水法三种。

吸附法脱水由于其具有高的脱水深度、装置简单、占地面积小等优点，在天然气深度脱水、深冷液化和海上平台等方面居于不可动摇的地位。

目录引言 ................................................................... I 摘要 (1)1基本设计 (2)1.1 设计原则 (2)1.2气质工况及处理规模 (2)2分子筛脱水工艺流程 (3)2.1分子筛的选择 (3)2.2流程选择 (3)2.3再生方法选择 (5)2.4工艺参数优选 (6)2.5工艺流程图见附录一 (6)2.6分子筛脱水工艺流程介绍 (6)2.7注意事项 (7)3平面布置图 (8)3.1站面平面布置基本要求 (8)3.2设备平面布置图见附录二 (8)4总结 (10)参考文献 (11)附录一 (12)附录二 (13)摘要本设计中原料气的压力为5MPa，温度为26℃，设计规模为12万方/天，要求脱水到1ppm以下。

小知识，天然气分子筛脱水工艺的流程简介流程的选择假设湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、101.325kPa标准状态下）。

对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用2个吸附塔或3个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。

而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。

在两塔流程中，一塔进行脱水操作，另一塔进行吸附剂的再生和冷却，然后切换操作。

在三塔或多塔流程中，切换的程序有所不同，通常三塔流程采用一塔吸附、一塔再生、一塔冷吹同时进行。

三塔方案（常规）时间分配表吸附器0～8h8～16h16～24h分子筛脱水塔A吸附加热冷却分子筛脱水塔B冷却吸附加热分子筛脱水塔C加热冷却吸附由表1-1可以看出，在三塔方案中，加热炉连续工作，并且冷吹再生时间长，期间的加热、冷却功率相对较小，三塔流程灵活性较高。

表1-2 两塔方案（常规）时间分配表吸附器0～8h8～16h分子筛脱水塔A吸附加热/冷却分子筛脱水塔B加热/冷却吸附由表1-2可以看出，分子筛两塔脱水装置运行时，始终保持一塔处于吸附状态，另一塔处于再生状态。

因此，加热炉操作不连续，点火、停炉频繁，不利于装置的长周期正常、平稳运行，且会造成一定的热损失。

但两塔流程简单，其吸附时间增长，能耗大大降低。

两塔流程较三塔流程减少1座吸附塔，大大节约了设备采购费用。

由于设备数量的减少，操作维护费用也将大大降低。

同时，由于减少了设备、工艺管线的数量，实际上也相应削减了管线、设备穿孔泄露的风险，提高了安全可靠性。

且吸附、再生、冷却过程为密闭过程，对环境污染少。

两塔流程由装填有分子筛的两个塔组成,假设塔2在进行干燥,塔1在进行再生。

在再生期间,所有被吸附的物质通过加热而被脱吸,为该塔的下一个吸附周期作准备。

湿原料气一般经原料气过滤分离器,除去携带的液滴后自上而下地进入分子筛脱水塔(塔2),进行脱水吸附过程。

第26卷第1期2008年2月天　然　气　与　石　油Na tura l Ga s And O ilVol .26,No .1Feb .2008 收稿日期:2007205211 作者简介:胡晓敏(19792),女,四川广安人,工程师,双学士,2001年毕业于中国石油大学(华东),主要从事天然气净化的研究与设计工作。

电话:(028)86014138。

分子筛脱水工艺简述胡晓敏,陆永康,曾亮泉(中国石油工程设计有限公司西南分公司,四川成都610017)摘　要:分子筛脱水是目前国内外应用较广泛,技术较成熟的脱水工艺。

脱水后干气含水量可低至10-6。

该法操作简单,占地面积小,对进料气的温度、压力和流量变化不敏感。

天然气分子筛工艺一般分为两塔流程、三塔或多塔流程。

总结了天然气分子筛脱水装置的一些重要操作参数,供工程设计参考。

关键词:分子筛;脱水;流程;操作参数文章编号:100625539(2008)0120039203 文献标识码:A0　概述目前国内外应用较广泛,技术较成熟的天然气脱水工艺有:低温分离、固体吸附和溶剂吸收三种方法。

而固体吸附法中以分子筛脱水的应用最广泛,技术最成熟可靠。

分子筛脱水是一个物理吸附过程。

物理吸附主要由范氏引力或扩散力所引起,气体的吸附类似于气体的凝聚,一般无选择性,是可逆过程,吸附热小,吸附所需的活化能小,所以吸附速度快,较易达到平衡。

分子筛脱水一般适用于下列场合[1]:a.要求天然气水露点低于-40℃的场合,例如使用膨胀机的NG L 回收装置的原料气脱水。

b .同时脱水脱烃以满足水露点、烃露点销售要求的烃露点控制装置———适用于贫的高压天然气的烃露点控制。

c .天然气同时脱水和净化。

d .含H 2S 的天然气脱水,当H 2S 溶解在甘醇中引起再生气的排放问题时。

e .LPG 和NG L 脱水同时要脱除微量的硫化物(H 2S,COS,CS 2,硫醇)时。

1　分子筛脱水工艺流程目前天然气工业用的脱水吸附器主要是固定床吸附塔,为保证装置连续操作,至少需要两个吸附塔。

1 概述1.1 设计要求原料气压力为4.5MPa，温度30℃，工艺流程要求脱水后含水量在1ppm以下（质），采用球形4A分子筛吸附脱水，已知4A分子筛的颗粒直径为 3.2mm，堆密度为660kg/m3，吸附周期采用8小时。

其具体内容如下：1.绘制天然气脱水工艺流程图；2.确定工艺流程的主要工艺参数；3.对脱水系统中主要设备进行工艺计算，并确定主要设备的结构尺寸和型号。

4.确定流程中主要管线的规格（材质、壁厚、直径）。

5.编写工程设计书。

1.2 设计范围分子筛吸附塔装置导热油换热单元过滤器再生气分离器连接管道排污放空系统安全阀，调压阀1.3 设计原则1)贯彻国家建设基本方针政策，遵循国家和行业的各项技术标准、规范。

2)贯彻“安全、可靠”的指导思想，紧密结合上、下游工程，以保证中央处理厂安全、稳定地运行。

3)根据高效节能、安全生产的原则，采用先进实用的技术和自控手段，实行现代化的管理模式，实现工艺、技术成熟可靠、节省投资、方便生产。

4)充分考虑环境保护，节约能源。

1.4 气质工况及处理规模气体处理规模：100×104 m3/d原料气压力：4.5 MPa原料气温度：30 ℃脱水后含水量：≤1 ppm天然气气质组成见表1-1。

表1-1 天然气组成表（干基）组分H2 He N2 CO2 C1 C2mol% 0.097 0.052 0.55 0.026 94.595 3.305组分C3 iC4 nC4 iC5 nC5 C6+ mol% 0.73 0.121 0.156 0.056 0.052 0.2621.5 分子筛脱水工艺流程1.5.1 流程选择本装置所处理的湿净化气流量为100×104m3/d（20℃、101.325kPa标准状态下）。

对于这样规模较大的分子筛脱水装置，可以采用2个吸附塔或3个吸附塔两种方案（分别简称两塔方案、三塔方案）。

而相同工艺不同方案的操作情况与投资数据却完全不同，现将两塔方案、三塔方案的操作情况与投资情况进行比较，从而选择出最佳方案。

天然气处理厂分子筛脱水单元设计要点张正玲(大庆油田工程有限公司)11工艺流程简述来自断塞流捕集器的天然气经旋流分离器、粗过滤器简单分离后,经原料气高效聚结器、再生气高效聚结器精细过滤后,进分子筛脱水塔深度脱水。

分子筛脱水塔采用四塔并联操作,两塔操作,另两塔再生。

脱水后的天然气经粗过滤后,进入原料气粉尘过滤器,除去分子筛尘粒,为深度脱烃单元输送-50℃低露点原料气。

21技术重点(1)简单分离。

采用旋流分离器和80目的管道过滤器,对天然气进行简单分离,除去气体中携带的固体颗粒、凝液、游离水等杂质(粒径≤5μm),以减轻高效过滤的负荷,保证聚结器的吸附效率。

(2)精细过滤。

设置原料气高效聚结器、再生气高效聚结器,对天然气进行精细过滤,除去粒径≥1μm的尘埃等,以减轻分子筛的吸附负荷。

精细过滤设备选择由多层高密度网格材料形成的、兼备厚度型和褶皱型特点的聚结滤芯,考虑到不同大小的杂质在气流中表现出的不同特性(较大的颗粒呈直线运动,较小的颗粒做布朗运动),采用筛、挡和阻的方式,捕捉杂质微粒。

在气质恶化或长时间运行后,滤芯的压差会上升得很快,达到一定值时,就必须及时更换滤芯。

以66℃下破坏压差0124M Pa为例,更换压差以0115M Pa为宜。

在设备入口处设置隔离挡板,避免进入设备的气体接触到已分离出的液体,并减少液体被重新带入气体中的机会。

减少已分离液体的携带量是提高分离效率的有益补充。

(3)分子筛脱水。

分子筛的吸附和再生能力是整个脱水单元的关键。

而对于苛刻工况(315℃、1210MPa、易燃、易爆介质),优良的脱水塔强度设计与制造工艺、精良的仪表和程控水平才能轻松应对高温、高压、危险介质长期高效运行的挑战。

(4)气体净化。

运行一段时间后,分子筛出口气体中往往携带分子筛粉尘,可利用多滤芯的粉尘过滤器净化天然气。

气体从外表面进入滤芯,杂质被阻挡在滤体表面和内部,在滤芯表面形成一层均匀的滤饼,由于颗粒的架桥效应,而进一步提高了过滤精度。

节能技术分子筛循环脱水新工艺王正才 刘生丽 马玉华 马力 陈勇 （新疆油田公司石西油田作业区 新疆克拉玛依834000） 高金桥 （新疆克拉玛依油田公司勘探开发研究院实验中心 新疆克拉玛依834000）摘要 在新疆油田公司石西油田作业区分子筛三塔循环脱水工艺基础上，设计了新型分子筛循环换热脱水工艺。

通过分子筛循环换热脱水新工艺与两塔脱水工艺的计算比较，分子筛循环换热节能脱水新工艺比两塔循环脱水工艺节约59%～65%的能量，值得推广使用。

关键词 分子筛 脱水 换热 节能在现代经济高速发展的今天，天然气、液化气作为清洁能源日益受到重视和应用。

在天然气预处理的过程中，采用深冷处理方式，可得到商品天然气、液化气、稳定轻烃这些产品。

采用深冷处理方式要求脱水后的气体含水量必须小于1×10-6（w），一般采用分子筛脱水，常用的有两塔或三塔循环脱水工艺。

中石油新疆油田公司共有三套伴生气深冷处理装置，其中采油二厂、百口泉采油厂采用两塔循环脱水工艺；石西油田作业区采用三塔循环脱水工艺。

根据北疆气候条件，在石西油田作业区三塔循环脱水工艺基础上，设计了新型分子筛循环换热节能脱水工艺，该工艺应用换热器，充分利用冷吹出口气体和再生出口气体的热量，从而达到了高效节能的目的。

1 三种脱水工艺流程简介1.1 分子筛两塔循环脱水工艺采油二厂天然气站深冷处理装置采用分子筛两塔循环脱水工艺，工艺流程见图1。

图1分子筛两塔循环脱水工艺流程图从压缩机出口经空冷、分离后的天然气进分子筛塔A吸附脱水8 h；脱水后的气体经粉尘过滤器除去粉尘，一部分去膨胀机深冷装置区或外输，另一部分天然气进加热炉加热，进分子筛塔B再生4 h；关闭加热炉主火嘴，这部分天然气经加热炉旁通管线进分子筛塔B冷吹4 h；冷吹出口及再生出口的气体均经水-气换热器进行冷却，并经再生气分离器分离后进入压缩机二级进口或去低压管网。

两塔切换时，分子筛塔A进行泄压，分子筛塔B进行充压，待压力平衡以后，分子筛塔B吸附脱水8 h，分子筛塔A再生4 h，冷吹4 h。