天然气脱水原理及工艺流程
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天然气脱水工艺流程包括以下步骤:
1.来自集气站压力为8.8MPa、温度为23℃的原料天然气进入原料
气重力分离器与过滤分离器,分出液态水分及其他杂质,然后进入TEG吸收塔的下部,自下而上流动,与从上而下的贫TEG 逆流接触,脱除其中水分。
2.干气从塔顶流出,经干气分离器分离出夹带的三甘醇后,出装
置至外输管线。
3.吸收了水分的TEG富液从TEG吸收塔底部流出,经减压后进
入重沸器上部的富液精馏柱顶换热盘管,加热后进入闪蒸罐闪蒸,闪蒸气进入燃料气系统。
4.闪蒸后的富液先后通过机械过滤器和活性炭过滤器,以除去其
中的机械杂质和降解产物。
5.过滤后的富液经TEG缓冲罐与热的贫TEG换热后进入富液精
馏柱,与来自重沸器的蒸汽逆流接触而得到部分提浓。
6.在重沸器内,富液被加热至约200℃。
7.TEG溶液经贫液精馏柱进入缓冲罐,与自下而上的气提气在贫
液精馏柱中逆流接触,以进一步提高贫TEG浓度。
8.高温TEG贫液在缓冲罐内与冷的TEG富液换热后,经冷却器
冷却。
9.TEG循环泵升压后送至吸收塔上部完成TEG吸收和再生循环
过程。
天然气脱水工艺流程演示文稿一、引言天然气是一种重要的清洁能源,然而,在天然气的生产和运输过程中,常常伴随着大量的水分存在。
为了提高天然气的热值和减少管道的腐蚀,需要对天然气进行脱水处理。
二、脱水工艺流程1.提高压力天然气从井口出来时的压力一般比较低,需要通过增压设备将其压力提高到一定程度,以便后续步骤的进行。
2.初级脱水初级脱水是将天然气中的大部分水分去除的工艺步骤。
通常采用的方法是使用吸附剂或干燥剂来吸附天然气中的水分。
常用的吸附剂有硅胶和分子筛等,常用的干燥剂有石油醚等。
天然气经过初级脱水后,水分含量明显降低。
3.残余水分的除去初级脱水后,天然气中仍然会残留一部分水分。
为了进一步降低水分含量,需要使用高效脱水设备进行二次脱水。
常用的高效脱水设备有膜分离器和冷凝器等。
膜分离器通过半透膜的作用将天然气中的水分分离出来,冷凝器则利用冷凝原理将天然气中的水分冷凝成液体。
4.脱水后处理脱水后的天然气含有少量的脱水剂残留物和其他杂质。
为了提高天然气的纯净度,需要经过一系列的后处理步骤。
常用的后处理设备有过滤器和除尘器等。
三、工艺流程的示意图(在演示文稿中插入一张天然气脱水工艺流程示意图,并进行详细解释)四、设备介绍1.增压设备增压设备用于将天然气的压力提高到一定程度。
一般采用的设备有压缩机和泵等。
2.初级脱水设备初级脱水设备主要是吸附剂和干燥剂。
吸附剂常用的有硅胶和分子筛,干燥剂常用的有石油醚等。
3.高效脱水设备高效脱水设备有膜分离器和冷凝器。
膜分离器通过半透膜的作用将水分分离出来,冷凝器通过冷凝原理将水分冷凝成液体。
4.后处理设备后处理设备有过滤器和除尘器。
过滤器用于去除脱水后残留的脱水剂残留物和其他杂质,除尘器用于去除天然气中的颗粒物。
五、总结。
◆天然气脱水的必要性◆溶剂吸收法脱水◆固体吸附法脱水◆第一节天然气脱水的必要性◆天然气脱水的必要性;◆天然气脱水方法;◆天然气脱水深度。
◆一、天然气脱水的必要性◆水的析出将降低输气量,增加动力消耗;◆水的存在将加速H2S或CO2对管线和设备的腐蚀;◆导致生成水合物,使管线和设备堵塞。
因上述三方面原因,所以有必要对天然气进行脱水处理。
◆二、天然气脱水方法◆低温法脱水;◆溶剂吸收法脱水;◆固体吸附法脱水;◆应用膜分离技术脱水。
◆三、天然气脱水深度◆满足用户的要求;◆管输天然气水露点在起点输送压力下,宜比管外环境最低温度低5~7℃;◆对天然气凝液回收装置,水露点应低于最低制冷温度5~7℃。
◆第二节溶剂吸收脱水◆甘醇脱水的基本原理◆甘醇的物理性质◆三甘醇脱水流程和设备◆影响三甘醇脱水效果的参数◆三甘醇富液再生方法及工艺参数甘醇是直链的二元醇,其通用化学式是C n H2n(OH)2。
二甘醇(DEG)和三甘醇(TEG)的分子结构如下:◆一、甘醇脱水的基本原理从分子结构看,每个甘醇分子中都有两个羟基(OH)。
羟基在结构上与水相似,可以形成氢键,氢键的特点是能和电负性较大的原子相连,包括同一分子或另一分子中电负性较大的原子,所以甘醇与水能够完全互溶,并表现出很强的吸水性。
甘醇水溶液将天然气中的水蒸气萃取出来形成甘醇稀溶液,使天然气中水汽量大幅度下降。
◆二、甘醇的物理性质常用甘醇脱水剂的物理性质如表1所示。
在天然气开发初期,脱水采用二甘醇,由于其再生温度的限制,其贫液浓度一般为95%左右,露点降仅约25~30℃。
50年代以后,由于三甘醇的贫液浓浓度可达98~99%,露点降大,逐渐用三甘醇(TEG)代替二甘醇作为吸收剂。
◆三甘醇吸收剂的特点◆沸点较高(287.4℃),贫液浓度可达98~99%以上,露点降为33~47℃。
◆蒸气压较低。
27℃时,仅为二甘醇的20%,携带损失小。
◆热力学性质稳定。
理论热分解温度(207℃)约比二甘醇高40℃。
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teg脱水原理TEG脱水原理1. 引言TEG(三乙二醇)是一种常用的脱水剂,广泛应用于天然气脱水工艺中。
本文将介绍TEG脱水原理及其工作过程。
2. TEG脱水原理TEG脱水原理基于TEG对水的亲和力较强,通过物理吸附和化学反应的方式,将天然气中的水分去除。
TEG脱水工艺通常包括吸收、脱附和再生三个主要步骤。
2.1 吸收在吸收步骤中,湿气与TEG接触并发生物理吸附和化学反应。
TEG 通过与湿气中的水分子发生氢键作用,将水分子从气相吸附到液相中。
同时,TEG还可以与天然气中的酸性气体发生化学反应,使其被吸收。
2.2 脱附脱附是指将吸附在TEG中的水分子从TEG中分离出来。
在脱附过程中,将饱和的TEG与低压蒸汽接触,通过温度升高和压力降低的方式,使TEG中的水分子从液相转移到气相中。
脱附后的TEG可以再次用于吸收步骤,实现循环利用。
2.3 再生再生是指将脱附后的TEG中的水分子去除,使其恢复到饱和状态,以便再次进行吸收。
在再生过程中,将脱附后的TEG与高温蒸汽接触,通过加热和减压的方式,使TEG中的水分子从气相转移到液相中。
再生后的TEG可以回到吸收器进行下一轮的吸收。
3. TEG脱水工艺流程TEG脱水工艺通常包括吸收塔、冷凝器、分离器、再生器和降温器等设备组成。
3.1 吸收塔吸收塔是进行TEG与湿气接触的主要设备。
湿气从底部进入吸收塔,TEG从顶部喷淋下来,在塔内与湿气接触。
在接触过程中,湿气中的水分子被吸附到TEG中,同时酸性气体也被吸收。
3.2 冷凝器冷凝器用于冷却饱和的TEG,并使其中的水分子凝结为液体。
冷凝器通常采用冷却水或冷凝剂进行冷却,将TEG中的热量带走。
3.3 分离器分离器用于将冷凝后的水分子与TEG分离。
由于TEG和水的密度差异较大,因此可以通过重力分离的方式,将TEG和水分开。
3.4 再生器再生器是将脱附后的TEG中的水分子去除的设备。
脱附后的TEG经过加热和减压,使其中的水分子从气相转移到液相中,实现再生。
天然气三甘醇脱水工艺流程概述:天然气三甘醇脱水工艺是一种常用的气体脱水方法,通过该工艺可以有效地去除天然气中的水分,并提高气体的干度。
本文将详细介绍天然气三甘醇脱水工艺的流程及各个环节的操作步骤。
工艺流程:1. 进气净化:天然气进入脱水工艺前需要进行净化处理,以去除其中的杂质和硫化物。
常见的净化步骤包括除尘、除硫、除油等。
2. 脱水剂循环:在脱水工艺中,使用三甘醇作为脱水剂。
首先,将三甘醇从高压液相换热器中抽出,然后经过再生器进行再生,最后再送回到换热器中进行循环使用。
3. 脱水剂预热:经过再生的三甘醇需要被预热到一定温度,以提高其脱水效果。
预热温度一般为80-100摄氏度。
4. 吸收器:天然气经过预热的三甘醇进入吸收器。
在吸收器中,天然气与三甘醇接触,水分从天然气中被吸收到三甘醇中,同时天然气的干度得到提高。
5. 分离器:吸收过水分的三甘醇和脱水后的天然气进入分离器。
在分离器中,三甘醇和天然气分离,天然气中的水分得以去除,而三甘醇则进一步富集水分。
6. 冷凝器:分离后的天然气进入冷凝器,通过降低温度使其中的水分凝结成水滴,然后被排出系统。
7. 再生器:分离后的富含水分的三甘醇进入再生器,通过加热将其中的水分蒸发出来,再生为脱水剂后送回到换热器进行循环使用。
8. 排水处理:脱水后的水滴通过排水系统进行处理,以确保系统的正常运行。
总结:天然气三甘醇脱水工艺流程包括进气净化、脱水剂循环、脱水剂预热、吸收器、分离器、冷凝器、再生器和排水处理等环节。
通过这个工艺流程,可以高效地去除天然气中的水分,提高气体的干度,从而满足不同工业领域对干燥天然气的需求。
该工艺流程在天然气脱水领域具有广泛的应用前景。
天然气脱水原理及工艺流程
一、天然气水合物
1、H2O存在的危害
(1)减少商品天然气管道的输送能力;
(2)当气体中含有酸性气体时,液态水与酸性气体形成酸性水溶液腐蚀管道和设备;
(3)液态水与天然气中的某些低分子量的烃类或非烃类气体分子结合形成天然气水合物,从而减小管路的流通断面积、增加管路压降,严重时将造成水合物堵塞管道,生产被迫中断;
(4)作为燃料使用,降低天然气的热值。
2、什么是天然气水合物
天然气水合物是在一定温度和压力条件下,天然气中的甲烷、乙烷等烃类物质和硫化氢、二氧化碳等酸性组分与液态水形成的类似冰的、非化学计量的笼型晶体化合物。
最大的危害是堵塞管道。
(1)物理性质
①白色固体结晶,外观类似压实的冰雪;
②轻于水、重于液烃,相对密度为0.960.98;
③半稳定性,在大气环境下很快分解。
(2)结构
采用X射线衍射法对水合物进行结构测定发现,气体水合物是由多个填充气体分子的笼状晶格构成的晶体,晶体结构有三种类型:
I、II、H型。
3、天然气水合物生成条件
具有能形成水合物的气体分子:如小分子烃类物质和H2S、CO2等酸性组分
天然气中水的存在:液态水是生成水化物的必要条件。
天然气中液态水的来源有油气层内的地层水(底水、边水)和地层条件下的汽态水。
这些汽态的水蒸汽随天然气产出时温度的下降而凝析成液态水。
一般而言,在井下高压高温状态下,天然气呈水水蒸气饱状态,当气体运移到井口时,特别是经过井口节流装置时,由于压力和温度的降低,使会凝析出部分的液态水,因此,在井口节流装置或处理站节流降温处往往容易形成水化物。
3、天然气水合物生成条件
足够低的温度:低温是形成水化物的重要条件。
气流从井底流到井口、处理厂并经过角式节流阀、孔板等装置节流后,会因压力降低而引起温度下降。
温度降低不仅使汽态水凝析(温度低于天然气露点时),也为生成水化物创造了条件。
足够高的压力:水化物生成的温度随压力升高而升高,随压力降低而降低,也就是压力越高易生成水化物。
其它辅助条件:如气体流速和流向的突变产生的扰动、压力的波动和晶种的存在等。
4、防止水合物生成的方法
破坏生成水合物的必要条件即可防止水合物的生成。
1)长距离输气管线水合物的预防措施
对于长距离输气管线要防止水合物的生成可以采用如下方法:①天然气脱水:降低气体内水含量和露点,是防止水合物生成的最有效和最彻底的方法。
②提高输送温度:使气体温度高于水露点而不产生液态水。
③注入水合物抑制剂:抑制剂的种类很多,有甲醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、氯化钙水溶液等,由于使用乙二醇和二甘醇时甘醇的损失较大,而三甘醇以它较大的露点降、技术上的可靠性和经济上的合理性而在天然气脱水中普遍使用。
二、分子筛脱水
分子筛法是一种深度脱水的方法,它的露点降可达120℃以上,即脱水后的干天然气露点甚至可降到-100 ℃以下;所以常用于低温冷凝(NGL)回收及生产液化天然气(LNG)中的脱水工序;此外,生产供汽车作燃料的压缩天然气也需用分子筛脱水。
分子筛除用于脱水外,还可用于脱除天然气中的微量H2S及有机硫化合物,甚至可同时脱硫脱水。
除分子筛外,其他的一些固体吸附剂如活性氧化铝及硅胶等在天然气脱水中也有应用。
1、分子筛的结构
分子筛是一种人工合成的碱金属或碱土金属的硅铝酸盐晶体。
分子筛作为一种结晶硅铝酸盐,其骨架最基本的结构是奎氧(SiO4)和铝氧(AlO4)四面体;它们按一定的方式通过公用顶点氧联结在一起,形成首尾相接的环状,具有许多排列整齐的晶穴、晶孔和孔道。
分子筛中阳离子可被其它阳离子所交换,水可通过加热脱去,
硅(铝)氧骨架也可在一定条件下发生变化。
其分子式的通式为:
用于天然气脱水及脱硫的主要是A型及X型分子。
NaA型分子筛的有效孔径为0.4nm,即4A,所以NaA型分子筛又叫4A型分子筛。
2、分子筛的吸附性能(选择性吸附)
分子筛是具有均一孔径的吸附剂,当被吸附分子的直径小于分子筛孔径时,它才能进入孔内而被吸附,分子“筛”因而得名,所以,分子筛是具有选择性的吸附剂,几种分子筛能够吸附与不能吸附的分子见表。
当用于富天然气脱水时,为防止乙烷以上烃类被吸,可使用3A 分子筛;如用于干天然气以及用于脱硫则需要使用4A乃至更大孔径的分子筛。
分子筛是具有非常大的内表面积,约为600~1000m2/g,其表面由于离子晶格的特点具有高度的极性,因而对极性分子和可极化的分子具有较强的吸附力及较高的吸附容量。
天然气中的水、含硫化合物、二氧化碳就属于极性分子一类,因此,分子筛对它们具有较强的吸附力,分子筛对一些物质的吸附强度顺序如下:
H2O>NH3>CH3OH>CH3SH>H2S>COS>CO2>N2>CH4
可见,水最易为分子筛所吸附,而CH4则不易被吸附。
作为脱水的吸附剂,分子筛虽然在高的相对温度下的平衡湿容量低于活性氧化铝和硅胶,但在低的相对温度下却大大高于它们。
随温度升高,所有吸附湿容量均显著下降,但分子筛在较高的吸附温度下仍然有较高的湿容量。
3、分子筛脱水工艺
分子筛脱水使用固定床吸附器,因此装置至少应有两台吸附器,一个负责吸附脱水阶段,另一个则负责再生及冷却阶段。
当用分子筛用于天然气脱水时,分子筛对水有最高的吸附强度,就水分而言,在吸附过程中分子筛床层存在饱和段、吸附段及未吸附段三个区域;未吸附段虽未吸附水,但却可能吸附了酸气或烃类组分。
随时间增长,饱和段及吸附段不断向前延伸,当吸附段前端抵达出口处时,出口气中水含量达到转效点而迅速上升,此时继续吸附操作已
不能达到所要求的脱水深度而应切换再生。
分子筛的再生均使用加热再生,以脱水后的一部分干气或进料湿气加热后进入吸附器赶出分子筛内的水分,再生气可与进料湿天然气混合进入吸附器脱水。
便在脱水深度要求高的下应使用已脱水的干气作为再生气。
再生结束后冷却至常温,然后转入一下个吸附阶段。
4、分子筛吸附脱水工艺的其它问题
(1)吸附剂的再生
吸附剂的再生是为了除去吸附质,恢复吸附剂活性。
吸附剂的再生过程就是吸附剂的脱附过程。
工业上常用的再生方法是升温脱附,因为温度愈高,湿容量愈小。
通常是用脱过水的天然气作为再生气体,将其加热到一定高温,从塔底进入,自下而上穿过整个床层,利用再生气所具有的高温使吸附剂在吸附过程中所吸附的水分汽化,并被再生气携带从顶部出塔。
脱附完成后,吸附床层的温度很高,不利于吸附。
因此需要用冷干气进行冷却,这一过程称为冷吹。
冷却后的塔方可进行吸附操作。
再生气和冷吹气都是从塔底进入,这样可以确保在吸附操作中未吸附脱水的床层区域在再生操作中没有含水气流过,使吸附床层底部的吸附剂得到完全再生。
(2)吸附剂的内部结构
支撑隔栅:支撑吸附剂和瓷球重量。
瓷球:使气流比较均匀分布,再生时顶部瓷球还有压住吸附剂、防止吸附剂被吹跑的作用。
支撑隔栅上的丝网:防止瓷球漏下。
吸附剂床层上、下丝网:防止吸附剂漏出。