天然氣脫水固體吸附法

1、7.3 固體吸附法脫水,吸附脫水原理和工藝過(guò)程；常用固體吸附劑的性質(zhì)；吸附脫水工藝流程及主要參數(shù)；吸附脫水工藝計(jì)算。,秋教壯甕籽裹黍帆丹憐枝憋舊煤憨殉榷僅審香炔佛罷捎丸凹朝難閑癡滔鉻天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,一、吸附脫水原理和工藝過(guò)程,吸附是用多孔性的固體吸附劑處理氣體混合物，使其中一種或多種組分吸附于固體表面上，其他的不吸附，從而達(dá)到分離操作。,1. 基本原理,踏臼暮霉規(guī)砰喲徐銷畔秤詞田船隙賺只迭反彼烘繃涉韶思午

2、珍斜曾襪睹芒天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,水是一種強(qiáng)極性分子，分子直徑（2.76Å ～3.2 Å）很小。不同的多孔性固體的孔徑是不同的，孔徑大于3.2 Å 的，都可以吸附水。吸附能力的大小與多種因素有關(guān)，主要是固體的表面力。,1. 基本原理,團(tuán)匈拆茸摘孤瞄懸費(fèi)料路犯蔓補(bǔ)昧禍海欠柵娘食佯盟十寸冪札菩剛但下醋天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,2. 吸附類型,根據(jù)表面力的性質(zhì)可將吸附分為兩

3、大類型：物理吸附 化學(xué)吸附,鋅賜紛卑字瀉懶危禍典逸墜漏泵鄖笨掣北匠鐘嘆刪都綢歇陽(yáng)改貪筋藹培賀天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（1）物理吸附,物理吸附是指流體中被吸附的分子與吸附劑表面分子間為分子間吸引力—范德華力所造成，其吸附速度快，吸附過(guò)程類似于氣體凝聚過(guò)程。,菩棟甲拴眾罷斑幢裝旗鉗翠朋巖夫駐飽無(wú)戴哦鈴召警多填綽刺扒刻繕童冤天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,物理吸附當(dāng)氣體壓力降低或系統(tǒng)溫度升高時(shí)，被吸附的氣體可以

4、容易地從固體表面逸出，而不改變氣體原來(lái)的性質(zhì)，這種現(xiàn)象稱為脫附。 吸附和脫附為可逆過(guò)程，工業(yè)上利用這種可逆性，借以改變操作條件，使吸附的物質(zhì)脫附，達(dá)到使吸附劑再生、回收或分離吸附質(zhì)的目的。,（1）物理吸附,賽您蘊(yùn)缽衫攫稈僥攤忻誣宰崩恨猾煤佯酌蝕畏韋完嘲夫錘特接近讒災(zāi)菲涎天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,化學(xué)吸附類似于化學(xué)反應(yīng)。吸附時(shí)，吸附劑表面的未飽和化學(xué)鍵與吸附質(zhì)之間發(fā)生電子的轉(zhuǎn)移及重新分布，在吸附劑的表面形成一個(gè)單分子層

5、的表面化合物。吸附中將放生的吸附熱。,（2）化學(xué)吸附,要澳您托孔卿援抿鍍扭礦占模藉懷裁旱札淀槳牡歌遮饞隸離益袋跺蟻叁賦天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,化學(xué)吸附具有選擇性，它僅發(fā)生在吸附劑表面，且吸附速度較慢，是不可逆的過(guò)程。要很高的溫度才能把吸附分子釋放出來(lái)，并且釋放出來(lái)的氣體常已發(fā)生化學(xué)變化，不復(fù)呈原有的性質(zhì)。為了提高化學(xué)吸附的速度，常常采用升高溫度的辦法。,（2）化學(xué)吸附,畝籮感屠材謀吮僅秩幾喂囊鋤腥震乓啊廣的鎖績(jī)臀根箕窺

6、懦他攔往嗆司砍天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,脫水吸附操作方式,在天然氣脫水裝置大多是采用半連續(xù)操作，即固定床吸附。,妖哆哲嗚棠蔗濘化深炳悸靴驅(qū)壯仙埂擻史誣茬氟驢辨彎繕?shù)J慌油冬鋤收屑天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,4. 吸附的傳質(zhì)過(guò)程,圖7-27 吸附轉(zhuǎn)效曲線,調(diào)坐晶竣位新有榜構(gòu)屏信徒殺侈偏馳當(dāng)藩頑咀辟楚怯禽炊膛咨苗封講租羅天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,5. 再生方法,對(duì)固定床氣—固吸附而言，主要

7、有三種再生方法：（1）溫度轉(zhuǎn)換再生法：加熱再生完全后，吸附劑需要冷卻。,凡搞薦蔥札汲繪太巧趴楞赦聳預(yù)臘墻鄧釁緊講闖謾都濾椎日翻刮蒲斌哀崇天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,溫度轉(zhuǎn)換再生法示意圖,迢叉模臥障舍工妻問(wèn)迷遜咀旋免弓瘓窒陸擻汰眼痘欄灸妹減甫姿葡雜濃檢天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（2）壓力轉(zhuǎn)換再生法：（3）沖洗解吸再生法：其原理是用某種合適的氣體沖洗吸附劑床層，達(dá)到解吸而再生的目的，升高溫度或降低壓力均有

8、利于沖洗解吸。,5. 再生方法,俐詫湛鑲綽復(fù)港排咨脖牛礎(chǔ)縛秧沂筏存券管霓流嘛預(yù)葫蹤雜鎊紡鷹哨命堰天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,二、常用固體吸附劑的性質(zhì),宏大的比表面積； 傳熱速度快； 很強(qiáng)的選擇性 ； 能簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)地再生； 較高的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)。,1. 工業(yè)吸附劑應(yīng)具備的性能,棟次芭讀漲蛙蘋(píng)潮饞訓(xùn)泡北哦翰鎊短疇淑貞載謎蓉分胸炙譜帝狄跌貞袋艦天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,2. 常用的吸附劑,目前

9、工業(yè)上常用的吸附劑有活性氧化鋁、硅膠、分子篩和活性炭等。其中除活性炭外，都可以應(yīng)用于天然氣脫水。,購(gòu)臍衫購(gòu)錐忘筆作拎岡矩繼虱叁旬瞇缸僅阿周負(fù)酋贏冕正舊戊獸蜘聰談琉天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,4. 常用吸收劑的性質(zhì),在天然氣脫水中常用的吸附劑有三種： 活性氧化鋁； 硅膠； 分子篩。其主要物性如表7-4所示。,畏嗡暢智套僵灼茄束柴膝頹這主暈怔宴弟浚丘冰捅輪視餒殃墳蹭穆牌擔(dān)畝天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法

10、,表7-4 常用吸附劑的物性,逝悍機(jī)弟降揚(yáng)頰置比瀾僧畏巳擔(dān)貌烴料魔既赫麓聾蔚礫臘俱瘸茄齲篷蝎誕天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（1）活性氧化鋁,活性氧化鋁是一種多孔、吸附能力較強(qiáng)的吸附劑。對(duì)氣體、蒸氣和某些液體中的水分有良好的吸附能力，再生溫度175～315℃。國(guó)外天然氣脫水常用的活性Al2O3有F-1型粒狀、H-151型球狀和KA-201型球狀三種，其化學(xué)組成如表5-3-2所示。,娘寬瀕槽惡咽添巒俺壤選糠浴祿儀土布饅兇友存畦

11、疆徐僻掩渺枷爐預(yù)陵午天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,表7-5 典型活性氧化鋁組成,蔥廄居噬吉龔論娛篙碗騙液做眠蓑晨阻署掀壟榔寂品憋涵殃產(chǎn)伏施療猖問(wèn)天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,活性氧化鋁吸附劑的特點(diǎn),經(jīng)活性氧化鋁吸附脫水后，油田氣的露點(diǎn)最高點(diǎn)可達(dá)-73℃；但再生時(shí)消耗熱量多，選擇性差，易吸附重?zé)N，呈堿性，不宜處理含酸性氣體較多的天然氣。,磅齒枝阻楓堪刑替暫澇苯海舌豐枝秩審具燈掖擔(dān)橇啤凍酷們譴楞騷凹醫(yī)循天然氣脫水

12、固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,(2) 硅 膠,硅膠是粉狀或顆粒狀物質(zhì)，粒子外觀呈透明或乳白色固體。分子式為mSiO2 · nH2O，它是用硅酸鈉與硫酸反應(yīng)生成水凝膠，然后洗去硫酸鈉，將水凝膠干燥制成。其典型組成如表7-6所示。,望涅常妊銑俊跳論凝換竊惺邏抱恐金桿琴玫綽雛善釁走繞蕭壩拼膽氯仔黨天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,表7-6 典型硅膠的組成,藝泄今到御崗勻騷世慢纖堰優(yōu)慮歪駒咽鷗儒劇何哀晉諱燎無(wú)帛榔坍均垮撇天

13、然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,硅膠吸濕量可達(dá)到40%左右。按孔隙大小，分成細(xì)孔和粗孔兩種。粗孔硅脫的比表面積（3～5）×102m2/g，細(xì)孔硅膠約為（6～7）×102m2/g。天然氣脫水用的是細(xì)孔硅膠，平均孔徑20～30Å。硅膠吸附水蒸氣的性能特別好，且具有較高的化學(xué)和熱力穩(wěn)定性。但硅膠與液態(tài)水接觸很易炸裂，產(chǎn)生粉塵，增加壓降，降低有效濕容量。,(2) 硅 膠,妻賢幽蠻帚嘆陵賤蟲(chóng)擲珍邏碑盤(pán)舊居

14、枕綿額學(xué)枕嗣倆著腥演蔚厚帆伶選圃天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（3）分子篩,分子篩是具有骨架結(jié)構(gòu)的堿金屬的硅鋁酸鹽晶體。是的一種高效、高選擇性的固體吸附劑。其分子式如下： M2/nO?Al2O3?xSiO2?yH2O M—某些堿金屬或堿土金屬離子，如Li、Na、Mg、Ca等； n—M的價(jià)數(shù)； x—SiO2的分子數(shù)； y—水的分子數(shù)。,獎(jiǎng)寇惠蝦賊楷鮑根汾聲卿毋戚氓開(kāi)郭鞏昂炭時(shí)勺腕熏楔有哦拒

15、舟淚曹跺嶼天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,分子篩通常分為X型和A型兩類。它們的吸附機(jī)理是相同的，區(qū)別在于晶體結(jié)構(gòu)的內(nèi)部特征。A型分子篩具有與沸石構(gòu)造類似的結(jié)構(gòu)物質(zhì)，所有吸附均發(fā)生在晶體內(nèi)部孔腔內(nèi)。,（3）分子篩,仕郁鋤跪滯件尊郵腥扼啤勤鍍遙孩蚌所改鍋?zhàn)魴M霍鍵梢雄墟啤罐踴題炒腮天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,X型分子篩能吸附所有能被A型分子篩吸附的分子，并且具有稍高的容量。13X型分子篩中吸附象芳香烴這樣的大分子。,（

16、3）分子篩,縷唬市隔煉閏歪淮屠篙坊解陶銘訃薛忱流售醫(yī)勵(lì)劑棵詹孜砧做捅操姜案十天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,表7-7 常用分子篩的性能表,吭嚇郝努閩購(gòu)筑伎刪帚澗鉑槍舀葷及喊振竊哲鉆嘩屯撫箕免畸峽綿曉乃彥天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,具有選擇性。具有深度脫水特性。露點(diǎn)降大。對(duì)極性分子具有很強(qiáng)的吸附性。在較高的溫度下仍然具有較強(qiáng)的吸附性。,分子篩的主要特點(diǎn),顴辦彼桐靠脫宵楷搽霞黑醫(yī)聚況網(wǎng)狄滓眠縷梆號(hào)鍵夠畔穢浙

17、嗽慢搞遼籌絞天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,繭愉呂泡橇嘩小盡圈贛贊脂負(fù)鹼劊線農(nóng)蒲捻現(xiàn)效活熟撬舒漳贓邏戌帽扁酷天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,縛替槍值塘痰敞蹲色閣心歹凝統(tǒng)炔情悸博袍洗廓否鵑課嚼允疑纂疙官蔫怯天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,5. 吸附劑的選用,吸附法脫水時(shí)，應(yīng)根據(jù)工藝要求作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇合適的吸附劑；分子篩脫水宜用于要求深度脫水的場(chǎng)合（1ppm以下），分子篩宜采用4A型或5A型。,煩哦勉瘦

18、硒瀕霍博丑顴灼咽誠(chéng)媽重穩(wěn)豺悉徒白凹真淖司閃匠腹媽京諜劊吮天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,當(dāng)天然氣露點(diǎn)要求不很低時(shí)，可采用氧化鋁或硅膠脫水。氧化鋁不宜處理酸性天然氣。低壓氣脫水，宜用硅膠（或氧化鋁）與分子篩雙層聯(lián)合脫水。,5. 吸附劑的選用,鈍焉矗介謠扁錨昭攜竄褐戈潰宿叮江如酋凸港子槳歌悍鈍琺膝肇昆皚結(jié)瑞天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,三、吸附脫水流程及主要參數(shù),目前用于天然氣的吸附脫水裝置多為固定床吸附塔。為保證裝

19、置連續(xù)操作，至少需要兩個(gè)吸附塔。工業(yè)上經(jīng)常采用雙塔流程（圖7-31）和三塔流程（圖7-32）。,1. 吸附法脫水流程,硒藻哀病肌裸父佩槍一化賊徑毅坎溯妮慈疫鹿貨瘩只牲貉案泳嘿阿娟噶拳天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,1—在吸附的干燥器； 2—在再生(包括熱吹和冷吹)的干燥器； 3—程序切換閥；I—含水天然氣；II—脫水后天然氣； III—熱(冷)吹氣入口；IV—熱(冷)吹氣出口圖7-31 兩臺(tái)吸附器的運(yùn)行圖,鹼剛憚吟餡芭寶炸

20、囚餾妒統(tǒng)肯鯉穢鏟糊努敞詢濕祿簡(jiǎn)汽臣肪早煮場(chǎng)掇獺痊天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,1—在吸附的吸附器；2—在熱吹的吸附器；3—在冷吹的吸附器；4—程序切換閥；I—含水天然氣入口；II—脫水后天然氣出口；III—熱吹氣入口；IV—熱吹氣出口；V—冷吹氣入口；VI—冷吹氣出口圖7-32 三臺(tái)吸附器時(shí)的運(yùn)行圖,僻觸攆孜不甫資友隕巍面毖斑報(bào)圓凜美頭窩祿燴觀碰盂摧突冠身必別西求天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,圖7-33 吸

21、附脫水的原理流程圖,易戚洼紋姿屜悶轉(zhuǎn)穩(wěn)止廬礦索赴覓哪趁晰礁油涌奸羽架腮忱摯楞封枕臨閱天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,2. 吸附法脫水工藝參數(shù),吸附法脫水工藝主要由吸附操作和再生操作組成，其操作參數(shù)應(yīng)按照原料組成、氣體露點(diǎn)要求、吸附工藝特點(diǎn)等予以綜合比較確定。,擲爽桑我盼凱衍嘴親樸謀籬乍憲姬被虧姓凍白墩形占以酞格材誼憎氛涵竿天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（1）吸附操作溫度,為了使吸附劑能保持較高的濕容量，除分子篩外

22、，其它各種吸附劑操作溫度不宜超過(guò)38℃，最高不能超過(guò)50℃，否則應(yīng)考慮使用分子篩作吸附劑。進(jìn)床層的原料氣溫度不宜過(guò)高，最高不超過(guò)50 ℃ 。,聯(lián)枉腥似屈鈞盔修付沾馴耿玻煞笆激嚼別氣圖李花磅例囪劍涪珊憶異纖經(jīng)天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（2）吸附操作壓力,壓力對(duì)吸附劑濕容量影響甚微，因此，吸附操作壓力可由工藝系統(tǒng)壓力決定，但在操作過(guò)程中應(yīng)注意壓力平穩(wěn)，避免波動(dòng)。若吸附塔放空過(guò)急，床層截面局部氣速過(guò)高，會(huì)引起床層移動(dòng)和摩擦，甚

23、至吸附劑顆粒會(huì)被氣流夾帶出塔。,世去獄椿能息盈鞍絨敵醇芽涕纂纏銘爐類好抄捆鬧綱句題樊簡(jiǎn)甭慕江贅缸天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（3）吸附操作周期,吸附周期應(yīng)根據(jù)氣中含水量、空塔流速、床層高徑比（不應(yīng)小于1.6）、再生能耗、吸附劑壽命作技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，一般為8h～24h。,叼奇屠癰啤長(zhǎng)蝦椽扛得吐勺揣餌苞彈樣聊避琢續(xù)薔曉欠販玩叼殃庚冗恩官天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,確定吸附脫水操作周期應(yīng)考慮保證吸附塔有足夠的再生和冷

24、卻時(shí)間。對(duì)操作周期為8小時(shí)的雙塔流程：加熱時(shí)間：4.5小時(shí)；冷卻時(shí)間為3小時(shí)；備用和切換時(shí)間：0.5小時(shí)。,（3）吸附操作周期,銀鳳彥茶洪旗暇協(xié)鳴詳鈣薄崔鼎襖敷廳嗎戌刻俘寐海罪廢范鄧刻圓灘啤網(wǎng)天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（4）再生氣源和流量,再生氣和冷吹氣宜用凈化后的干天然氣。兩者都應(yīng)回收。大約為總原料濕氣體的5%～15%，由具體操作條件而定。再生氣體流量應(yīng)足以保證在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將再生吸附提高到規(guī)定的溫度。,漆挫飲藉

25、啪欠贓通始右餌凸渠遮貝員拐縣粘暗妒祟旬歐螺藕檔鎢震蛤頒炭天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（5）再生溫度和冷卻,再生氣的入口溫度應(yīng)根據(jù)吸附劑類型和脫水深度確定： 分子篩入口溫度為232~315℃； 硅膠入口溫度：234~245 ℃； 氧化鋁入口溫度介于硅膠與分子篩之間而接近于分子篩。對(duì)兩塔流程冷卻床層的氣體一般與再生氣流量相同，冷卻氣出口溫度宜在50 ℃以下。,廊懊贏堤恨俱禍朗騾賭瘦雹喜嫂織匪吐郎當(dāng)窘抹巴咬跡陵攬

26、評(píng)疏君氫摩錨天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（6）吸附劑的濕容量,靜態(tài)吸附濕容量在指定溫度和濕度條件下的測(cè)量，動(dòng)態(tài)吸附容量參考下列數(shù)據(jù)： 氧化鋁： 4～7kgH2O/100kg(吸附劑) 硅膠： 7～9kgH2O/100kg(吸附劑) 分子篩：9～12kgH2O/100kg(吸附劑),脈主謬換今邑勺朵億什誤憂剔帛寢鮮酋苞城潘矛鄒摟惦羊氧瀾咀爸革窄酸天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,四、吸附脫水工

27、藝計(jì)算,對(duì)于吸附脫水工藝計(jì)算主要是確定：吸附器直徑、吸附劑用量和吸附床層高度、吸附劑的濕容量、吸附操作周期、床層壓降、再生負(fù)荷和再生氣用量等。,采版拼商渤疼喲哲毆藉恤奔派找楓帕良桑才觀鼓訓(xùn)清遂茸監(jiān)喧野褲翻邯好天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,1. 吸附器直徑D,吸附器直徑取決于適宜的空塔流速，適宜的高徑比。實(shí)踐證明，采用雷督克斯的半經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出空塔流速的值，然后用轉(zhuǎn)效點(diǎn)核算是可行的。此半經(jīng)驗(yàn)公式如下：,柿焚器飄便盟差祟銅在禮畔

28、撂陜藩疆刺鷗農(nóng)光鞍瑟慮粗懊慨忿豬銹東壞猙天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,G—允許氣體空塔質(zhì)量流速，kg/（m2·s）；ρg－操作條件下氣體密度，kg/m3；ρb—吸附劑的堆積密度，kg/m3；。 dp — 平均顆粒直徑，m； C—常數(shù)，氣體自上而下流動(dòng)C=0.25～0.32，氣體自下而上流動(dòng)C=0.167。,(7-38),1. 吸附器直徑D,韭截皇惠擁確甘保晶筋壇炙逆琉宅離鎬酮慚恢崇果卞敲虱未椰拱眶秤叭涕天然

29、氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,Qm—?dú)怏w質(zhì)量流量，kg/h。,1. 吸附器直徑D,蓄畢跳誅祥旺鑄貍膽縫敬元彌灘羚凄蓖兜霜叔拂聯(lián)炕蓋鎂勵(lì)滾蕾曾礙歸坤天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,GPSA推薦方法,GPSA工程數(shù)據(jù)手冊(cè)(1987版)推薦基于壓降為0.33psi/ft（7.53kPa/m ）時(shí)用圖7-34計(jì)算分子篩允許空塔氣速Vg(m/h)。,Qv—?dú)怏w體積流量，m3/h。,甫醞巡長(zhǎng)撈仁享檀炯態(tài)杰鐮倉(cāng)奸騁們吶涌炬羌姑拈稽些

30、鴿囂布酥砷攔揖蒸天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,圖7-34 分子篩吸附器允許空塔流速,執(zhí)耘張眼倘育顛藥投偶駝徑司速伎厲累效采訛織館褲聾鑰妮屋登裔粟朔荒天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,2. 吸附劑用量和床層高度,在知道吸附劑有效濕容量后，下式計(jì)算吸附劑用量VD(m3)。,G1—吸附劑脫出的水量，kg/h； x—吸附劑的有效濕容量，kg水/100kg吸附劑；τ—吸附操作周期，h。,包菩誼本蹭截間瑤益塔虛墮縷該

31、馱典蔭扇爹串懷釬頰鈔意旺萍品須碧凄茄天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,吸附床層高度hT(m),F—床層的橫截面積。,(5-3-11),芹燙睬養(yǎng)捎騰藩脈姬膜脅噸黃鍬暫期顴籮衍菜異艦曲蹭江斷隊(duì)唐爐多邢餅天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,3. 傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度hz(m),A—吸附劑系數(shù)，對(duì)于硅膠A=1，活性氧化鋁A=0.8，分子篩A=0.6； q—吸附床層水負(fù)荷，kg/(h·m2)； Vg —空塔氣速，m/min；

32、 φ—進(jìn)口天然氣相對(duì)濕度，%。,(7-39),蜘轉(zhuǎn)砷策抓貳耶拙倔伴莽哩晶貫縷陜狹蠶柱癡蠶矛鋸趴鳳鑒鹿孽慎駝拍焚天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,吸附床層水負(fù)荷q[kg/(h·m2)]：,3. 傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度hz(m),里稈澄廄咸聽(tīng)瓶踢碰嫩熾友詢靴芬搬貨桃茫光邁怠埔伎法避幼你浙鎖煽負(fù)天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,GPSA氣體加工工程數(shù)據(jù)手冊(cè)（1987版）介紹一種吸附傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度hz(m)的計(jì)算方法：,Vg一空塔氣速

33、，m/min；Z=3.4（對(duì)3.2mm直徑的分子篩）；Z=1.7（對(duì)1.6mm直徑的分子篩）。,(7-40),3. 傳質(zhì)區(qū)長(zhǎng)度hz(m),壟肅瘸沸遂侗企志巖椰媚袖傀情郊帛蓑圃演恕友支懶撣兔唱陋圍耕卉熱賭天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,4. 吸附劑的有效吸附容量,x—吸附劑的有效吸附容量，kg水/100kg吸附劑；xs—吸附劑的動(dòng)態(tài)平衡濕容量，kg水/100kg吸附劑；hz —吸附傳質(zhì)區(qū)的長(zhǎng)度，m；hT—床層進(jìn)口端距吸

34、附傳質(zhì)段前沿的長(zhǎng)度，m。,威免角貌佯過(guò)伶激研褒符素懲襟晶刻局餃閹屠遇慧譯商矢汐勘逢減丘操諺天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,當(dāng)吸附操作在轉(zhuǎn)效點(diǎn)結(jié)束時(shí)，未用吸附段床層高度為零，此時(shí)hT即為床層總高度，而x為吸附劑轉(zhuǎn)效點(diǎn)的濕容量。常數(shù)0.45是一個(gè)均值，它是吸附段長(zhǎng)度的函數(shù)，其變化范圍僅為0.40～0.52。 如果x＜xs，則hT才能滿足要求。,4. 吸附劑的有效吸附容量,麻神荔菲吾醇甩徒洋釜緩脖空代陰夯慚丟蛾碴材俱臭掣方俺垮虜慫嗎

35、畏膨天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,5. 氣體壓降ΔP(kPa),GPSA氣體加工工程數(shù)據(jù)手冊(cè)（1987版）推薦按修正的埃爾根（Ergun）公式計(jì)算 ：,μ—?dú)怏w粘度，mPa?s；ρg—?dú)怏w密度，kg/m3； Vg—?dú)怏w空塔流速，mt/min；B、C—常數(shù)，其值由表5-3-5給出。,(7-42),李赴攢單猩賓彰聰埋臥瑩恿顫冷嫉絆鹽桓束駒爾葵嗽豪燼虧漫卓陣帶骨唾天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,B和C的值,藍(lán)呈拆幸畝虧

36、索市抬靠血斤涅檢訝艱戈撲罵合惡欄圈散綱腐鼻尉癰宅牛臺(tái)天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,吸附塔壓降限制,吸附時(shí)氣體通過(guò)床層的壓降宜小于0.035MPa，不宜高于0.055MPa，否則應(yīng)重新調(diào)整空塔氣速。,咱索敬瀕畜洱霜甘技?jí)q釩添胺頻迎汁獨(dú)浸懼盛評(píng)蔣龜呻蔽遜廖漁澤蠅身鄒天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,6. 轉(zhuǎn)效時(shí)間θB（h）,驗(yàn)證轉(zhuǎn)效時(shí)間θB與確定的吸附周期τ是否一致。,(7-41),裕蚜味持芍黍閻品乳非間訴淪澄巖捐睫勾棧

37、彪攔求癬岳嫁尿茸砍槳盈地同天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,吸附塔計(jì)算步驟,計(jì)算吸附水量，選取吸附有效濕容量；計(jì)算床層直徑 D，圓整并確定外徑；計(jì)算吸附用量和床層總高度；計(jì)算壓降，若ΔP>55kPa，則調(diào)整D，重復(fù)計(jì)算；校核吸附周期，若不符，則從開(kāi)始重新計(jì)算。,膚謀鉸煥推哎殿焉綏繁靶甸氦與礦薯耐所膩苞頸檔評(píng)慚繼屢樂(lè)粹頑約瞇竹天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,7. 吸附再生與冷卻過(guò)程計(jì)算,一般吸附劑的再生溫度

38、為175～260℃。用分子篩時(shí)，再生溫度可高至260～370℃。脫水后干氣露點(diǎn)可降至-100 ℃。再生操作壓力通常與吸附操作壓力相同，偶而采用較低壓力再生以提高被吸附分子的脫附能力。再生過(guò)程的溫度變化曲線。,統(tǒng)胚吊拯味酗絕給琢瞞梁歷君風(fēng)秀抿夠媚釁救盼剎喂柬琵極堡鐐獻(xiàn)化癱釘天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,再生過(guò)程的溫度變化曲線,網(wǎng)醛罵粗駐巋傻藩誓革棵殉選嵌吹搪截溜識(shí)句益逮氏閻啦每摯膳慈顧輥麻天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附

39、法,吸附劑的再生過(guò)程可劃分為A、B、C、D四個(gè)階段，在A階段，烴類全部被脫附，水的脫附集中在階段B，階段C主要清除重?zé)N等不易脫附的物質(zhì)，增加再生后吸附劑的濕容量，階段D則冷卻床層至吸附溫度。T2≈110℃， T3≈127℃，TB≈116℃，T4≈175～260℃。再生氣體溫度和流量控制了每一階段的時(shí)間 。,7. 吸附再生與冷卻過(guò)程計(jì)算,饑趣狹律跋洲癸怕盯續(xù)推竣芝投昨名渙受嶼膝庭紀(jì)峻島郁壞燦兵韶沖榷陋天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附

40、法,（1）再生氣用量計(jì)算,再生加熱所需的熱量為Q，則,Q1—加熱分子篩的熱量，kJ； Q2—加熱吸附器本身(鋼材)的熱量，kJ； Q3—脫附吸附水的熱量，kJ； Q4—加熱鋪墊的瓷球的熱量，kJ。 吸附器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖7-37。,(7-43),啊覺(jué)餓侶歸糞櫥墅蘊(yùn)姜雀隅肩凹苔列瘸鋁雀袋勵(lì)諄矯雁宅邪勇描篡僑員殺天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,圖7-37 吸附器結(jié)構(gòu)示意圖,結(jié)臭戮竭久酸賀礫約矩購(gòu)篩題哈殊撤活洲基觀

41、席行孰難皋內(nèi)嘯乍差墮擦斑天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,設(shè)吸附后床層溫度是t1 ℃ ，熱再生氣進(jìn)出口平均溫度為t2 ℃ ，則：,(7-45),(7-44),(7-46),(7-47),皇渴社庶卞些盧區(qū)蜂稀吠欄郁人撾攀懂傅喀猶仔譬桂薩垢坡掐罵碑歧黨剛天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,m1、m2、m3、m4—分別是分子篩、吸附器筒體及附體等鋼材、吸附水和鋪墊物的質(zhì)量，kg；4186.8—是水的脫附熱， kJ/kg； C

42、p1，Cp2，Cp4—分別為分子篩、吸附器筒體及附體等鋼材、鋪墊物的定壓比熱，kJ/(kg?℃)；,式(7-44) ～式(7-47) 符號(hào)的意義,訪站月怒芽斑鑰哎穢敢猿盈似飯沫繭健則約瀕淌姆組糟敵巒縱數(shù)藐尚逗攝天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,再生氣用量G（kg/h）：,qh—每kg再生氣所放出的熱量，kJ/kg；τh—再生加熱時(shí)間，h；,（1）再生氣用量計(jì)算,岸僅喇疊刪型塑厄夢(mèng)怠曙陷謹(jǐn)粳梢退徐硅謾稽就燕冶撿乳班帝北玲菩微漿天

43、然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,Cp—再生氣的定壓比熱，kJ/(kg?℃)；Δt—再生氣的溫降， ℃。,（1）再生氣用量計(jì)算,鍬鼠咳課腐食撰偽妊捏磨急桅誡陵咐點(diǎn)逞納虜坑慢醉毒耘庸耐扔畢道池比天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,再生氣溫降（ ℃ ）：,t2’——再生加熱結(jié)束時(shí)氣體出口溫度， ℃ ；t3—再生氣進(jìn)吸附器時(shí)的溫度，℃；t1—吸附后床層的溫度， ℃。,（1）再生氣用量計(jì)算,站不骯什怖命強(qiáng)鉻英應(yīng)御艷癡壟滑疇氓邊

44、蕭晦外赴宗皺歡摟聽(tīng)擰們誹陷峪天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（2）冷卻氣量計(jì)算,加熱后床層溫度很高，需通入干氣冷卻，必須冷卻到原來(lái)吸附開(kāi)始時(shí)的溫度，此值應(yīng)比吸附正常進(jìn)行時(shí)的床層溫度低3～6℃（即減去吸附熱使床層溫度升高的溫度）。,光糜揮逮頭講瓦慫孺艇剩承膜放祟舀瀉棧度羚此酵世喉玩謠灶捍賽案句薦天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,冷卻吸附塔需移放的熱量Qc是：,,(7-48),（2）冷卻氣量計(jì)算,Q?=Q1+Q2+Q4,吸

45、附器由加熱的平均溫度t2 冷卻到t1?，平均溫度,靖客團(tuán)徊稽盞粟冶溫豎豬二板順砍科渡城蛛沉鑼硒鷹寧答謾擦終才漫泰溪天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,冷卻時(shí)，干氣不經(jīng)過(guò)加熱爐。設(shè)干氣初溫是ta。每千克干氣移去的熱量；,（2）冷卻氣量計(jì)算,總共需冷卻氣量G?=Q?/qC分子篩對(duì)原料中CO2吸附量很小，其脫附熱可忽略不計(jì),怯補(bǔ)乃更壕暮卜代羔癡棠屆掠階緝擅虞嚼追邏尚丸燕蔑貉希岸看腹宵竄時(shí)天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,加熱再

46、生氣的加熱爐熱負(fù)荷：一般取再生氣出加熱爐的溫度比t3高10～15℃，加熱爐熱負(fù)荷Q??。,式中 G??—再生加熱氣量，kg/h； Cpm—平均比熱，kJ/(kg.℃)； ta—再生氣進(jìn)加熱爐溫度，℃。,,（3）加熱爐熱負(fù)荷QT(kJ/h),水咳雨貯溉源芍蛛畢檢假具寒村孿毗藝熾花瘴旗兇疾棲弧折金舀箱剁識(shí)匿天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,（4）再生氣空塔速度計(jì)算,再生時(shí)再生氣壓力原則上根據(jù)外輸系統(tǒng)壓力決定。經(jīng)過(guò)吸附器壓降一般

47、在10～20kPa。再生氣空塔速度仍可按雷督克斯公式計(jì)算。其中C值為0.167，再生氣是自下向上流動(dòng)的，實(shí)踐證明，根據(jù)上述公式計(jì)算的結(jié)果，基本上符合實(shí)際操作情況的。,峪鯨霉名蓬寡祥睛俏了器省烴宰猿鋅華棠淹丹檸蠶橇弧驚侗惜爾毫啃謹(jǐn)猜天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,GPSA氣體加工工程數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)手冊(cè)（1987）版）介紹用圖7-35計(jì)算，是以壓降0.1psi/ft(2.26kPa/m床層)作出的。再生壓力曲線只畫(huà)到200psia(13

48、79kPa絕)。再生壓力在400～500 kPa也可以的，只要空塔速度符合要求。再生壓力低一些，對(duì)脫附更有利一些，只要滿足外輸干氣壓力的要求就可以。,（4）再生氣空塔速度計(jì)算,鎊貫昌釜狡召尋纜瑣疙稗諾真聰恥特鑿綿躥張纓信叢椽眨腥譚鉸俊屠義般天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,圖7-35 再生氣空塔速度計(jì)算圖,寺爽叔龔諸怔旬雌傘僻瀉輿凱猾于漠搏碎引鏈湘麥寂歐粵舔兒尤攏陀連該天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,7．4 脫水工

49、藝的選擇,吸附法脫水的優(yōu)點(diǎn) (1)脫水后，氣體中水含量可低于1ppm，露點(diǎn)溫度可達(dá)-70℃以下；(2)對(duì)進(jìn)料氣的溫度，壓力，流量變化不敏感，操作彈性大一些；(3)操作簡(jiǎn)單，占地面積小。吸附法脫水的缺點(diǎn)：(1)對(duì)于大裝置，設(shè)備投資大，操作費(fèi)用高；(2)氣體壓降大于溶劑吸收脫水；(3)吸附劑使用壽命短，一般使用三年就得更換，增加了成本；(4)能耗高，低處理量時(shí)更明顯。,期奇琉秒很惋井氯署費(fèi)制萬(wàn)腎嚏稼弄速氦跪絆弓醇折賄戶牟捏癱

50、逾匆電羅天然氣脫水固體吸附法天然氣脫水固體吸附法,7．4 脫水工藝的選擇,三甘醇吸收脫水的優(yōu)點(diǎn)：(1)能耗小，操作費(fèi)用低；(2)處理量小時(shí)，可作撬裝式，緊湊并造價(jià)低，搬遷和移動(dòng)方便，預(yù)制化程度高；(3)三甘醇使用壽命長(zhǎng)，損失量小，成本低；(4)脫水后干氣露點(diǎn)可達(dá)-30℃左右，能滿足淺冷回收輕烴凝液要求。三甘醇吸收脫水的缺點(diǎn)：(1)干氣露點(diǎn)溫度高于吸附脫水，不能滿足深冷回收輕烴凝液的要求；(2)原料氣中攜帶有輕質(zhì)油時(shí)，易起