分子筛脱水湿气降压再生 冻堵

东河天然气站分子筛脱水效果分析及对策研究肖健;王玉柱;姜培斌;舒丹;王林强;余鹏翔【摘要】针对东河天然气站分子筛脱水效果差,干燥塔出口水露点高于运行要求的问题,对分子筛脱水工艺进行优化探讨.从两列干燥塔偏流、再生气来源和去向、再生温度和压力等方面分析分子筛脱水效果差的原因,通过将再生气工艺流程更改为外输干气、差压再生工艺流程,在两列干燥塔进口增设流量计,以及硅胶和4A分子筛串联等措施,有效降低了干燥器出口水露点(<20℃),提高了分子筛的脱水效果.%In view of problems that the dehydration effect of the molecular sieve in Donghe Natural Gas Station is poor and the water dew point of the drying tower outlet is higher than the operation re-quirement, the of molecular sieve dehydration process is optimized and discussed. Causes of poor de-hydration effect of molecular sieve are analyzed from aspects such as bias current of the two columns of drying towers,the source and destination of regeneration gases,regeneration temperature and pressure. Through changing the regeneration gas process flow to exporting dry gas,differential pressure regenera-tion process flow, flow meters are added to the entrance of the two columns of drying towers. Then measures are taken like making silica gel and 4A molecular sieve in series. Above measures can effec-tively reduce the water due point (less than-20℃) of the drying tower outlet and increase the dehydra-tion effect of the molecular sieve.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2018(037)002【总页数】4页(P41-44)【关键词】天然气脱水;分子筛;差压再生;再生气;水露点【作者】肖健;王玉柱;姜培斌;舒丹;王林强;余鹏翔【作者单位】中国石油塔里木油田分公司;中国石油塔里木油田分公司;中国石油塔里木油田分公司;中国石油塔里木油田分公司;中国石油塔里木油田分公司;中国石油塔里木油田分公司【正文语种】中文为了让天然气中的烃类更好地析出，脱水后的天然气需要去丙烷制冷系统从27℃换热并降温到-15℃，在低温分离器中进行气液分离。

脱水的三种方法1 冷却法2 分子筛吸附法3甘醇吸收法0前言1884年Roozeboom提出了天然气水合物形成的相理论。

此后不久,Villard在实验室合成了CH4、C2H6、C2H4、C2H2等的水合物。

1919年,Scheffer和Meijer建立了一种新的动力学理论方法来直接分析天然气水合物,他们应用Clausius-Clapeyron方程建立三相平衡曲线,来推测水合物的组成。

1990年,中国科学院兰州冰川冻土研究所冻土工程国家重点实验室科研人员曾与莫斯科大学冻土专业学者Ю.П.列别琴科博士成功地进行了天然气水合物人工合成实验。

近来国内[1]的合成实验也取得了较大进展。

天然气水合物(Catural Gas Hydrate,简称GasHydrate),…在油田，油库流体通常被水饱和。

气体中含水会出现一些问题：·形成固体水合物，堵塞阀、弯头或管线·水和H2S或CO2共存时，出现腐蚀问题·水在管线中凝结会造成侵蚀或腐蚀问题通常，在气体厂使用脱水单元来满足管线规定。

有几种不同的工艺可以用来脱水：乙二醇、硅胶，或者分子筛。

天然气工业通常使用三酐醇（TEG）进行气体脱水，满足气体低露点温度的需要，我所在的气田均采用三甘醇脱水装置进行脱水，此装置在实际生产运用中效果很好。

用的是国外引进橇装式TEG脱水装置我所在的气田采用3种脱水方式，J-T阀+乙二醇作为水合物抑制剂、三甘醇、分子筛。

采用什么样的脱水方式主要和气质、投资等都有关系，一般气比较贫，不要求烃露点的采用三甘醇比较好；气较富考虑回收部分轻烃和液化气，温降要求不高的一般采用J-T阀+乙二醇作为水合物抑制剂较多；考虑深度回收轻烃和液化气，一般采用分子筛较多。

三种方式中分子筛运行维护比较麻烦，三甘醇简单一些。

脱水方法与脱水的深度以及天然气处理规模有关：深度脱水：采用分子筛吸附脱水。

处理规模较大：采用TEG脱水。

应用较多就这两种。

分子筛脱水在轻烃回收装置的应用摘要：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。

分子筛脱水具有受进口介质的工艺参数（压力、温度、流量）影响小，适应性强，对装置的腐蚀性小，装置操作简单，占地面积小等特点，能够满足天然气深冷加工要求。

本文对分子筛脱水在轻烃回收装置的应用进行了分析。

关键词：分子筛脱水；轻烃回收装置；应用1.分子筛脱水工艺流程及操作参数分子筛脱水装置主要是固定床吸附器，为了保证装置连续运行，至少需要两座吸附器。

通常分子筛脱水吸附器的工作由三个阶段组成：吸附阶段、再生阶段、冷吹阶段，周而复始循环进行。

根据吸附周期、原料气处理量、水含量等参数，确定分子筛吸附器尺寸、分子筛吸附的填充量等。

分子筛脱水工艺分子筛脱水流程通常分为两塔、三塔或多塔流程。

两塔流程中，一塔进行吸附脱水，另一塔进行再生、冷却。

三塔或多塔流程，流程切换方式较为多样，可以采用短周期，即一塔吸附，一塔再生，一塔冷却；也可以采用两塔平行吸附，一塔再生、冷却，依次循环。

1.吸附脱水工艺。

来自上游分离器的天然气（先一步脱除气中液体，避免分子筛失效）先去一台分子筛脱水塔进行脱水，从塔顶经由进口分布器均匀通过分子筛床层，脱水后的干天然气通过塔底气体出口流入下游分子筛后置过滤器，除去可能携带的固体颗粒物，然后输往下游天然气处理装置。

到此吸附操作结束，转入再生流程。

2.分子筛再生工艺。

分子筛吸附一定量的水后需要切换再生。

再生可以采用变温再生，也可采用变压再生，再生气气源可以利用原料气，也可用脱水后的干气，或采用站场内其他洁净干气。

分子筛变压再生工艺，包括泄压、加热，利用低压力不利于分子筛吸水这一特性，分子筛再生可以采用变压再生，但低压再生时，由于装置内压力变化，会对分子筛造成二次分化，在下个吸附阶段气体会携带大量分子筛粉尘进入下游设备，造成下游管线及设备堵塞。

分子筛变温再生工艺，利用高温不利于分子筛吸水这一特性，用加热器对再生气进行加热，将加热后的再生气从分子筛脱水塔底部通过分子筛床层（有利于将吸附脱水阶段截留下来的一部分杂质吹到再生循环系统中），携带出吸附阶段吸附在分子筛表面的水分，从而使分子筛得到再生。

分子筛带水的原因及预防措施分子筛是一种非常重要的化学分离材料，在许多工业过程中都起到了至关重要的作用。

分子筛在使用过程中往往会受到水的影响，降低其分离效率。

理解分子筛带水的原因及预防措施对于保证其正常运行至关重要。

我们来了解一下分子筛带水的原因。

分子筛带水的主要原因是其孔道中存在一定程度的湿气或水蒸汽。

这些水分会影响分子筛的分离性能，造成分子筛的阻塞和失活。

而导致分子筛孔道存在水分的主要原因有以下几点：1. 储存环境潮湿：分子筛在储存过程中，如果环境潮湿或者没有储存在密封环境中，就容易受到空气中的水分蒸汽的影响而带水。

2. 工艺条件潮湿：在一些工业生产过程中，由于工艺条件或者原料的问题，会导致分子筛受到潮湿的影响而带水。

3. 使用环境潮湿：在分子筛使用的过程中，如果使用环境过于潮湿，也容易导致分子筛带水。

接下来，我们来讨论一下分子筛带水的预防措施。

为了防止分子筛带水，我们需要从多个方面着手，包括从储存、运输、使用等方面进行控制。

1. 储存环境干燥：对于分子筛的储存环境，要求保持干燥，避免潮湿环境对分子筛的影响。

可以选择在密封容器中储存分子筛，或者在储存环境中加入干燥剂。

2. 储存过程密封：在分子筛的储存过程中，一定要保持密封，避免外界湿气对分子筛的影响。

可以采用密封包装，或者使用密封容器进行储存。

3. 运输环境控制：在分子筛的运输过程中，也需要保持干燥环境，避免在运输过程中受到潮湿的影响。

可以选择在干燥环境下进行运输，或者采取密封包装和包装防潮措施。

4. 使用过程控制：在分子筛的使用过程中，要做好环境控制工作，保持使用环境干燥，避免潮湿影响分子筛的性能。

可以选择在干燥环境下进行使用，或者采取密封方式进行使用。

对于已经带水的分子筛，也可以采取以下措施进行处理：1. 干燥处理：对于已经带水的分子筛，可以采用干燥处理的方式进行处理。

可以选择在低温下进行真空干燥或者催化干燥，将分子筛中的水分去除。

2. 再生处理：对于失活的分子筛，可以进行再生处理，将分子筛中的水分和杂质清除，恢复其性能。

NGL回收装置分子筛脱水工艺冷吹温度的确定虞建玲【摘要】由于NGL回收装置中的天然气脱水需要在低温回收和分离NGL，为了防止在装置的低温系统形成水合物和冰堵，故须采用分子筛法脱水。

解决分子筛颗粒破碎问题方法如下：在干气节流装置后增设一加热器，将节流后干气加热至15℃后再进入分子筛进行冷吹，避免冷吹温度过低。

通过此次研究，一方面完善优化了分子筛脱水工艺流程，保障脱水过程高效、安全运行；另一方面为以后分子筛脱水工艺设计研究工作起到一定借鉴作用。

【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】2页(P22-22,23)【关键词】分子筛;脱水;冷吹温度;节流;NGL;回收;优化【作者】虞建玲【作者单位】中原油田基建处【正文语种】中文由于NGL回收装置中的天然气脱水需要在低温（对于采用浅冷分离的NGL回收装置，一般在-15～-35℃；对于采用深冷分离的NGL回收装置，一般低于-45℃，最低达-100℃以下）回收和分离NGL，为了防止在装置的低温系统形成水合物和冰堵，故须采用分子筛法脱水[1]。

某油田边远气井回收NGL橇块干燥系统中，脱水装置采用两塔流程，但在投产第一年时，冬季无法正常工作，打开分子筛干燥器后发现分子筛被破坏，分子筛颗粒变成粉末状，夏季运行没有此现象。

此脱水装置采用两塔流程，塔A和塔B，湿气首先经过一个进口分离器，脱出气体中所携带的液体与固体杂质；然后去干燥器A脱水，气体自上而下流过分子筛床层，气体中含有的水与分子筛吸附剂接触后被吸附，通常只需要几秒钟，脱水后干气从干燥器底部流出装置外输，此为分子筛脱水吸附过程。

把干燥器脱水后的干气的一小部分节流加热后作为再生气去干燥器，再生用的气量一般约占进料气的5%～10%，经再生气加热器加热至232～315℃后进入干燥器B[2]。

热的再生气由上而下通过分子筛床层将床层加热，水蒸汽受热脱附出来，随再生气一起离开分子筛床层；然后进入再生气冷却器,水蒸气在冷却器中冷凝后分离出去，此为分子筛再生过程。

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。

分子筛及其在溶剂脱水中的应用一、分子筛的品种型号分子筛（又称合成沸石）是一种硅铝酸盐多微孔晶体，它是由SiO和AIO四面体组成和框架结构。

在分子筛晶格中存在金属阳离子（如Na，K，Ca等），以平衡四面体中多余的负电荷。

分子筛的类型按其晶体结构主要分为：A型，X型，Y型等。

A型主要成分是硅铝酸盐，孔径为4A（1A=10 -10 米），称为4A（又称纳A型）分子筛；用Ca2+交换4A分子筛中的Na+，形成5A的孔径，即为5A（又称钙A型）分子筛；用K+交换4A分子筛的Na+，形成3A的孔径，即为3A（又称钾A型）分子筛。

X型硅铝酸盐的晶体结构不同（硅铝比大小不一样），形成孔径为9—10A的分子筛晶体，称为13X（又称钠X型）分子筛；用Ca2+交换13X分子筛中的Na+，形成孔径为9A的分子筛晶体，称为10X（又称钙X型）分子筛Y型Y型分子筛具有X型分子筛烃似的晶体结构，但化学组成不同（硅铝比较大）通常用于催化领域。

二、分子筛的主要特性1、物理特性:比热:约0.95KJ/KgXK(0.23Kcal/KgX℃导热系数(脱水物):2.09KJ/MXK(0.506Kcal/mX℃水吸附热:约3780KJ/Kg(915Kcal/Kg)2、热稳定性和化学稳定性:分子筛能承受600—700℃的短暂高温,但再生温度一般在400℃以下。

分子筛可在PH值5-10范围的介质中使用;在盐溶液中能交换某些金属阳离子。

3、分子筛的特性分子筛是一类结晶的硅铝酸盐,由于它具有均一的孔径和极高的比表面积,所以具有许多优异的特点。

(1)按分子的大小和形状不同的选择吸附作用,即只吸附那些小于分子筛孔径的分子。

(2)对于小的极性分子和不饱和分子,具有选择吸附性能,极性越大,不饱和度越高,其选择吸附性越强。

(3)具有强烈的吸水性。

哪怕在较高的温度、较大的空速和含水量较低的情况下,仍有相当高的吸水容量。

3.1、基本特性:a)分子筛对水或各种气,液态化合物可逆吸附及脱附。

分子筛脱水装置运行问题分析及处理陈震;何巍杨;张岚;秦雪源;张向辉【摘要】中国石化西北油田分公司某采油厂轻烃站天然气脱水处理采用分子筛三塔流程,在运行过程中出现冷吹初始阶段出口温度升高、再生较快的异常情况.为此,该轻烃站在排除设备故障后,取再生气分水器排污样进行亚硫酸检测,结合气样XRF 元素含量检测结果,分析得出导致分子筛失效、温度升高的本质原因为进站原料气中含氧量偏高,使得铁、氧及H2 S在干燥塔内发生一系列化学反应,放出热量.基于上述原因,采取相应的措施,打破化学反应所需环境条件,从而恢复正常生产,该装置的操作经验可为同类装置的设计及运行提供参考.【期刊名称】《石油与天然气化工》【年(卷),期】2019(048)004【总页数】5页(P38-42)【关键词】西北油田;天然气处理;分子筛;脱水;运行异常;化学反应【作者】陈震;何巍杨;张岚;秦雪源;张向辉【作者单位】中国石化西北油田分公司;中国石化西北油田分公司;中国石化西北油田分公司;中国石化西北油田分公司;中国石化西北油田分公司【正文语种】中文中国石化西北油田分公司某采油厂轻烃站主要处理所属片区油井伴生气。

该厂集原料气增压、天然气脱硫及硫磺回收、天然气脱水、冷凝分离、凝液分馏、外输气增压及辅助生产装置等功能于一体，其主要功能是伴生气净化处理及生产高附加值的液化气和轻烃产品，并为下游用户提供合格的天然气。

该站设计处理天然气规模为50×104 m3/d，生产干气42.9×104 m3/d，液化气103.3 t/d，稳定轻烃47 t/d。

脱水处理是天然气处理过程中不可缺少的一部分，通过分子筛脱水，将伴生气的水露点降至-70 ℃以下，避免后续深冷处理相关设备的冻堵，以及储运过程中液态水的析出[1-5]。

1 脱水单元工艺流程简介1.1 干燥塔内填料选择该轻烃站干燥塔主要采用分子筛进行脱水，其吸附能力强，选择性好，耐高温，不易破损，使用周期长，广泛用于有机化工和石油化工的脱水处理[6-8]。

天然气深冷装置再生气冬季冻堵分析及解决方案范印帅【摘要】大庆油田已建深冷装置均采用分子筛吸附脱水，其再生过程中再生气携带出大量水分，经冷却分离后呈饱和含水状态掺入外输气管线，对外输气水露点影响较大，冬季经常发生管道冻堵事故，影响下游用户安全用气。

针对再生气含水量高对外输气露点的影响，从降低再生气掺入外输气的水量角度考虑，对再生气流程和存在问题深入分析。

深冷装置再生气热吹过程中所含的饱和水分进入外输气导致总外输气露点升高，是造成冬季输气管道冻堵的主要原因。

提出几种降低外输气水露点改造方案，经过对比确定采用再生气三甘醇脱水方案。

【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】3页(P28-30)【关键词】深冷装置;分子筛脱水;冻堵;再生气;水露点;三甘醇脱水【作者】范印帅【作者单位】大庆油田工程有限公司【正文语种】中文大庆油田天然气深冷处理装置均为深度回收轻烃装置，采用分子筛吸附脱水工艺对原料气进行脱水处理。

采用两塔脱水流程，一塔吸附，一塔再生和冷却。

两塔交替循环使用达到连续干燥的目的，分子筛吸水饱和后通入再生气/冷却气对其进行再生、冷却处理，达到分子筛的反复利用[1]。

由于大庆地区冬季严寒，含水再生气会掺入外输管网，冬季运行时经常发生下游用户管网冻堵情况。

因此，如何解决深冷装置外输气含水高的问题，对于天然气管网冬季运行的安全性与稳定性，保证下游用户用气安全具有重要意义。

经压缩、冷却、分离后的原料气，进入分子筛进行变温、变压吸附脱水。

脱水后分子筛再生的再生气和冷却气掺入到外输气管道中。

通过对深冷装置水露点化验，分子筛热吹阶段外输干气出口处露点升高至-16.3℃，换算为管输工况压力下露点为5.5℃（理论计算值为4.8℃），这是导致冬季发生冻堵事故的主要原因。

分子筛吸附器在8 h的再生/冷却周期中，热吹和冷吹时间各为4 h。

热吹时间里，再生气首先给分子筛床层加热升温，床层温度逐渐升高，此时分子筛吸附水分脱除量较小；当温度升高到一定拐点后，床层温度保持一段时间的基本恒定，此阶段是分子筛吸附水分被蒸发而随再生气大量带出的过程，出塔再生气经冷却分离后含有饱和水，进入外输干气造成外输气露点迅速升高。