天然气脱水是从生产资源中回收气体供下游使用的过程。气体脱水设备中最重要的部件之一是气体吸收塔。
什么是气体吸收塔?
吸收塔，也称为接触塔，是天然气与系统的三甘醇接触的地方，以释放夹带的水和碳氢化合物。乙二醇“吸收”气体中的水分，并将其带出吸收器。
在这些塔内，制造商安装了3种不同类型的内部设计系统来促进这一过程:
- 结构化的包装
- 随机包装
- 托盘(或“泡沫帽”)
什么是吸收塔填料?
首先，我们来谈谈什么是包装。
填料塔包括填料，填料有多种形式和材料。它提供了一个可以发生接触和吸收的表面。由于更大的接触面积，填料允许有效的吸收过程。
为了实现适当的填料塔吸收，填料材料需要有足够的空间让液体流过而不会造成压降。同时，它还必须允许液体和气体之间有适当的接触。
这两种类型的包装设计是结构化和随机的。
结构化的包装
结构化包装使用大型固定的包装结构，将液体引导成特定的形状。这种材料包含孔、槽、波纹和其他纹理元素，允许增加表面积。
吸收塔单元中的每一层结构填料都延伸了塔的全直径，并与前一层旋转90°。包装的直径几乎可以是任何实际尺寸。
以下是结构化包装如何使天然气脱水的基本原理。
乙二醇均匀地分布在塔的顶部，并通过结构化填料向下流动，在移动时覆盖表面。
根据塔的大小，可以使用再分配托盘再次在填料上均匀地重新分配乙二醇。这样可以防止乙二醇仅沿吸收器的一侧向下输送。
天然气从塔底进入并向上流动，在下降过程中与乙二醇接触，乙二醇吸收了天然气中的水分。
随机包装
在随机填料的吸收塔中，塔内填充不锈钢罩环或陶瓷鞍座。这些随机的填料填满了塔，并随机地落到合适的位置。
进入塔顶的干乙二醇必须在所有填料的周围和旁边流动，填料将乙二醇均匀地分布在塔顶。气体从塔底部进入并向上流动，在下降过程中与乙二醇接触，乙二醇吸收了气体中的水分。
如果填料需要高于10 '以满足脱水需要，则可以使用再分配托盘收集乙二醇，并通过塔均匀地重新分配，以避免窜流。
随机包装比结构化包装更便宜，更容易放入和取出。
随机和结构化填料塔都有较低的压降，在处理泡沫和腐蚀性液体时比托盘塔更好。
塔式吸收塔(气泡盖)
第三种也是最常见的吸收塔是带有气泡盖的塔盘设计。在这种设计中，水平的金属托盘被堆叠，并在塔中每隔24英寸。
干乙二醇从塔顶进入，并倾倒在泡沫盖上。气体从它们下面向上移动，从盖子上的洞中渗出。
一个水平的乙二醇是由堰保持在每个托盘上，然后它通过一个下降到下一个托盘。
在每个托盘中，乙二醇从气体中吸收更多的水蒸气。当乙二醇离开塔底时，它被水饱和，称为湿乙二醇。
当水蒸气被乙二醇吸收后，向上流动的气体在每个托盘后变得干燥。
托盘塔比填料塔提供更好的可预测性，并且更好地处理较低的液体率和固体。
翻转率解释
减震器的压降比是容器的工作范围，即最大流量与最小容量之比。
例如，如果一个塔的额定最大值为10mmcf/d，最小值为2mmcf/d，则降压比为5:1。
- 与结构化的包装在美国，平均翻床率几乎是无限的。随着时间的推移，生产的变化不会影响吸收塔的尺寸要求。只要乙二醇完全涂覆在填料表面，气体流速就可以非常低，甚至可以达到20:1的压下比。
- 的平均反转比随机包装可以根据所使用的包装材料的形状和吸收器的大小而变化，但通常是6:1的比例。
- 在一个托盘塔对于气泡盖，平均翻转比为6:1，但根据托盘和气泡盖的设计，最高可达10:1。
填料塔吸收的凹陷度
为了从天然气流中除去足够的水，每英尺填料高度的凹陷度或除去水的量被用来确定吸收塔的最有效和正确的高度要求。
- 结构化的包装每英尺包装高度可以有6-9度的凹陷。
- 随机包装每英尺大约有6度的凹陷。
- 托盘塔每个托盘可实现大约10-12度的凹陷。
吸收塔尺寸
- 一个结构填料塔可以是任何实际直径。
- 随机填充塔最大直径为20英寸。任何较大的直径都会抑制乙二醇在包装材料上的均匀分布。
- 一个托盘塔直径从12-96英寸不等。
通过塔的容量/流速
吸收塔的容量主要取决于通过塔的气体速度。更大的天然气量将需要更大的塔;因此，结构或托盘设计是两种选择。
在一个托盘塔,流速过大将会中断乙二醇的流动模式，并在托盘下行管与托盘相遇的地方破坏液体密封。这导致乙二醇随着气体被扫出塔外。
因为设计结构化的包装，气速可以高于托盘塔，因为乙二醇不会被高气速扫出塔。
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