天然气脱水工厂工艺及工艺大全，汽提

我国最大的天然气脱水工厂—克拉2气田天然气净化工艺，该气田天然气较贫,轻烃组分含量极少，没有回收轻烃的价值,且其烃露点也能达到管输的要求，因此不考虑对该气田天然气进行轻烃回收处理。但必须进行脱水处理仪控制外输天然气的水露点,图1为克拉2气田天然气相包络图。 TEG脱水工艺 由于天然气出厂后要经管线输送至“西气东输”首站,因此要尽量利用天然气的压力能,以降低管线的管径和降低“西气东输”首站天然气增压压缩机的负荷,同时还要达到外输气的水露点要求,经技术经济比较后,选用三甘醇(TEG)法脱水。 脱水工艺流程如图2所示
工艺介绍 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。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。 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。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。 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。在重沸器内,富液被加热至约200℃,除去其中绝大部分水分。 随后,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。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,再经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。
技术分类：
常用的天然气脱水技术包括J-T阀和透平膨胀机、甘醇法和分子筛脱水技术，其中应用最广泛的是甘醇法，特别是三甘醇法，在需深度脱水时使用分子筛脱水。
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气体水合物，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。 甘醇法
使用三甘醇或二甘醇吸收脱除天然气中的水分，这是天然气脱水最常用的方法。甘醇类化合物有良好的吸水性，包括乙二醇(EG)、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)及四甘醇(TREG)等。 因TEG脱水有更大的露点降，而且投资及操作费用较低，故应用广泛。乙二醇主要用于注入天然气以防止水合物的生成；二甘醇、三甘醇均适用于集中处理站的大流量、露点降要求较大的天然气脱水。 醇脱水甘工艺 醇脱水甘工艺主要由甘醇高压吸收和常压再生两部分组成，原理图如下：
三甘醇脱水流程： 1.三甘醇脱水装置由高压吸收系统及低压再生系统两部分组成。 由于进入吸收塔的气体不允许含有游离液体（水与液烃）、化学剂、压缩机润滑油及泥沙等物，所以湿天然气进入装置后，先经进口气涤器（洗涤器或分离器）除去游离液体和固体杂质。 2.对于含H2S的酸性天然气，当其采用三甘醇脱水时，由于H2S会溶解到甘醇溶液中，不仅导致溶液PH值降低，而且也会与三甘醇反应变质。 因此，从甘醇脱水装置吸收塔流出的富甘醇进再生系统前应先进入一个富液气体提塔，用不含硫的净气或其他惰性气气提。脱除的H2S和吸收塔顶脱水后的酸性天然气汇合后去脱硫装置。
甘醇法脱水的优点
1.投资较低、压降较小。 2.连续操作，优于固体吸附剂法的间歇操作； 3.采用甘醇法脱水时补充甘醇比较容易，而采用固体吸附剂法脱水时，从吸附塔（干燥器）中更换固体吸附剂费时较长； 4.甘醇脱水装置的甘醇富液再生时所需的热量较少； 5.杂质对甘醇脱水装置的操作影响甚小；[pagebreak] 甘醇法脱水缺点 1.系统比较复杂，投资和运行成本比较高； 2.再生过程的能耗比较大； 3.天然气的露点要求低于-32℃时，需要采用汽提法进行再生； 4.甘醇受污染或分解后具有腐蚀性。
典型的三甘醇 典型的三甘醇的工艺流程图
三甘醇脱水流程 1.三甘醇脱水装置由高压吸收系统及低压再生系统两部分组成。由于进入吸收塔的气体不允许含有游离液体（水与液烃）、化学剂、压缩机润滑油及泥沙等物，所以湿天然气进入装置后，先经进口气涤器（洗涤器或分离器）除去游离液体和固体杂质。 如果天然气中杂质过多，还要采用过滤分离器。进口气涤器顶部设有捕雾器（除沫器），用来脱除出口气体中携带的液滴。 2.对于含H2S的酸性天然气，当其采用三甘醇脱水时，由于H2S会溶解到甘醇溶液中，不仅导致溶液PH值降低，而且也会与三甘醇反应变质。 因此，从甘醇脱水装置吸收塔流出的富甘醇进再生系统前应先进入一个富液气体提塔，用不含硫的净气或其他惰性气气提。脱除的
H2S和吸收塔顶脱水后的酸性天然气汇合后去脱硫装置。[pagebreak]
甘醇再生方法
1.降压再生： 甘醇再生在常压下进行，降低重沸器压力至真空状态，在相同重沸温度下能提高甘醇溶液浓度。 2.汽提再生： 湿气或干气在再生塔的高温下为不饱和气体，在与甘醇富液接触中降低溶液表面的水蒸汽分压，从甘醇内吸收大量水汽，从而提高甘醇贫液浓度。汽提气可直接注入重沸器，也可经汽提柱注入，后者提浓效果更好。 3.共沸再生： 共沸剂与甘醇溶液中的残留水形成低沸点共沸物汽化，从再生塔顶流出，经冷却冷凝进入分离器分出水后，共沸剂用泵打回重沸器循环使用。 采用的共沸剂应具有不溶于水和三甘醇，与水能形成低沸点共沸物，无毒，蒸发损失小等性质。常用的共沸剂是异辛烷。 4.TEG装置中的工艺问题 （1）腐蚀 TEG装置的腐蚀问题主要是由于有机酸及溶解的H2S等造成的。有机酸则是TEG热降解及氧化降解的产物，故应防止高温及重沸器中存在的“热点”以及避免氧进入系统。当TEG的PH值降低时，应加入如TEA等碱性中和剂调节其PH值。 （2）发泡 机械因素是高气速或操作波动，化学因素是TEG为液烃、缓蚀剂、盐类或其它固体杂质所污染。故应使进料气中的液固杂质在进入脱水塔前得以良好的分离。必要时可注入经证明有效的消泡剂。 （3）过滤 使用机械过滤使TEG溶液中的固体含量低于0.01%；必要时可安排活性炭过滤器以吸附脱除TEG中的烃类及有机酸等杂质，应选用煤基硬质活性炭以防其粉碎，炭粉如进入TEG循环系统将成为助泡剂。 分子筛法 分子筛法是一种深度脱水的方法，常用于低温冷凝分离工艺，如天然气凝液(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。 1.分子筛用作干燥剂时的特点： 选择吸附性、高效吸附性、分子筛使用寿命较长。 2.分子筛脱水工艺流程： 低温分离法 由于多组分混合气体中各组分的冷凝温度不同，在冷凝过程中高沸点组分先凝结出来，这样就可以使组分得到一定的分离。冷却温度越近，分离程度越高。 这一方法流程简单，成本低廉，通常水露点略高于其降温所达到的最低温度，同时满足烃露点的要求。 这一方法的优点是设备简单，占地面积小(不需后增压设备)，投资低，装置操作费用低；缺点是只适用于高压天然气且有足够压力能可利用的气田天然气处理，对于压降小的天然气，达不到足够的水露点要求。
其它脱水方法 氯化钙法
氯化钙是最早使用的天然气脱水剂，氯化钙脱水实际上包含两段，即固体吸收段和液体吸收段。此法的投资及操作费用均较低，但露点降不稳定、需要更换、腐蚀严重且存在废液排放问题。适用于边远地区、露点降要求较小的天然气脱水。 物理溶剂吸收法 用于脱硫脱碳的物理溶剂对水有很高的亲和力，所以只要控制溶剂中的水含量，它可以同时脱水满足通常的露点要求。 膜分离法 1.原理 物质通过半透膜的原理实际上是一种可释性机理。这种渗透膜由特殊选择的多聚体材料制成，使其形成平板型或中空纤维型，根据气体在固体物质上吸附和扩散原理。 聚合体是特殊选择的，对所要分离的气体具有高度选择性。分离两类气体也可能利用气体通过多聚体的速度差异而达到目的。
膜材料是发展膜分离技术的关键问题之一。理想的气体分离膜材料应该同时具有高的透气性和良好的透气选择性、高的机械强度，优良的热和化学稳定性以及良好的成膜加工性能。 2.工艺流程为：
超音速分离技术 1.简介 超声速旋流分离是天然气处理工艺技术的一大突破。超声速旋流分离技术将空气动力学、热力学和流体力学结合起来，超声速旋流分离器依靠喷管膨胀形成低温超声速流动，依靠超声速翼形成旋流获得几万倍重力加速度，实现水及重烃分离。 2.超音速分离的基本原理： 利用拉瓦尔喷管，使天然气在自身压力作用下加速到超音速，这时天然气的温度和压力会急剧下降，使天然气中的水冷凝成小液滴，然后在强烈气流旋转的作用下将小液滴分离出来，并对干气进行再压缩。 3.工艺图
与传统工艺相比，该系统具有密闭无泄漏、无需化学药剂(乙二醇或甲醇)、结构紧凑轻巧、简单可靠(无移动部件)、支持无人值守等优点，实现了节约成本和保护环境的双重效益。