吸附脫水

在天然氣加工中，脫水、脫硫過程都可應用吸附操作。特別是吸附法脫水由於其具有高的脫水深度、裝置簡單、佔地面積小等優點，在天然氣深度脫水、深冷液化和海上平台等方面居於不可動搖的地位。

吸附定義

根據吸附劑表面與被吸附物質之間的作用力的不同，吸附可分為物理吸附和化學吸附。

物理吸附是指流體中被吸附的流體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，吸附過程類似於氣體凝聚過程。這類吸附，當氣體壓力降低或系統溫度升高時，被吸附的吸附質可以容易地從固體表面脫附下來，而不改變氣體原來的性狀。吸附和脫附為可逆過程，工業上利用這種可逆性，藉以改變操作條件，使吸附的物質脫附，達到使吸附劑再生、回收或分離吸附質的目的。

吸附劑的性能對吸附操作極為重要，工業用吸附劑應滿足如下要求：

①有高度選擇性：吸附劑對流體混合物中的不同組分應具有較強選擇性吸附作用，例如10X分子篩吸附水和硫化氫的能力遠遠大於吸附乙烯、丙烯和丙烷的能力，當裂解氣與l0X分子篩接觸時，吸附的只是水和硫化氫，使裂解氣得以脫水和脫硫。不同的吸附劑由於其結構、吸附機理的差異對吸附質選擇性有顯著的區別。

②有較大的內表面：吸附劑的吸附作用主要發生在與流體相通的固體孔隙的內表面上，內表面積越大，吸附量就越多，比表面積（單位體積或質量吸附劑所具有的表面積）也大。

③有高的吸附活性：吸附活性即吸附容量。吸附活性以單位體積（或質量）吸附劑所能吸附的物質量的多少來衡量。

④有一定的機械強度和物理特性：以免在裝卸及使用過程中磨損與壓碎，顆粒的幾何形狀、粒度等要合適，避免因流體的流速分佈不均勻造成短路、返混等現象，或床層阻力降太大。

⑤有良好的化學惰性、熱穩定性以及價廉易得等。

常用的吸附劑

天然氣工業中常用的吸附劑有硅膠、活性氧化鋁、活性鋁土礦和分子篩等。

天然氣脫水的吸附設備多採用固定床吸附塔。為了保證干氣的連續生產必須循環操作，要用許多個並聯的吸附床。床的數量和安排形式，從兩個交替的吸附塔到多個塔不等。在每個塔內，三種不同的功能或循環必須交替地起作用。這三個循環是：吸附或乾燥氣循環，加熱或再生循環，以及冷卻循環。

在吸附周期中，濕天然氣要首先進入進口分離器，並在分離器內清除掉自由液體、夾帶的濕氣和固體顆粒。進口分離器是一個重要的設備，因為自由液體可以損壞或破壞吸附劑床層，固體雜質甚至可能堵塞床層。若吸附裝置位於胺裝置、甘醇裝置或壓縮機的下游，最好先安裝一台過濾器。

然後，濕天然氣自上而下流經吸附塔。水分子在床層的頂層首先被吸收。乾的烴類氣體是在穿過床層而被吸收的。當吸附劑的較上層部位由水飽和時，濕氣流中的水就開始置換在較低床層原來吸附的烴類。液體烴類也還被吸收一些，並充滿同樣條件下本應接受水分子的孔隙之中。