天然气脱烃脱水工艺
天然气脱烃脱水工艺是为去除天然气中液态烃和水分,满足管输、加工或销售指标的核心技术,主要分为脱水工艺和脱烃工艺两大类,常联合使用。
一、脱水工艺(核心:降低水露点,防止结冰/形成水合物)
目标是将天然气水含量降至规定值(通常≤100 mg/m³),避免管道堵塞或设备腐蚀。
1. 吸附法脱水
原理:利用固体吸附剂(如分子筛、硅胶、氧化铝)的多孔结构吸附水分。
特点:脱水深度高(水露点可降至-60℃以下),适用于高压、深冷工况,是目前主流工艺之一。
应用:长输管道天然气、LNG原料气脱水。
2. 吸收法脱水
原理:采用液态吸收剂(如甘醇类,常用三甘醇TEG)与天然气逆流接触,溶解其中的水分。
特点:设备简单、操作成本低,脱水深度中等(水露点通常降至-20~-40℃),适合中低压天然气处理。
应用:油气田伴生气、集输站天然气脱水。
3. 低温法脱水
原理:通过制冷(如节流膨胀、冷剂制冷)将天然气降温至水露点以下,使水分凝结析出。
特点:常与脱烃工艺结合(如低温分离),无需吸附剂/吸收剂再生,适用于高含湿天然气。
二、脱烃工艺(核心:降低烃露点,去除C3+重烃)
目标是脱除天然气中C3及以上的重烃(如丙烷、丁烷),避免低温下形成液态烃堵塞管道,同时可回收液化石油气(LPG)或轻油。
1. 低温分离法
原理:将天然气降温至烃露点以下(通常-10~-40℃),使重烃凝结为液体,再通过分离器分离。
特点:可同时实现脱水+脱烃,流程紧凑,是目前应用最广泛的工艺(如膨胀机制冷、冷剂制冷)。
2. 吸收法脱烃
原理:用吸收油(如轻柴油、石脑油)与天然气接触,溶解其中的重烃,再通过蒸馏回收吸收油和重烃。
特点:适用于重烃含量较高的天然气(如油气田伴生气),但吸收油再生能耗较高。
3. 吸附法脱烃
原理:用活性炭、分子筛等吸附剂选择性吸附重烃,吸附饱和后通过加热/降压再生。
特点:脱烃精度高(烃露点可降至-50℃以下),但处理量较小,适用于小规模或高精度需求场景。
三、典型联合工艺(实际应用主流)
工业中常将脱水与脱烃结合,确保天然气同时满足水露点和烃露点要求,典型流程为:
原料天然气 → 预处理(过滤杂质)→ 吸收法脱水(TEG)/吸附法脱水(分子筛)→ 低温分离脱烃(膨胀机)→ 合格天然气外输
该流程可高效去除水分和重烃,同时回收LPG等副产品,经济性和实用性较强。