天然氣的預處理過濾與脫水

1、,,,,,天然氣預處理,,,,,,,,目錄,概述,天然氣預處理技術,天然氣預處理設備,本章思考題,,,,,概述,,,,,,1 概述,,預處理目的,不脫除雜質,會增加輸氣阻力，使管線輸送能力下降；水分會腐蝕管線和設備；天然氣的固態(tài)雜質在高速流動時會沖蝕管壁；使天然氣流量測量不準；影響商品天然氣質量；對后續(xù)處理系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運行構成威脅。,脫除天然氣中攜帶的油、游離水和泥砂等氣液（固）雜質,以及脫出天然氣中的水蒸氣等組分等,,,,,天然

2、氣預處理技術,,,,,,2 天然氣預處理技術,2 天然氣預處理技術,天然氣預處理常用分離方法,離 心 分 離 法,過 濾 分 離 法,2 天然氣預處理技術,天然氣預處理常用分離方法,2 天然氣預處理技術,天然氣預處理常用分離方法,2 天然氣預處理技術,2 天然氣預處理技術,氣體水合物的臨界溫度表,2 天然氣預處理技術,吸附脫水的原理：吸附是用多孔性的固體吸附處理氣體混合物，使其中一種或多種組分吸附（停留）于固體表面上，其他的不吸附，

3、從而達到分離操作。水是一種強極性分子，分子直徑（2.76A~3.2A）很小。不同孔徑性固體的孔徑是不同的，孔徑大于3.2A的，都可以吸附水。,,,,,天然氣預處理設備,,,,,,3.1 原料氣預處理工藝,原料氣預處理最常見的方式是旋風分離、過濾分離、加熱和脫水干燥相結合的方法。,分離下來的凝析油、游離水和固體雜質排放至污水池（罐）。,3.2 天然氣預處理設備,1.旋風分離器2.過濾分離器3.天然氣預熱器4.干燥器（脫水裝置

4、）,1、旋風分離器,旋風分離器是利用慣性離心力的作用，顆粒被拋向器壁而與氣流分離，沿壁面落至錐底的排灰口，凈化后的氣體在中心軸附近由下而上做螺旋運動，最后由頂部排氣管排出。,通常，把下行的螺旋形氣流稱為外旋流，上行的螺旋形氣流稱為內旋流，內、外旋流氣體的旋轉方向相同，外旋流的上部是主要除塵區(qū)。,旋風分離器工作原理 天然氣通過設備入口進入設備內旋風分離區(qū)，當含雜質氣體沿軸向進入旋風分離管后，氣流受導向葉片的導流作用而產生強烈旋轉，

5、氣流沿筒體呈螺旋形向被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋風管排塵口至設備底部儲液區(qū)，從設備底部的出液口流出。旋轉的氣流在筒內收縮向中心流動，向上形成二次渦流經導氣管流至凈化天然氣室，再經設備頂部出口流出。旋風分離器結構 旋風分離器采用立式圓筒結構，內部沿軸向分為集液區(qū)、旋風分離區(qū)、凈化室區(qū)等。內裝旋風子構件，按圓周方向均勻排布亦通過上下管板固定；設備采用裙座支撐，封頭采用耐高壓橢圓型封頭。,,3.2 天然氣預處理設備,

6、旋風分離器結構示意圖,3.2 天然氣預處理設備,1、旋風分離器,3.2 天然氣預處理設備,2、過濾分離器,過濾分離器通常分為兩部分：第一部分設有過濾一聚結作用的元件，當氣流通過這些元件時，液體微粒就被聚結成較大的液滴。第二部分是當這些液滴達到足夠大的尺寸時，在氣流的作用下，它們被帶出過濾部分而進人中心區(qū)，葉片型或金屬絲網型捕霧器將較大的液滴除去。,過濾分離器工作原理在一定的壓力作用下，氣體進入過濾器，較大固體的顆粒一般呈直線運動，

7、較小的顆粒則會做自由運動，濾芯采用篩、擋、阻三種方式去捕捉這些微粒，由于濾芯材料分子吸引作用吸引液體，并聚結成較大的液滴，通過將液滴吸引到纖維上，濾芯逐漸變濕，濾芯纖維間越來越多的空格被液體和固體顆粒塞滿，進入分離腔的液滴，由捕霧器捕捉而脫離氣體。過濾分離器結構過濾分離器主要由濾芯、殼體、快開盲板以及內外部件組成，采用臥式、快開盲板結構。,3.2 天然氣預處理設備,過濾分離器結構示意圖,2、過濾分離器,,玻璃纖維濾芯如圖所示：,3.

8、2 天然氣預處理設備,2、過濾分離器,3.2 天然氣預處理設備,3、天然氣預熱器,管殼式換熱器是目前化工生產中應用最廣泛的換熱設備，其單位體積所具有的傳熱面積大、傳熱效果好、適用性較高等，尤其在高溫、高壓和大型裝置上多采用管殼式換熱器。 （管程：天然氣；殼程：熱水）,管殼式加熱器示意圖,天然氣預熱器常用的有換熱器。,3.2 天然氣預處理設備,4、天然氣干燥器,天然氣脫水裝置示意圖,吸附塔的內部結構,3.2 天然氣預處理設備,在天然氣

9、脫水中常用的吸附劑：分子篩、硅膠、活性氧化鋁。,3.2 天然氣預處理設備,現(xiàn)代天然氣公司采用的吸附脫水方法大都是分子篩吸附，常用4A分子篩。盡管分子篩價格較高，但卻是一種極好的脫水吸附劑。在天然氣壓縮或液化之前，要現(xiàn)將天然氣的露點將至很低值，此時使用分子篩脫水比較合適。分子篩的主要缺點：當有油滴或醇類等化學品帶入時，會使分子篩變質惡化，再生時耗熱高。在我公司實際使用中，分輸站的旋風分離器劑過濾分離器已脫去大部分飽和水，再通過

10、加氣母站脫水裝置分子篩床層深度脫除殘余的微量水分，以獲得很低的露點。,3.2 天然氣預處理設備,分子篩是具有骨架結構（許多孔徑均勻的孔道與排列整齊的孔穴）的堿金屬的硅鋁酸鹽晶體，是一種高效、高選擇性的固體吸附劑。其分子式如下：M2/NO?AI2O3?xSiO2?YH2OM—某些堿金屬或堿土金屬離子，如Li、Na、Mg、Ca等；n—M的價數；x—SiO2的分子數；y—水的分子數。,3.2 天然氣預處理設備,吸附選擇性強：

11、能按照物質的分子大小進行選擇只吸附臨界直徑比分子篩孔徑小的分子；對極性分子也具有高度選擇性，能牢牢吸附住這些分子。經分子篩干燥后的氣體，一般含水量可達到0.1~10ppm，脫水裝置中多用4A、5A等分子篩作吸附劑。脫水用分子篩不吸附重烴，從而避免因吸附重烴而使吸附劑失效。分子篩具有高效吸附性能，在低水汽分壓、高溫、高氣體流速等苛刻的條件下，仍保持相對高的吸附容量（100℃時，分子篩的濕容量15%），特別適用于深度干燥。吸附水時，同