天然气脱水(固体吸附法)

17.3 固体吸附法脱水固体吸附法脱水吸附脱水原理和工艺过程；吸附脱水原理和工艺过程；常用固体吸附剂的性质；常用固体吸附剂的性质；吸附脱水工艺流程及主要参数；吸附脱水工艺流程及主要参数；吸附脱水工艺计算。吸附脱水工艺计算。2一、吸附脱水原理和工艺过程一、吸附脱水原理和工艺过程 吸吸附附是是用用多多孔孔性性的的固固体体吸吸附附剂剂处处理理气气体体混混合合物物，使使其其中中一一种种或或多多种种组组分分吸吸附附于于固固体体表表面面上上，其其他他的的不不吸吸附附，从从而而达达到到分分离操作。离操作。1.基本原理基本原理3 水水 是是 一一 种种 强强 极极 性性 分分 子子，分分 子子 直直 径径（2.76 3.2）很很小小。不不同同的的多多孔孔性性固固体体的的孔孔径径是是不不同同的的，孔孔径径大大于于3.2 的的，都都可可以以吸吸附附水水。吸吸附附能能力力的的大大小小与与多多种种因因素素有关，主要是固体的表面力。有关，主要是固体的表面力。1.基本原理基本原理42.吸附类型吸附类型 根根据据表表面面力力的的性性质质可可将将吸吸附附分分为两大类型：为两大类型：n物理吸附物理吸附 n化学吸附化学吸附 5（1）物理吸附）物理吸附物理吸附是指流体中被吸附的分子与吸物理吸附是指流体中被吸附的分子与吸附剂表面分子间为分子间吸引力附剂表面分子间为分子间吸引力范德华范德华力所造成，其吸附速度快，吸附过程类似力所造成，其吸附速度快，吸附过程类似于气体凝聚过程。于气体凝聚过程。6物理吸附当气体压力降低或系统温度升高时，物理吸附当气体压力降低或系统温度升高时，被吸附的气体可以容易地从固体表面逸出，而不被吸附的气体可以容易地从固体表面逸出，而不改变气体原来的性质，这种现象称为脱附。改变气体原来的性质，这种现象称为脱附。吸附和脱附为可逆过程，工业上利用这种可吸附和脱附为可逆过程，工业上利用这种可逆性，借以改变操作条件，使吸附的物质脱附，逆性，借以改变操作条件，使吸附的物质脱附，达到使吸附剂再生、回收或分离吸附质的目的。达到使吸附剂再生、回收或分离吸附质的目的。（1）物理吸附）物理吸附7 化化学学吸吸附附类类似似于于化化学学反反应应。吸吸附附时时，吸吸附附剂剂表表面面的的未未饱饱和和化化学学键键与与吸吸附附质质之之间间发发生生电电子子的的转转移移及及重重新新分分布布，在在吸吸附附剂剂的的表表面面形形成成一一个个单单分分子子层层的的表表面面化化合合物物。吸吸附中将放生的吸附热。附中将放生的吸附热。（2）化学吸附）化学吸附8 化化学学吸吸附附具具有有选选择择性性，它它仅仅发发生生在在吸吸附附剂剂表表面面，且且吸吸附附速速度度较较慢慢，是是不不可可逆逆的的过过程程。要要很很高高的的温温度度才才能能把把吸吸附附分分子子释释放放出出来来，并并且且释释放放出出来来的的气气体体常常已已发发生生化化学学变变化化，不不复复呈呈原原有有的的性性质质。为为了了提提高高化化学学吸附的速度，常常采用升高温度的办法。吸附的速度，常常采用升高温度的办法。（2）化学吸附）化学吸附9脱水吸附操作方式脱水吸附操作方式在天然气脱水装置大多是采用半连在天然气脱水装置大多是采用半连续操作，即固定床吸附续操作，即固定床吸附。104.吸附的传质过程吸附的传质过程图图7-27 吸附转效曲线吸附转效曲线115.再生方法再生方法 对对固固定定床床气气固固吸吸附附而而言言，主主要要有有三三种再生方法：种再生方法：（1）温度转换再生法：）温度转换再生法：加热再生完全后，吸附剂需要冷却。加热再生完全后，吸附剂需要冷却。12温度转换再生法示意图温度转换再生法示意图13（2）压力转换再生法：）压力转换再生法：（3）冲冲洗洗解解吸吸再再生生法法：其其原原理理是是用用某某种种合合适适的的气气体体冲冲洗洗吸吸附附剂剂床床层层，达达到到解解吸吸而而再再生生的的目目的的，升升高高温温度度或或降降低低压压力力均均有有利于冲洗解吸。利于冲洗解吸。5.再生方法再生方法14二、常用固体吸附剂的性质二、常用固体吸附剂的性质 宏大的比表面积；宏大的比表面积；传热速度快；传热速度快；很强的选择性很强的选择性；能简便和经济地再生；能简便和经济地再生；较高的机械强度和稳定的化学性质。较高的机械强度和稳定的化学性质。1.工业吸附剂应具备的性能工业吸附剂应具备的性能152.常用的吸附剂常用的吸附剂 目前工业上常用的吸附剂有目前工业上常用的吸附剂有活性氧化铝、活性氧化铝、硅胶、分子筛和活性炭硅胶、分子筛和活性炭等。其中除活性炭等。其中除活性炭外，都可以应用于天然气脱水。外，都可以应用于天然气脱水。164.常用吸收剂的性质常用吸收剂的性质 在天然气脱水中常用的吸附剂有三种：在天然气脱水中常用的吸附剂有三种：n 活性氧化铝；活性氧化铝；n 硅胶；硅胶；n 分子筛。分子筛。其主要物性如表其主要物性如表7-4所示。所示。17表表7-4 常用吸附剂的物性常用吸附剂的物性18（1）活性氧化铝）活性氧化铝活活性性氧氧化化铝铝是是一一种种多多孔孔、吸吸附附能能力力较较强强的的吸吸附附剂剂。对对气气体体、蒸蒸气气和和某某些些液液体体中中的的水水分分有有良良好好的的吸吸附附能能力力，再再生生温温度度175315。国国外外天天然然气气脱脱水水常常用用的的活活性性Al2O3有有F-1型型粒粒状状、H-151型型球球状状和和KA-201型型球球状三种，其化学组成如表状三种，其化学组成如表5-3-2所示。所示。19表表7-5 典型活性氧化铝组成典型活性氧化铝组成20活性氧化铝吸附剂的特点活性氧化铝吸附剂的特点经活性氧化铝吸附脱水后，油田气的露经活性氧化铝吸附脱水后，油田气的露点最高点可达点最高点可达-73；但再生时消耗热量多，选择性差，易吸但再生时消耗热量多，选择性差，易吸附重烃，呈碱性，不宜处理含酸性气体附重烃，呈碱性，不宜处理含酸性气体较多的天然气。较多的天然气。21(2)硅硅 胶胶 硅胶是粉状或颗粒状物质，粒子外观呈硅胶是粉状或颗粒状物质，粒子外观呈透明或乳白色固体。分子式为透明或乳白色固体。分子式为mSiO2 nH2O，它是用硅酸钠与硫酸反应生成水凝它是用硅酸钠与硫酸反应生成水凝胶，然后洗去硫酸钠，将水凝胶干燥制成。胶，然后洗去硫酸钠，将水凝胶干燥制成。其典型组成如表其典型组成如表7-6所示。所示。22表表7-6 典型硅胶的组成典型硅胶的组成23 硅硅胶胶吸吸湿湿量量可可达达到到40%左左右右。按按孔孔隙隙大大小小，分分成成细细孔孔和和粗粗孔孔两两种种。粗粗孔孔硅硅脱脱的的比比表表面面积积（35）102m2/g，细细孔孔硅硅胶胶约约为为（67）102m2/g。天然气脱水用的是细孔硅胶，平均孔径天然气脱水用的是细孔硅胶，平均孔径2030。硅胶吸附水蒸气的性能特别好，且具有较高硅胶吸附水蒸气的性能特别好，且具有较高的化学和热力稳定性。但硅胶与液态水接触很易的化学和热力稳定性。但硅胶与液态水接触很易炸裂，产生粉尘，增加压降，降低有效湿容量。炸裂，产生粉尘，增加压降，降低有效湿容量。(2)硅硅 胶胶24（3）分子筛）分子筛 分分子子筛筛是是具具有有骨骨架架结结构构的的碱碱金金属属的的硅硅铝铝酸酸盐盐晶晶体体。是是的的一一种种高高效效、高高选选择择性性的的固体吸附剂。其分子式如下：固体吸附剂。其分子式如下：M2/nO Al2O3 xSiO2 yH2O M某某些些碱碱金金属属或或碱碱土土金金属属离离子子，如如Li、Na、Mg、Ca等等；nM的的价价数数；xSiO2的分子数；的分子数；y水的分子数。水的分子数。25分子筛通常分为分子筛通常分为X型和型和A型两类。它们型两类。它们的吸附机理是相同的，区别在于晶体结构的吸附机理是相同的，区别在于晶体结构的内部特征。的内部特征。A型分子筛具有与沸石构造型分子筛具有与沸石构造类似的结构物质，所有吸附均发生在晶体类似的结构物质，所有吸附均发生在晶体内部孔腔内。内部孔腔内。（3）分子筛）分子筛26 X型型分分子子筛筛能能吸吸附附所所有有能能被被A型型分分子子筛筛吸吸附附的的分分子子，并并且且具具有有稍稍高高的的容容量量。13X型型分分子子筛筛中中吸吸附附象象芳芳香香烃烃这这样样的的大大分分子。子。（3）分子筛）分子筛27表表7-7 常用分子筛的性能表常用分子筛的性能表28具有选择性。具有选择性。具有深度脱水特性。露点降大。具有深度脱水特性。露点降大。对极性分子具有很强的吸附性。对极性分子具有很强的吸附性。在较高的温度下仍然具有较强的吸附性。在较高的温度下仍然具有较强的吸附性。分子筛的主要特点分子筛的主要特点2930315.吸附剂的选用吸附剂的选用吸附法脱水时，应根据工艺要求作技术吸附法脱水时，应根据工艺要求作技术经济比较，选择合适的吸附剂；经济比较，选择合适的吸附剂；分子筛脱水宜用于要求深度脱水的场合分子筛脱水宜用于要求深度脱水的场合（1ppm以下），分子筛宜采用以下），分子筛宜采用4A型或型或5A型。型。32当天然气露点要求不很低时，可采用氧当天然气露点要求不很低时，可采用氧化铝或硅胶脱水。氧化铝不宜处理酸性化铝或硅胶脱水。氧化铝不宜处理酸性天然气。天然气。低压气脱水，宜用硅胶（或氧化铝）与低压气脱水，宜用硅胶（或氧化铝）与分子筛双层联合脱水。分子筛双层联合脱水。5.吸附剂的选用吸附剂的选用33三、吸附脱水流程及主要参数三、吸附脱水流程及主要参数 目目前前用用于于天天然然气气的的吸吸附附脱脱水水装装置置多多为为固固定定床床吸吸附附塔塔。为为保保证证装装置置连连续续操操作作，至至少少需需要要两两个个吸吸附附塔塔。工工业业上上经经常常采采用用双双塔塔流程（图流程（图7-31）和三塔流程（图）和三塔流程（图7-32）。）。1.吸附法脱水流程吸附法脱水流程341在吸附的干燥器；在吸附的干燥器；2在再生在再生(包括热吹和冷吹包括热吹和冷吹)的干燥的干燥器；器；3程序切换阀；程序切换阀；I含水天然气；含水天然气；II脱水后天然气；脱水后天然气；III热热(冷冷)吹气入口；吹气入口；IV热热(冷冷)吹气出口吹气出口图图7-31 两台吸附器的运行图两台吸附器的运行图351在吸附的吸附器；在吸附的吸附器；2在热吹的吸附器；在热吹的吸附器；3在冷吹的在冷吹的吸附器；吸附器；4程序切换阀；程序切换阀；I含水天然气入口；含水天然气入口；II脱水脱水后天然气出口；后天然气出口；III热吹气入口；热吹气入口；IV热吹气出口；热吹气出口；V冷吹气入口；冷吹气入口；VI冷吹气出口冷吹气出口图图7-32 三台吸附器时的运行图三台吸附器时的运行图36图图7-33 吸附脱水的原理流程图吸附脱水的原理流程图372.吸附法脱水工艺参数吸附法脱水工艺参数 吸吸附附法法脱脱水水工工艺艺主主要要由由吸吸附附操操作作和和再再生生操操作作组组成成，其其操操作作参参数数应应按按照照原原料料组组成成、气气体体露露点点要要求求、吸吸附附工工艺艺特特点点等等予予以以综综合合比较确定。比较确定。38（1）吸附操作温度）吸附操作温度为为了了使使吸吸附附剂剂能能保保持持较较高高的的湿湿容容量量，除除分分子子筛筛外外，其其它它各各种种吸吸附附剂剂操操作作温温度度不不宜宜超超过过38，最最高高不不能能超超过过50，否否则则应应考考虑虑使使用用分分子子筛筛作作吸吸附附剂剂。进进床床层层的的原原料料气气温度不宜过高，最高不超过温度不宜过高，最高不超过50 。39（2）吸附操作压力）吸附操作压力 压压力力对对吸吸附附剂剂湿湿容容量量影影响响甚甚微微，因因此此，吸吸附附操操作作压压力力可可由由工工艺艺系系统统压压力力决决定定，但但在在操操作作过过程程中中应应注注意意压压力力平平稳稳，避避免免波波动动。若若吸吸附附塔塔放放空空过过急急，床床层层截截面面局局部部气气速速过过高高，会会引引起起床床层层移移动动和和摩摩擦擦，甚甚至至吸吸附附剂剂颗粒会被气流夹带出塔。颗粒会被气流夹带出塔。40（3）吸附操作周期）吸附操作周期 吸吸附附周周期期应应根根据据气气中中含含水水量量、空空塔塔流流速速、床床层层高高径径比比（不不应应小小于于1.6）、再再生生能能耗耗、吸吸附附剂剂寿寿命命作作技技术术经经济济比比较较，一一般般为为8h24h。41 确确定定吸吸附附脱脱水水操操作作周周期期应应考考虑虑保保证证吸吸附附塔塔有有足足够够的的再再生生和和冷冷却却时时间间。对对操操作作周周期为期为8小时的双塔流程：小时的双塔流程：加热时间：加热时间：4.5小时；小时；冷却时间为冷却时间为3小时；小时；备用和切换时间：备用和切换时间：0.5小时。小时。（3）吸附操作周期）吸附操作周期42（4）再生气源和流量）再生气源和流量再生气和冷吹气宜用净化后的干天然气。再生气和冷吹气宜用净化后的干天然气。两者都应回收。两者都应回收。大大约约为为总总原原料料湿湿气气体体的的5%15%，由由具具体体操操作作条条件件而而定定。再再生生气气体体流流量量应应足足以以保保证证在在规规定定时时间间内内将将再再生生吸吸附附提提高高到到规规定的温度。定的温度。43（5）再生温度和冷却）再生温度和冷却再生气的入口温度应根据吸附剂类型和脱水深度再生气的入口温度应根据吸附剂类型和脱水深度确定：确定：分子筛入口温度为分子筛入口温度为232315；硅胶硅胶入口温度：入口温度：234245；氧化铝入口温度介于硅胶与分子筛之间而接近于氧化铝入口温度介于硅胶与分子筛之间而接近于分子筛。分子筛。对两塔流程冷却床层的气体一般与再生气流量相对两塔流程冷却床层的气体一般与再生气流量相同，同，冷却气出口温度宜在冷却气出口温度宜在50 以下。以下。44（6）吸附剂的湿容量）吸附剂的湿容量 静静态态吸吸附附湿湿容容量量在在指指定定温温度度和和湿湿度度条条件下的测量，动态吸附容量参考下列数据：件下的测量，动态吸附容量参考下列数据：氧化铝：氧化铝：47kgH2O/100kg(吸附剂吸附剂)硅胶：硅胶：79kgH2O/100kg(吸附剂吸附剂)分子筛：分子筛：912kgH2O/100kg(吸附剂吸附剂)45四、吸附脱水工艺计算四、吸附脱水工艺计算 对于吸附脱水工艺计算主要是确定：吸对于吸附脱水工艺计算主要是确定：吸附器直径、吸附剂用量和吸附床层高度、附器直径、吸附剂用量和吸附床层高度、吸附剂的湿容量、吸附操作周期、床层压吸附剂的湿容量、吸附操作周期、床层压降、再生负荷和再生气用量等。降、再生负荷和再生气用量等。461.吸附器直径吸附器直径D 吸吸附附器器直直径径取取决决于于适适宜宜的的空空塔塔流流速速，适适宜宜的的高高径径比比。实实践践证证明明，采采用用雷雷督督克克斯斯的的半半经经验验公公式式计计算算出出空空塔塔流流速速的的值值，然然后后用用转转效效点点核核算算是是可可行行的的。此此半半经经验验公公式式如如下：下：47 G允许气体空塔质量流速，允许气体空塔质量流速，kg/（m2s）；g操作条件下气体密度，操作条件下气体密度，kg/m3；b吸附剂的堆积密度，吸附剂的堆积密度，kg/m3；。；。dp 平均颗粒直径，平均颗粒直径，m；C常常数数，气气体体自自上上而而下下流流动动C=0.250.32，气气体自下而上流动体自下而上流动C=0.167。(7-38)1.吸附器直径吸附器直径D48Qm气体质量流量，气体质量流量，kg/h。1.吸附器直径吸附器直径D49GPSA推荐方法推荐方法 GPSA工工程程数数据据手手册册(1987版版)推推荐荐基基于于压压降降为为0.33psi/ft（7.53kPa/m）时时用用图图7-34计算分子筛允许空塔气速计算分子筛允许空塔气速Vg(m/h)。Qv气体体积流量，气体体积流量，m3/h。50图图7-34 分子筛吸附器允许空塔流速分子筛吸附器允许空塔流速512.吸附剂用量和床层高度吸附剂用量和床层高度 在在知知道道吸吸附附剂剂有有效效湿湿容容量量后后，下下式式计计算算吸附剂用量吸附剂用量VD(m3)。G1吸附剂脱出的水量，吸附剂脱出的水量，kg/h；x吸附剂的有效湿容量，吸附剂的有效湿容量，kg水水/100kg吸附剂；吸附剂；吸附操作周期，吸附操作周期，h。52吸附床层高度吸附床层高度hT(m)F床层的横截面积。床层的横截面积。(5-3-11)533.传质区长度传质区长度hz(m)A吸吸附附剂剂系系数数，对对于于硅硅胶胶A=1，活活性性氧氧化化铝铝A=0.8，分子筛分子筛A=0.6；q吸附床层水负荷，吸附床层水负荷，kg/(hm2)；Vg 空塔气速，空塔气速，m/min；进口天然气相对湿度，进口天然气相对湿度，%。(7-39)54吸附床层水负荷吸附床层水负荷qkg/(hm2)：3.传质区长度传质区长度hz(m)55GPSA气体加工工程数据手册（气体加工工程数据手册（1987版）版）介绍一种吸附传质区长度介绍一种吸附传质区长度hz(m)的计算方法：的计算方法：Vg一空塔气速，一空塔气速，m/min；Z=3.4（对对3.2mm直径的分子筛）；直径的分子筛）；Z=1.7（对对1.6mm直径的分子筛）。直径的分子筛）。(7-40)3.传质区长度传质区长度hz(m)564.吸附剂的有效吸附容量吸附剂的有效吸附容量x吸附剂的有效吸附容量，吸附剂的有效吸附容量，kg水水/100kg吸附剂；吸附剂；xs吸附剂的动态平衡湿容量，吸附剂的动态平衡湿容量，kg水水/100kg吸附剂；吸附剂；hz 吸附传质区的长度，吸附传质区的长度，m；hT床层进口端距吸附传质段前沿的长度，床层进口端距吸附传质段前沿的长度，m。57当吸附操作在转效点结束时，未用吸附当吸附操作在转效点结束时，未用吸附段床层高度为零，此时段床层高度为零，此时hT即为床层总高度，即为床层总高度，而而x为吸附剂转效点的湿容量。常数为吸附剂转效点的湿容量。常数0.45是是一个均值，它是吸附段长度的函数，其变一个均值，它是吸附段长度的函数，其变化范围仅为化范围仅为0.400.52。如果如果xxs，则则hT才能满足要求。才能满足要求。4.吸附剂的有效吸附容量吸附剂的有效吸附容量585.气体压降气体压降P(kPa)GPSA气体加工工程数据手册（气体加工工程数据手册（1987版）版）推荐按修正的埃尔根（推荐按修正的埃尔根（Ergun）公式计算公式计算：气气体体粘粘度度，mPas；g气气体体密密度度，kg/m3；Vg气气体体空空塔塔流流速速，mt/min；B、C常常数数，其其值由表值由表5-3-5给出。给出。(7-42)59B和和C的值的值分子筛分子筛BC3.2mm直径球形直径球形4.1550.001353.2mm圆柱条形圆柱条形5.3570.001881.6mm直径球形直径球形11.2780.002071.6mm圆柱条形圆柱条形17.6600.0031960吸附塔压降限制吸附塔压降限制吸附时气体通过床层的压降宜小于吸附时气体通过床层的压降宜小于0.035MPa，不宜高于不宜高于0.055MPa，否则应重否则应重新调整空塔气速。新调整空塔气速。616.转效时间转效时间B（h）验证转效时间验证转效时间B与确定的吸附周期与确定的吸附周期是否是否一致。一致。(7-41)62吸附塔计算步骤吸附塔计算步骤计算吸附水量，选取吸附有效湿容量；计算吸附水量，选取吸附有效湿容量；计算床层直径计算床层直径 D，圆整并确定外径；圆整并确定外径；计算吸附用量和床层总高度计算吸附用量和床层总高度；计计算算压压降降，若若P55kPa，则则调调整整D，重重复计算；复计算；校校核核吸吸附附周周期期，若若不不符符，则则从从开开始始重重新新计算。计算。637.吸附再生与冷却过程计算吸附再生与冷却过程计算 一一般般吸吸附附剂剂的的再再生生温温度度为为175260。用用分分子子筛筛时时，再再生生温温度度可可高高至至260370。脱脱水水后后干干气气露露点点可可降降至至-100。再再生生操操作作压压力力通通常常与与吸吸附附操操作作压压力力相相同同，偶偶而而采采用用较较低低压压力力再再生生以以提提高高被被吸吸附附分分子子的的脱脱附附能能力。再生过程的温度变化曲线。力。再生过程的温度变化曲线。64再生过程的温度变化曲线再生过程的温度变化曲线65 吸附剂的再生过程可划分为吸附剂的再生过程可划分为A、B、C、D四四个阶段，在个阶段，在A阶段，烃类全部被脱附，水的脱附阶段，烃类全部被脱附，水的脱附集中在阶段集中在阶段B，阶段阶段C主要清除重烃等不易脱附主要清除重烃等不易脱附的物质，增加再生后吸附剂的湿容量，阶段的物质，增加再生后吸附剂的湿容量，阶段D则则冷却床层至吸附温度。冷却床层至吸附温度。T2110，T3127，TB116，T4175260。再生气体温度和流再生气体温度和流量控制了每一阶段的时间量控制了每一阶段的时间。7.吸附再生与冷却过程计算吸附再生与冷却过程计算66（1）再生气用量计算）再生气用量计算 再生加热所需的热量为再生加热所需的热量为Q，则则 Q1加热分子筛的热量，加热分子筛的热量，kJ；Q2加热吸附器本身加热吸附器本身(钢材钢材)的热量，的热量，kJ；Q3脱附吸附水的热量，脱附吸附水的热量，kJ；Q4加热铺垫的瓷球的热量，加热铺垫的瓷球的热量，kJ。吸附器的结构示意图如图吸附器的结构示意图如图7-37。(7-43)67图图7-37 吸附器结构示意图吸附器结构示意图68 设设吸吸附附后后床床层层温温度度是是t1 ，热热再再生生气气进出口平均温度为进出口平均温度为t2 ，则：则：(7-45)(7-44)(7-46)(7-47)69m1、m2、m3、m4分别是分子筛、吸附器筒体分别是分子筛、吸附器筒体及附体等钢材、吸附水和铺垫物的质量，及附体等钢材、吸附水和铺垫物的质量，kg；4186.8是水的脱附热，是水的脱附热，kJ/kg；Cp1，Cp2，Cp4分别为分子筛、吸附器筒体及附分别为分子筛、吸附器筒体及附体等钢材、铺垫物的定压比热，体等钢材、铺垫物的定压比热，kJ/(kg)；式式(7-44)式式(7-47)符号的意义符号的意义70再生气用量再生气用量G（kg/h）：）：qh每每kg再生气所放出的热量，再生气所放出的热量，kJ/kg；h再生加热时间，再生加热时间，h；（1）再生气用量计算）再生气用量计算71Cp再生气的定压比热，再生气的定压比热，kJ/(kg)；t再生气的温降，再生气的温降，。（1）再生气用量计算）再生气用量计算72 再生气温降（再生气温降（）：）：t2再生加热结束时气体出口温度，再生加热结束时气体出口温度，；t3再生气进吸附器时的温度，再生气进吸附器时的温度，；t1吸附后床层的温度，吸附后床层的温度，。（1）再生气用量计算）再生气用量计算73（2）冷却气量计算）冷却气量计算 加加热热后后床床层层温温度度很很高高，需需通通入入干干气气冷冷却却，必必须须冷冷却却到到原原来来吸吸附附开开始始时时的的温温度度，此此值值应应比比吸吸附附正正常常进进行行时时的的床床层层温温度度低低36（即即减减去去吸吸附附热热使使床床层层温温度度升升高高的的温温度度）。74冷却吸附塔需移放的热量冷却吸附塔需移放的热量Qc是：是：(7-48)（2）冷却气量计算）冷却气量计算Q=Q1+Q2+Q4 吸附器由加热的平均温度吸附器由加热的平均温度t2 冷却到冷却到t1，平均平均温度温度 75冷冷却却时时，干干气气不不经经过过加加热热炉炉。设设干干气气初初温是温是ta。每千克干气移去的热量；每千克干气移去的热量；（2）冷却气量计算）冷却气量计算总共需冷却气量总共需冷却气量G=Q/qC分子筛对原料中分子筛对原料中CO2吸附量很小，其脱附热吸附量很小，其脱附热可忽略不计可忽略不计 76加热再生气的加热炉热负荷：加热再生气的加热炉热负荷：一般取再生气出加热炉的温度比一般取再生气出加热炉的温度比t3高高1015，加热炉热负荷，加热炉热负荷Q。式中式中 G 再生加热气量，再生加热气量，kg/h；Cpm平均比热，平均比热，kJ/(kg.)；ta再生气进加热炉温度，再生气进加热炉温度，。（3）加热炉热负荷）加热炉热负荷QT(kJ/h)77（4）再生气空塔速度计算）再生气空塔速度计算 再再生生时时再再生生气气压压力力原原则则上上根根据据外外输输系系统统压压力力决决定定。经经过过吸吸附附器器压压降降一一般般在在1020kPa。再再生生气气空空塔塔速速度度仍仍可可按按雷雷督督克克斯斯公公式式计计算算。其其中中C值值为为0.167，再再生生气气是是自自下下向向上上流流动动的的，实实践践证证明明，根根据据上上述述公公式式计计算算的的结结果果，基基本本上上符符合合实实际际操作情况的。操作情况的。78GPSA气气体体加加工工工工程程数数据据设设计计手手册册（1987）版版）介介绍绍用用图图7-35计计算算，是是以以压压降降0.1psi/ft(2.26kPa/m床床 层层)作作 出出 的的。再再 生生 压压 力力 曲曲 线线 只只 画画 到到200psia(1379kPa绝绝)。再再生生压压力力在在400500 kPa也也可可以以的的，只只要要空空塔塔速速度度符符合合要要求求。再再生生压压力力低低一一些些，对对脱脱附附更更有有利利一一些些，只只要要满满足足外外输输干干气气压压力的要求就可以。力的要求就可以。（4）再生气空塔速度计算）再生气空塔速度计算79图图7-35 再生气空塔速度计算图再生气空塔速度计算图8074 脱水工艺的选择脱水工艺的选择 吸附法脱水的优点吸附法脱水的优点(1)脱水后，气体中水含量可低于脱水后，气体中水含量可低于1ppm，露点温度可露点温度可达达-70以下；以下；(2)对进料气的温度，压力，流量变化不敏感，操作弹对进料气的温度，压力，流量变化不敏感，操作弹性大一些；性大一些；(3)操作简单，占地面积小。操作简单，占地面积小。吸附法脱水的缺点：吸附法脱水的缺点：(1)对于大装置，设备投资大，操作费用高；对于大装置，设备投资大，操作费用高；(2)气体压降大于溶剂吸收脱水；气体压降大于溶剂吸收脱水；(3)吸附剂使用寿命短，一般使用三年就得更换，增加吸附剂使用寿命短，一般使用三年就得更换，增加了成本；了成本；(4)能耗高，低处理量时更明显。能耗高，低处理量时更明显。8174 脱水工艺的选择脱水工艺的选择三甘醇吸收脱水的优点：三甘醇吸收脱水的优点：(1)能耗小，操作费用低；能耗小，操作费用低；(2)处理量小时，可作撬装式，紧凑并造价低，搬迁和处理量小时，可作撬装式，紧凑并造价低，搬迁和移动方便，预制化程度高；移动方便，预制化程度高；(3)三甘醇使用寿命长，损失量小，成本低；三甘醇使用寿命长，损失量小，成本低；(4)脱水后干气露点可达脱水后干气露点可达-30左右，能满足浅冷回收左右，能满足浅冷回收轻烃凝液要求。轻烃凝液要求。三甘醇吸收脱水的缺点：三甘醇吸收脱水的缺点：(1)干气露点温度高于吸附脱水，不能满足深冷回收轻干气露点温度高于吸附脱水，不能满足深冷回收轻烃凝液的要求；烃凝液的要求；(2)原料气中携带有轻质油时，易起泡，破坏吸收；原料气中携带有轻质油时，易起泡，破坏吸收；(3)吸收塔的结构要求严格，最好用泡帽塔。吸收塔的结构要求严格，最好用泡帽塔。8274 脱水工艺的选择脱水工艺的选择由此可见，选择脱水工艺时应根据由此可见，选择脱水工艺时应根据脱水脱水目的，要求，处理规模等进行技术经济目的，要求，处理规模等进行技术经济比较，比较，有时也有采用先用甘醇吸收脱水，有时也有采用先用甘醇吸收脱水，再用分子筛吸附脱水的联合方法的。再用分子筛吸附脱水的联合方法的。