天然氣的預(yù)處理過濾與脫水

1、,,,,,天然氣預(yù)處理,,,,,,,,目錄,概述,天然氣預(yù)處理技術(shù),天然氣預(yù)處理設(shè)備,本章思考題,,,,,概述,,,,,,1 概述,,預(yù)處理目的,不脫除雜質(zhì),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(shè)備；天然氣的固態(tài)雜質(zhì)在高速流動時會沖蝕管壁；使天然氣流量測量不準(zhǔn)；影響商品天然氣質(zhì)量；對后續(xù)處理系統(tǒng)的安全平穩(wěn)運(yùn)行構(gòu)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(zhì),以及脫出天然氣中的水蒸氣等組分等,,,,,天然

2、氣預(yù)處理技術(shù),,,,,,2 天然氣預(yù)處理技術(shù),2 天然氣預(yù)處理技術(shù),天然氣預(yù)處理常用分離方法,離 心 分 離 法,過 濾 分 離 法,2 天然氣預(yù)處理技術(shù),天然氣預(yù)處理常用分離方法,2 天然氣預(yù)處理技術(shù),天然氣預(yù)處理常用分離方法,2 天然氣預(yù)處理技術(shù),2 天然氣預(yù)處理技術(shù),氣體水合物的臨界溫度表,2 天然氣預(yù)處理技術(shù),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(dá)到分離操作。水是一種強(qiáng)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(yù)處理設(shè)備,,,,,,3.1 原料氣預(yù)處理工藝,原料氣預(yù)處理最常見的方式是旋風(fēng)分離、過濾分離、加熱和脫水干燥相結(jié)合的方法。,分離下來的凝析油、游離水和固體雜質(zhì)排放至污水池（罐）。,3.2 天然氣預(yù)處理設(shè)備,1.旋風(fēng)分離器2.過濾分離器3.天然氣預(yù)熱器4.干燥器（脫水裝置

4、）,1、旋風(fēng)分離器,旋風(fēng)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(yùn)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(nèi)旋流，內(nèi)、外旋流氣體的旋轉(zhuǎn)方向相同，外旋流的上部是主要除塵區(qū)。,旋風(fēng)分離器工作原理 天然氣通過設(shè)備入口進(jìn)入設(shè)備內(nèi)旋風(fēng)分離區(qū)，當(dāng)含雜質(zhì)氣體沿軸向進(jìn)入旋風(fēng)分離管后，氣流受導(dǎo)向葉片的導(dǎo)流作用而產(chǎn)生強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)，

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(fēng)管排塵口至設(shè)備底部儲液區(qū)，從設(shè)備底部的出液口流出。旋轉(zhuǎn)的氣流在筒內(nèi)收縮向中心流動，向上形成二次渦流經(jīng)導(dǎo)氣管流至凈化天然氣室，再經(jīng)設(shè)備頂部出口流出。旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu) 旋風(fēng)分離器采用立式圓筒結(jié)構(gòu)，內(nèi)部沿軸向分為集液區(qū)、旋風(fēng)分離區(qū)、凈化室區(qū)等。內(nèi)裝旋風(fēng)子構(gòu)件，按圓周方向均勻排布亦通過上下管板固定；設(shè)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(yù)處理設(shè)備,

6、旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)示意圖,3.2 天然氣預(yù)處理設(shè)備,1、旋風(fēng)分離器,3.2 天然氣預(yù)處理設(shè)備,2、過濾分離器,過濾分離器通常分為兩部分：第一部分設(shè)有過濾一聚結(jié)作用的元件，當(dāng)氣流通過這些元件時，液體微粒就被聚結(jié)成較大的液滴。第二部分是當(dāng)這些液滴達(dá)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(jìn)人中心區(qū)，葉片型或金屬絲網(wǎng)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(jìn)入過濾器，較大固體的顆粒一般呈直線運(yùn)動，

7、較小的顆粒則會做自由運(yùn)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(jié)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(jìn)入分離腔的液滴，由捕霧器捕捉而脫離氣體。過濾分離器結(jié)構(gòu)過濾分離器主要由濾芯、殼體、快開盲板以及內(nèi)外部件組成，采用臥式、快開盲板結(jié)構(gòu)。,3.2 天然氣預(yù)處理設(shè)備,過濾分離器結(jié)構(gòu)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(yù)處理設(shè)備,2、過濾分離器,3.2 天然氣預(yù)處理設(shè)備,3、天然氣預(yù)熱器,管殼式換熱器是目前化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的換熱設(shè)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(yù)熱器常用的有換熱器。,3.2 天然氣預(yù)處理設(shè)備,4、天然氣干燥器,天然氣脫水裝置示意圖,吸附塔的內(nèi)部結(jié)構(gòu),3.2 天然氣預(yù)處理設(shè)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(yù)處理設(shè)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(diǎn)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(diǎn)：當(dāng)有油滴或醇類等化學(xué)品帶入時，會使分子篩變質(zhì)惡化，再生時耗熱高。在我公司實際使用中，分輸站的旋風(fēng)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(diǎn)。,3.2 天然氣預(yù)處理設(shè)備,分子篩是具有骨架結(jié)構(gòu)（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(shù)；x—SiO2的分子數(shù)；y—水的分子數(shù)。,3.2 天然氣預(yù)處理設(shè)備,吸附選擇性強(qiáng)：

11、能按照物質(zhì)的分子大小進(jìn)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(jīng)分子篩干燥后的氣體，一般含水量可達(dá)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?zé)N，從而避免因吸附重?zé)N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