溶剂吸收法脱水是目前天然气工业中应用最普遍的方法之一。其利用吸收原理,采用一种亲水的溶剂与天然气充分接触,使水传递到溶剂中从而达到脱水的目的。
溶剂吸收法中常采用甘醇类物质作为吸收剂,在甘醇的分子结构中含有羟基和醚键,能与水形成氢键,对水有极强的亲和力,具有较高的脱水深度。
甘醇脱水在天然气气脱水工业中曾成功应用的甘醇是:乙二醇(EG)、二甘醇(DEG)、三甘醇(TEG)和四甘醇(TREG)。最早用于天然气脱水的甘醇是二甘醇,由于受再生温度的限制,贫液质量分数一般为95%左右,露点降较低;而三甘醇再生容易,贫液质量分数可达98%~99%,具有更大的露点降,且运行成本较低,因此得到了广泛应用。
甘醇脱水工艺流程(1)无硫天然气的甘醇脱水工艺
甘醇脱水过程一般都是连续的,其典型的工艺流程是三甘醇脱水工艺流程,用于处理井口无硫天然气或来自醇胺法装置的净化气。
TEG脱水装置主要由吸收系统和再生系统两部分构成,工艺过程的核心设备是吸收塔。天然气脱水过程在吸收塔内完成,再生塔完成三甘醇富液的再生操作。
原料天然气从吸收塔的底部进入,与从顶部进入的三甘醇贫液在塔内逆流接触,脱水后的天然气从吸收塔顶部离开,三甘醇富液从塔底排出,经过再生塔顶部冷凝器的排管升温后进入闪蒸罐,尽可能闪蒸出其中溶解的烃类气体,离开闪蒸罐的液相经过过滤器过滤后流入贫/富液换热器、缓冲罐,进一步升温后进入再生塔。在再生塔内通过加热使三甘醇富液中的水分在低压、高温下脱除,再生后的三甘醇贫液经贫/富液换热器冷却后,经甘醇泵泵入吸收塔顶部循环使用。
(2)含硫天然气的甘醇脱水工艺
对于H2S含量较高的天然气,TEG法不适合处理高含H2S的天然气,需采用特殊的甘醇脱水流程。该流程在再生塔前设置富液汽提塔,解吸出H2S并返回吸收塔,与CH4等烃类一起输送到脱硫脱碳装置。
处理含硫天然气的装置一般建在井场,处理量不太大时,尽量采用撬装装置。
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