【正文】 法主要用于有壓力能可供利用的高壓氣田。固體吸附是利用干燥劑吸附張力從而使氣體的水分子被干燥劑內(nèi)孔吸附而從天然氣中除去的方法。優(yōu)點：對進料氣體溫度、壓力、流量變化不敏感；操作簡單，占地面積??；無嚴(yán)重腐蝕和發(fā)泡方面的問題。脫水劑中甘醇類化合物應(yīng)用最為廣泛，其中尤以三甘醇(TEG)作吸收劑最佳，該方法是目前天然氣工業(yè)中普遍采用的脫水方法。缺點：天然氣中要是存在輕質(zhì)油時，會有一定程度的發(fā)泡傾向，有時需加入消泡劑；含有酸性組分(如COH2S)的天然氣在脫水過程中，會腐蝕設(shè)備、管道，會使三甘醇溶液呈酸性，有時需加入緩蝕劑或中和劑[6]。表13 脫水方法比較方法名稱分離原理脫水溶劑特點應(yīng)用情況低溫法高壓天然氣節(jié)流膨脹降溫能同時控制水露點、烴露點適宜于高壓天然氣溶劑吸收法天然氣與水在脫水溶劑中溶解度的差異氯化鈣水溶液費用低，需更換，腐蝕嚴(yán)重，露點降較低（10～25℃）適宜于高壓天然氣氯化鋰水溶液對水有高的容量，露點降為22～36℃適宜于邊遠、寒冷、氣井等不宜建脫硫廠的情況甘醇胺水溶液同時脫除水、H2S、CO2，攜帶損失大，再生溫度要求高，露點降低于三甘醇水溶液僅限于酸性天然氣脫水二甘醇水溶液（DEG）對水有高的容量，溶液再生容易，再生質(zhì)量分?jǐn)?shù)不超過95%；露點降低于三甘醇水溶液，攜帶損失大應(yīng)用較多三甘醇水溶液（TEG）對水有高的容量，再生容易，%，蒸汽壓低，攜帶損失小，露點降較高（28～58℃）應(yīng)用最普遍固體吸附法固體吸附法利用多孔介質(zhì)對不同組分吸附作用的差異活性氧化鋁濕容量較活性鋁土礦高，干氣露點可達73℃，能耗高不易處理含硫天然氣分子篩高濕容量，高選擇性，露點降大于120℃，投資及操作費用高于二甘醇及三甘醇適用于深度脫水化學(xué)反應(yīng)法利用與H2O的化學(xué)反應(yīng)可使氣體完全脫水但再生困難用于水分測定膜分離法利用H2O與烴類滲透通過薄膜性能的差異高分子薄膜工藝簡單，能耗低，露點降較低（20℃），存在烴的損失問題國外已有工業(yè)裝置運行3. 三甘醇簡介三甘醇學(xué)名三乙二醇醚，分子式為HO(CH2)O(CH2)O(CH2)OH，是環(huán)氧乙烷水合制乙二醇的副產(chǎn)品，也可有環(huán)氧乙烷和乙二醇副作用得到，從其分子結(jié)構(gòu)可以看出，三甘醇的親水性之所以較好是因為含有3各游離的氧原子，能夠與水中的氫原子形成氫鍵。其優(yōu)點為：1）投資較低2）壓降較小，甘醇脫水的壓降為35~70kpa3）為連續(xù)操作，補充甘醇較容易4）甘醇富液再生時，脫除1kg水所需熱量較少5），如有貧液氣提柱，利用氣提再生，其缺點為：天然氣露點要求低于—32℃時，需要采用氣提法再生。來自脫硫裝置的濕凈化天然氣經(jīng)原料分離器自吸收塔下部進入吸收塔，由于進入吸收塔的氣體不允許含有游離液體（水與液烴）、化學(xué)劑、壓縮機潤滑油及泥沙等物，所以濕天然氣進入裝置后，先經(jīng)過進口氣滌器除去游離液體和固體雜質(zhì)。由進口氣滌器頂部分出的濕天然氣進入吸收塔底部，向上通過各層塔板，與向下流過各層塔板的甘醇溶液逆向接觸時，使氣體中的水蒸汽被甘醇溶液所吸收。經(jīng)氣體/貧甘醇換熱器冷卻后的貧甘醇進入吸收塔頂部，由頂層塔板依次經(jīng)過每層塔板流至底層塔板。這些雜質(zhì)可以引起甘醇溶液氣泡、堵塞再生系統(tǒng)的精餾柱（通常是填料柱），還可使重沸器的火管結(jié)垢。精餾柱頂部裝有回流冷凝器，以在精餾柱頂部產(chǎn)生部分回流。再生好的熱貧甘醇由重沸器流經(jīng)貧/富甘醇換熱器等冷換設(shè)備進行冷卻后。 脫水主要單體設(shè)備設(shè)計[4]1. 入口分離器入口分離器一般為立式分離器和臥式分離器，一般采用立式分離器（圖12）。(4) 添加劑 如腐蝕防護劑、酸化和壓裂液，這些物質(zhì)易引起發(fā)泡、腐蝕和對火管造成熱蝕。原料天然氣較貧時可選用兩相分離器，溶液的停留時間為5~10min。常用的過濾器有固體過濾器和活性炭過濾器。溶液在過濾器內(nèi)的停留時間應(yīng)為15~20min，以保證處理效果。對大型裝置選擇電動泵、水平或正位移泵。最常用的是管殼式換熱器。重沸器主要提供熱量將甘醇加熱至一定溫度，使其所吸收的水分汽化。7. 吸收塔作用：氣液傳質(zhì)的場所，也就是使氣相中的水蒸氣被甘醇吸收的場所。主要有泡罩塔板和浮閥塔板。填料塔主要采用瓷質(zhì)鞍形填料和不銹鋼環(huán)填料效率和填料系數(shù)選擇填料的尺寸。鑒于板式塔技術(shù)發(fā)展成熟，且一直存在這樣的看法，即填料塔直徑不宜超過600mm，直徑大了其造價比板式塔高，因而海洋石油工業(yè)所用的三甘醇脫水裝置均采用板式吸收塔。采用規(guī)整填料塔作為吸收塔，可縮小了塔的尺寸，減少了相應(yīng)的費用。圖16 吸收塔簡圖 確定脫水裝置運行主要參數(shù) 1．溫度脫水裝置的脫水效率對來氣的溫度特別敏感。 貧甘醇進入吸收塔的溫度至少應(yīng)高于天然氣入口溫度10℃，以防烴類在吸收塔內(nèi)冷凝而引起發(fā)泡。2．壓力在常溫下，壓力降低，入口天然氣中水的含量增加。脫去1kg水需要2560L三甘醇。 4．濃度提高甘醇的濃度比增加甘醇的循環(huán)量更容易獲得大的露點降。根據(jù)實際生產(chǎn)停車估算，年開工時間按300天計，天然氣天處理量為20000方/天。根據(jù)溶液吸收原理，循環(huán)量、濃度與塔板數(shù)的相互關(guān)系如下：循環(huán)量和塔板數(shù)固定時，三甘醇濃度愈高則露點降愈大；循環(huán)量和三甘醇濃度固定時，塔板數(shù)愈多則露點降愈大；塔板數(shù)和三甘醇濃度固定時，循環(huán)量愈大則露點降愈大，但循環(huán)量升到一定程度后，露點降的增加值明顯減少，而且循環(huán)量過大會導(dǎo)致重沸器超負荷，動力消耗過大。此時，進塔貧三甘醇溶液的濃度即為達到最低干氣露點所必須的最低濃度。 ℃因為原料氣進料溫度為20℃，設(shè)原料氣進口溫度為20℃，而吸收溫度比原料氣溫度高3～8℃，此處取5℃，因此設(shè)吸收溫度為25℃，則由不同三甘醇質(zhì)量分?jǐn)?shù)下出塔干氣平衡露點與吸收溫度的關(guān)系圖21可得：%。由上述可知，綜上三甘醇富液循環(huán)量為： 三甘醇富液濃度為： [7]三甘醇脫水屬于多組分逆流吸收過程，在吸收塔中由于從天然氣中脫除的水量較多，沿塔氣液相流率V、L基本保持不變，液氣比L/V可視為一常數(shù)，同時，吸收過程沿塔溫度變化不大，因此可以使用吸收因子法來計算吸收塔的理論板數(shù)。顯然，只要確定了吸收因子A就可以利用吸收因子法求得所需的理論板數(shù)。計算公式如下： 式中 —天然氣與純液相水呈平衡狀態(tài)時，飽和水汽在天然氣中的摩爾分?jǐn)?shù) —三甘醇溶液中水的活度系數(shù)經(jīng)過幾十年的實踐，GPSA做出了吸收溫度為38℃時，吸收塔的實際塔板數(shù)（總板效率20%左右）、吸收1水所需三甘醇的量、三甘醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與氣體露點降的關(guān)系圖。由圖24可知，%。（總版效率按25%計算）。泡罩安裝在升氣管上方，在安裝良好和氣液負荷不過量的情況下，不會發(fā)生泄漏，因此泡罩塔板操作穩(wěn)定，彈性較大。根據(jù)我國泡罩標(biāo)準(zhǔn)（JB12121999），泡罩公稱直徑有DN80，DN100，DN150三種規(guī)格。表22 泡罩塔直徑的選擇塔徑/m泡罩直徑/mm80～3100150（2）泡罩齒縫的形狀和尺寸[9]泡罩齒縫有矩形，梯形，和三角形三種，通常選用矩形齒鍵。齒縫高度的選擇查表23，本設(shè)計泡罩直徑80mm，因此齒縫高度取25mm。（4）升氣管直徑和高度升氣管主要是為使氣體流經(jīng)泡罩的阻力較小，通常使泡罩內(nèi)的環(huán)形面積略大于升氣管的面積，升氣管上部的回轉(zhuǎn)面積略大于環(huán)形面積。—。本設(shè)計中HD=1200mm。表24 板間距與塔徑間關(guān)系塔徑 D, mm300～500500～800800～16001600～2400板間距HT，mm200,250,300250,300,350300,350,400,450,500400,450,500,550,600但當(dāng)設(shè)計到開有人孔的板間距時，其上下兩塔板間的間距HT’應(yīng)等于或大于600mm。塔底空間高度HB具有中間貯槽的作用，塔釜料液最好能在塔底有10～15min的儲量，以保證塔底料液不致排完。 吸收塔直徑：= 吸收塔內(nèi)塔板間距為：300 共6層塔板，高度為： 塔頂空間高度為（含捕霧器）： 塔底空間高度為：1 裙座?。?吸收塔總高度為：=++1+=() 再生塔 精餾柱 (1) 直徑富甘醇再生過程實質(zhì)上是甘醇和水兩組分混合物的蒸餾過程。 精餾柱一般選用不銹鋼填料，其直徑D可根據(jù)柱內(nèi)操作條件下的氣速和噴淋密度計算，也可按下式來估算：其中： ——精餾柱直徑，； ——甘醇循環(huán)流率，水； ——吸收塔的脫水量，； 則由前可得：(2)填料高度，內(nèi)填充25mm的陶瓷Intalox填料。該流程選用重沸器采用間接火管加熱，重沸器熱負荷為。,殼體規(guī)格500850mm，壁厚不小于10mm.火筒直徑300mm,爐管直徑89mm。采用三甘醇脫水，重沸器火管傳熱表面熱流密度的正常范圍是18一25，最高不超過3l ，由于甘醇在高溫會分解變質(zhì)，因此，重沸器溫度最高不能超過204℃。貧甘醇在平均溫度63℃，故貧甘醇熱負荷=(8838)=由于出吸收塔干氣質(zhì)量流量遠遠大于貧甘醇質(zhì)量循環(huán)流量，故干氣經(jīng)過氣體/貧甘醇換熱器后的降溫較小，其值可由熱量平衡確定。對大型裝置選擇電動泵、水平或正位移泵。如果原料氣中所含重?zé)N和TEG溶液形成了乳狀液就會導(dǎo)致溶液發(fā)泡，此時應(yīng)使溶液升溫約65℃，停留時間達到20min左右才能使之破乳而閃蒸出烴類。則： 由熱量衡算知貧富液換熱器熱負荷為。過濾分離器的作用就是在濕天然氣脫水之前將這些液態(tài)和固態(tài)的雜質(zhì)分離出來。表25 原料氣過濾分離器工藝參數(shù)及要求工藝參數(shù)技術(shù)指標(biāo)工作溫度，℃20工作壓力，kPa（絕）4000工況下氣相粘度105結(jié)構(gòu)型式臥式工況下氣相流量，m3/h所用材料16MnR工況下氣相密度，kg/m3過濾效率，%%（固）、98%（液）（2）干氣出口分離器為除去干氣中的少量三甘醇液滴，工藝中設(shè)置有干氣出口分離器。（3）吸收塔吸收塔（接觸塔）是二甘醇脫水裝置最主要的設(shè)備，通常由底部的進口氣滌器（洗滌器）、中部的吸收段和頂部的捕霧器3部分組成。實踐證明，任何泡罩式甘醇吸收塔至少要有4塊實際塔板數(shù)才能有良好的脫水效果，一般采用412塊。工藝數(shù)據(jù)如表28。不論采用何種熱源，重沸器內(nèi)三甘醇溶液液位應(yīng)比頂部傳熱管高150 mm。其頂部分離出的氣體一般用作燃料或進入放空系統(tǒng)，閃蒸出來的液態(tài)烴進人閉式式排放系統(tǒng)進行集中處理。為保證閃蒸分離后的富三甘醇有足夠的壓力流過過濾器及貧／富三甘醇換熱器等設(shè)備，～。根據(jù)《常用泵選型手冊》泵的選型結(jié)果如表211。（8）緩沖罐在該容器中不含有任何濕的腐蝕性介質(zhì)，甘醇緩沖罐內(nèi)為貧甘醇，因此可以認(rèn)為是無腐蝕性的。在醇胺法裝置的操作中，最嚴(yán)重的問題就是腐蝕。H2S像酸一樣地與碳鋼發(fā)生作用，隨后形成不溶的FeS。這種分解產(chǎn)物是溶劑和進料氣體組分的不可逆造成的。為減輕腐蝕作用，通常采用以下幾個措施：（1）再沸器中溶液的溫度與再沸器中所用蒸汽的溫度盡可能的低。（5）連續(xù)除去懸浮固體與分解產(chǎn)物往往有助于降低腐蝕作用。發(fā)泡通常是由于溶液中的雜質(zhì)引起的。（3）溶液中的固體顆?？梢越柚至鬟B續(xù)過濾方式而除去。嚴(yán)重的夾帶經(jīng)常會發(fā)生在吸收塔的操作高于設(shè)計氣速或低于設(shè)計壓力的情況下。一般說來，隨溫度升高或壓力降低，更多的胺液會被液烴所攜帶。這種脫水系統(tǒng)包括分離器、吸收塔和三甘醇再生系統(tǒng)。雖然性能比較好，但是也存在很多問題。鹽污染、高溫降解損失天然氣中攜帶的鹽類會直接污染甘醇，而且在重沸器中，當(dāng)溫度升高，鹽在甘醇中的溶解下降。3186?；厥?、加注過程中減少甘醇與空氣的接觸，防止氧氣進入甘醇系統(tǒng)。引起甘醇發(fā)泡的物質(zhì)有液態(tài)烴、氣田緩蝕劑、化排擠、鹽類、細粒分散固體。m級）為經(jīng)過特殊處理不被水分濕潤的纖維，從講治站過濾分離器的檢測結(jié)果來看，除塵效果一般。改變富液的換熱次序改變出塔富液的換熱次序，保證重沸器蒸出的水蒸汽有效的排入灼燒爐及進入閃蒸罐的富液有適合的工作溫度。整改甘醇冷卻系統(tǒng)，降低甘醇的如泵，入塔的溫度如果甘醇進泵溫度太高，則甘醇的入塔溫度無法保證，因此不能有效散熱裝置全部改為水冷式散熱裝置（目前大部分脫水裝置的散熱系統(tǒng)已改成水冷式），既有助于調(diào)節(jié)甘醇的入塔溫度，又能對泵起到保護作用。定期對循環(huán)系統(tǒng)各部位甘醇進行取樣全面調(diào)查[11]造成三甘醇污染的主要物質(zhì)為凝析油類,鹽類部分分解產(chǎn)物及其它固體雜質(zhì),可根據(jù)污染三甘醇溶液各成分的沸點不同,如果采用直接蒸餾的方法,會使三甘醇在沸點之前就全部分解。C；三甘醇成品產(chǎn)出溫度范圍：185～200186。凈化廠擬采用的措施為：采用SCOT尾氣處理裝置，尾氣焚燒排放的尾氣由120m高煙囪排放；污水采用SBR處理后進行達標(biāo)排放；廢催化劑送油處理資質(zhì)的單位處理或送催化劑生產(chǎn)廠家回收利用；盡量選用低噪聲設(shè)備，采用相應(yīng)的隔聲、減噪和減振措施。 總結(jié)用三甘醇作為吸收劑對天然氣進行脫水，由于它的經(jīng)濟性，可靠性，目前國內(nèi)外大多采用這種方法。據(jù)國外報道，對已有的板式吸收塔進行改造，用規(guī)整填料取代塔板，可以使處理量增大1倍，脫水效率比原來增加50%。最近幾年，更是由于技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了全焊式板式換熱器，它克服了板框式換熱器不耐溫、不耐壓、阻力大維修費用高等缺陷， MPa,設(shè)計溫度也拓寬至720℃，這為板式換熱器在三甘醇脫水中更廣泛的應(yīng)用提供了技術(shù)支持。管老師從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對我進行指導(dǎo)，細心的給我指出