【正文】 資和運(yùn)行成本比較高。雖然性能很好,但是也存在很多問題。例如四川大天池天然氣輸送干線引進(jìn)的橇裝三甘醇脫水系統(tǒng)，1999年3月25日至7月27日試運(yùn)行過程中，日平均三甘醇消耗量為1119 kg，而且隨著裝置運(yùn)行時(shí)間延長，三甘醇消耗逐漸增加。 ( 4) 分子篩脫水[2] 分子篩脫水屬于固體吸附法脫水，脫水系統(tǒng)主要包括2個(gè)或3個(gè)處于脫水、再生和冷卻狀態(tài)的干燥器，以及再生氣加熱系統(tǒng)。但是，對于大裝置，設(shè)備投資和操作費(fèi)用都比較高，如果脫水要求的露點(diǎn)相同，建設(shè)1座處理量為28萬m3/d的處理站, 分子篩脫水的投資比三甘醇多53%。 ( 5) 超音速脫水 作為新型脫水技術(shù)的超音速脫水，國外主要是在殼牌石油公司支持下開展研究，包括計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬、實(shí)驗(yàn)室研究和現(xiàn)場試驗(yàn)研究。所有的研究都取得了滿意的結(jié)果。 通過多年的自身努力和引進(jìn)消化吸收國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，國內(nèi)天然氣脫水工藝已基本配套，能在一定范圍內(nèi)較合理點(diǎn)資源條件選擇脫水方案，能滿足國內(nèi)絕大多數(shù)氣田的建設(shè)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，在傳統(tǒng)的天然氣脫水方法得到改進(jìn)和完善的同時(shí)，更具有工業(yè)競爭力的脫水技術(shù)，如膜分離脫水和超音速脫水技術(shù)，將成為天然氣脫水技術(shù)的發(fā)展趨勢。對于甘醇脫水來講，由于三甘醇水露點(diǎn)降大、成本低和運(yùn)行可靠，在各種甘醇化合物中其經(jīng)濟(jì)效益最好，因而在國內(nèi)外廣為采用。其優(yōu)點(diǎn)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(bǔ)充甘醇較容易4）甘醇富液再生時(shí)，脫除1kg水所需熱量較少5），如有貧液氣提柱，利用氣提再生，三甘醇性質(zhì):顏色：無色或稍帶淡黃色的粘稠液體；分子量：，沸點(diǎn)：℃比重：（一物理大氣壓，20℃）理論熱分解溫度：℃冰點(diǎn)：℃；蒸氣壓（25℃）：≤ 可燃極限：%表13 脫水方法比較方法名稱分離原理脫水溶劑特點(diǎn)應(yīng)用情況低溫法高壓天然氣節(jié)流膨脹降溫能同時(shí)控制水露點(diǎn)、烴露點(diǎn)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(fèi)用低，需更換，腐蝕嚴(yán)重，露點(diǎn)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(diǎn)降為22～36℃適宜于邊遠(yuǎn)、寒冷、氣井等不宜建脫硫廠的情況甘醇胺水溶液同時(shí)脫除水、H2S、CO2，攜帶損失大，再生溫度要求高，露點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)降較高（28～58℃）應(yīng)用最普遍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(diǎn)可達(dá)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(diǎn)降大于120℃，投資及操作費(fèi)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(diǎn)降較低（20℃），存在烴的損失問題國外已有工業(yè)裝置運(yùn)行粘度（60℃）：103Pa三甘醇脫水主要工藝流程，可分為兩個(gè)： 低溫高壓(天然氣脫水) 系統(tǒng) ；高溫低壓(甘醇再生) 系統(tǒng)三甘醇脫水工藝流程[3]：天然氣流程如圖11：圖11 天然氣脫水流程 濕氣通過入口分離器，除去液態(tài)烴和固態(tài)雜質(zhì)后，進(jìn)入吸收塔底部。最后脫水后的干氣離開吸收塔，經(jīng)過貧甘醇冷卻器( 甘醇─干氣熱交換器)后進(jìn)入銷售輸氣管網(wǎng)。吸滿了水的甘醇(富甘醇)從塔底排出，經(jīng)過貧甘醇緩沖器中的大的預(yù)熱盤管后，通過閃蒸罐過濾器后進(jìn)入重沸器上的精餾柱頂部。上升蒸氣夾帶的甘醇在柱頂回流段冷凝后重新流回重沸器，而未冷凝的蒸氣則從精餾柱頂部出來，被送入灼燒爐。TEG循環(huán)系統(tǒng)： 貧甘醇→吸收塔（變成富液）→液位調(diào)節(jié) →緩沖罐（一次換熱）→閃蒸罐（閃蒸）→活性炭過濾器→機(jī)械過濾器→精餾柱（二次換熱）→緩沖罐（三次換熱）→甘醇再生器（精餾柱、重沸器）→緩沖罐貧/富液換熱→水浴冷卻器→甘醇泵（升壓）→貧甘醇/干氣換熱器→吸收塔（脫水）。 種類：吸收塔分為板式塔（逐級接觸式）和填料塔（微分接觸式）。 結(jié)構(gòu)：板式塔由一個(gè)園柱形的殼體及其中按一定間距水平設(shè)置的若干塊塔板組成。 2． 閃蒸罐3． 過濾分離器4．甘醇再生器： 重沸器：提供熱量，通過簡單的分離（利用水與甘醇沸點(diǎn)差）使甘醇與水分離的設(shè)備。 緩沖罐：提濃TEG，給TEG貧液，富液提供熱交換的場所。 確定脫水裝置運(yùn)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。入口溫度升高，甘醇的蒸發(fā)損失也增大。 貧甘醇進(jìn)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。重沸器的溫度和壓力決定著貧甘醇的濃度，在204 ℃以下，重沸器的溫度提高有利于再生出高濃度的貧甘醇。2．壓力 在常溫下，壓力降低，入口天然氣中水的含量增加。應(yīng)注意閃蒸罐的壓力和吸收塔的壓差。脫去1kg水需要2560L三甘醇。如果循環(huán)量太大，特別是超過裝置的設(shè)計(jì)能力，會使重沸器過載而降低甘醇的再生的濃度，同時(shí)也造成塔內(nèi)氣─液兩相接觸又不充分和增加泵的維護(hù)工作量。 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(diǎn)降。進(jìn)入吸收塔內(nèi)的甘醇濃度越高，它的脫水效果就越好。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)停車估算，年開工時(shí)間按300天計(jì)，天然氣天處理量為16667方/天。在甘醇循環(huán)量和塔板數(shù)一定的情況下，三甘醇的濃度越高，天然氣露點(diǎn)降就越大。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(shí)，三甘醇濃度愈高則露點(diǎn)降愈大；?循環(huán)量和三甘醇濃度固定時(shí)，塔板數(shù)愈多則露點(diǎn)降愈大；?塔板數(shù)和三甘醇濃度固定時(shí)，循環(huán)量愈大則露點(diǎn)降愈大，但循環(huán)量升到一定程度后，露點(diǎn)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(fù)荷，動力消耗過大。 當(dāng)吸收塔塔頂氣體與吸收劑充分接觸達(dá)到平衡時(shí)，離塔干氣的水露點(diǎn)是可能達(dá)到的最低露點(diǎn)，即干氣的平衡露點(diǎn)；而干氣中所含水汽量為塔頂吸收溫度、壓力下可能達(dá)到的最低水汽量。此時(shí)，進(jìn)塔貧三甘醇溶液的濃度即為達(dá)到最低干氣露點(diǎn)所必須的最低濃度。: 出塔吸收干氣的實(shí)際露點(diǎn)，℃。 ℃ 因?yàn)樵蠚膺M(jìn)料溫度為20℃，設(shè)原料氣進(jìn)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(diǎn)與吸收溫度的關(guān)系圖21可得：%。在此通過先確定脫水量再用經(jīng)驗(yàn)公式確定三甘醇貧液用量：Vˊ=aG,/d式中：a——天然氣中每吸收1kg水所需要的三甘醇溶液量，m3,。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： [5] 經(jīng)過幾十年的實(shí)踐，GPSA做出了吸收溫度為38℃時(shí)，吸收塔的實(shí)際塔板數(shù)（總板效率20%左右）、吸收1kg水所需三甘醇的量、三甘醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與氣體露點(diǎn)降的關(guān)系如圖。 ，時(shí)，時(shí)，符合脫水要求，所以實(shí)際塔板（取板效率為25%）為6塊。 ——吸收塔中液相密度。 C——經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，可由表查得； D——塔徑，m。 三甘醇貧液的密度為1120kg/,所以。泡罩安裝在升氣管上方，在安裝良好和氣液負(fù)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。但是亦由此而導(dǎo)致壓力降較高，霧沫夾帶增多，以及塔盤上液面落差較大等缺點(diǎn)。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。,多選用DN80的泡罩，～，可選用DN100的泡罩；，可選用DN150的泡罩。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[7]泡罩齒縫有矩形，梯形，和三角形三種，通常選用矩形齒鍵。齒縫高度較小時(shí)，處理能力較小；齒縫高度較大時(shí)，壓降較大，泡罩齒縫下部可帶有緣圈或者是敞開式的。齒縫高度的選擇查表23，本設(shè)計(jì)泡罩直徑80mm，因此齒縫高度取25mm。泡罩底隙較大時(shí)，液面梯度較小，當(dāng)液面梯度較小時(shí)，液體流動阻力較大，且易幾句沉淀物，泡罩底隙一般在5～40mm范圍內(nèi)，對于清潔無聊可取較小值，對于存在沉淀物，宜取較大值。（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。此外，還應(yīng)考慮升氣管頂高出齒縫頂10～12mm，以免液體進(jìn)入升氣管?！?。 塔頂空間高度的作用是安裝塔板和開人孔的需要，也使氣體中的液滴自由沉降，減少塔頂出口氣體中液沫夾帶，必要時(shí)還可以節(jié)省破沫裝置。本設(shè)計(jì)中HD=1200mm。板間距大，可允許氣體流速較高，塔徑可小些；反之，多需要的塔徑就要增大。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(jì)到開有人孔的板間距時(shí)，其上下兩塔板間的間距HT’應(yīng)等于或大于600mm。對于易結(jié)垢、結(jié)焦的物料，應(yīng)經(jīng)常清洗，每隔4～6塊塔板就要開一個(gè)人孔；對于無需經(jīng)常清洗的清潔物料，可每隔8～10塊板設(shè)置一個(gè)人孔；若塔板上下都可拆卸，可隔15塊板設(shè)置一個(gè)人孔。