露点对压缩天然气的影响

压缩天然气（CNG）是一种替代燃料来源（柴油和汽油），对北美有着深远的好处。具有重要战略意义的好处包括能源独立性、改善空气质量、创造就业机会以及更低和更稳定的燃料价格。本文讨论了天然气汽车加油站对天然气干燥剂的要求，比较了干燥剂与干燥剂干燥剂的性能，并对两个替代柴油的现场气田气改质实例进行了评述

*节：NGV加油站用天然气干燥器

Xebec吸附公司为全球CNG（压缩天然气）加油站提供天然气干燥器已有超过二十五（25）年的历史。然而，直到*近几年，才有越来越多的国家开始将天然气作为一种可替代的运输燃料来源。这种需求的增长有几个原因：天然气比柴油或汽油便宜得多，它是一种更清洁的燃料，同时也意味着能源的独立性。仅在美国，预计到2023年将建造6000至15000个新的NGV加油站。

低压露点的重要性

CNG加气站的干燥器是一个重要的组成部分。如果气体在进入加油站的压缩机时不干燥，可能会导致加气机和车辆油箱冻结问题。这显然是灾难性的，因为它可能导致车站关闭。那么，一个建站商为什么不安装烘干机呢？不在NGV加油站安装干燥器的*常见原因是认为天然气已经干燥。然而，应考虑到，尽管管道压力下的气体露点可能低至-40°C，但压缩效应会影响气体的露点（焦耳-汤姆逊效应）。

物理定律规定气体的露点随着压力的增加而增加。因此，当压缩机中的气体露点很低时，压缩机中的气体会明显降低。这就是为什么大多数NGV站都需要天然气干燥剂干燥器，以符合ISO 15403:2000（E）标准，特别是在冬季较冷的月份遇到较低温度的地区。

压缩天然气（CNG）燃料的一个*重要的安全要求是非常低的水露点温度，以防止在任何时候形成液态水。液态水是天然气中二氧化碳和硫化氢成分结合形成腐蚀性化合物的前兆。腐蚀剂的组合以及燃油消耗和随后重新加注燃油存储容器所引起的压力循环，可能导致金属裂纹扩展，*终导致损坏和失效。此外，液态水本身也可能是有害的，因为它可能导致燃料系统中的液体和固体堵塞。压缩天然气（CNG）燃料的一个*重要的安全要求是非常低的水露点温度，以防止在任何时候形成液态水。液态水是天然气中二氧化碳和硫化氢成分结合形成腐蚀性化合物的前兆。腐蚀剂的组合以及燃油消耗和随后重新加注燃油存储容器所引起的压力循环，可能导致金属裂纹扩展，*终导致损坏和失效。此外，液态水本身也可能是有害的，因为它可能导致燃料系统中的液体和固体堵塞。可燃气体探测器是天然气公司必备设备。”-来源：ISO 15403:2000（E）标准，第5.1段

在NGV加油站，如果没有合适的天然气干燥剂系统，会发生什么？

1. *步：天然气（在管道压力露点处）进入气体压缩机。气体被压缩，显著增加气体压力、温度和水分浓度。
2. 第二步：天然气进入储库并膨胀。这会导致气体温度显著降低和水分凝结。现在有液体存在，我们有个问题。
3. 第三步：含水分的高压气体进入加气机，进入汽车气瓶，再次膨胀。NGV坦克现在正在运送水和天然气！

压力露点监测

在干燥前应连续测量干燥剂的每一个干燥点的湿度水平。天然露点检测与压缩空气含水量检测方法基本相同，其中需要考虑天然气是危险与腐蚀性气体。必须每年重新校准探头，以确保读数准确。一个新的露点探针可能非常昂贵，因此为了支持其客户并确保电站的安全，Xebec提供了一个重新校准计划，其中提供了一个重新校准的探针，以换取一个使用过的探针。使用露点探头连续测量和监测压力露点，确保气体干燥器和NGV加油站的连续运行。大湾检测专业提供压缩空气检测、洁净室检测等业务，如有需要可以联系我们专业的工程师。

第二节：干燥剂和潮解天然气干燥器的区别

使用分子筛作为干燥介质的再生“干燥剂”型干燥器与“潮解”型干燥器有重要区别。虽然它们都能降低气体露点，但两者在露点性能特性上有着重要而相当大的差异。

潮解干燥机的工作原理是抑制露点，这完全取决于气体进入干燥器的温度。这些干燥器的露点抑制性能通常在10到30华氏度之间。20°F的露点抑制意味着，如果进入干燥器的气体入口温度为100°F，则离开干燥器的气体的压力露点将为80°F。这种情况很常见，因为这种类型的干燥器安装在气体压缩机的出口处。气体压缩机后冷却器的接近温度为20华氏度或更高。

潮解烘干机由一个容器组成，容器内装满水溶性盐或有机化合物的混合物，或两者兼而有之，以片剂或珠子的形式存在。当湿气通过干燥介质时，一定比例的水蒸气被片剂吸收。在吸收过程中，片剂逐渐溶解，溶解介质和水的液滴以“浆液”的形式聚集在容器排水区域的底部，作为正常操作的一部分，需要定期排出。

再生天然气干燥剂干燥器

再生式气体干燥剂干燥器，采用分子筛干燥剂作为干燥介质，工作原理与吸附原理不同。

当气体通过干燥剂床层时，水蒸气被分子筛干燥剂吸附。干燥剂在此过程中不溶解。分子筛继续去除气流中的水分，直到其耗尽并随后再生。启动自动再生循环的时间通常由安装在干燥器系统出口处的精密露点监测器检测。

干燥剂干燥器使用闭环热再生系统，该系统使电加热气流循环流过干燥剂床层，从而除去干燥剂床上的水分，然后冷却气体，并分离液态水，使其滴入收集接收器。

干燥剂干燥器使用天然气专用分子筛，闭环热再生非常有效，将持续产生超过控制CNG车辆所用气体露点的全球规范的露点水平。北美CNG气体质量*常见的规范是SAE J1616和CARB（适用于加利福尼亚州）。这两个规范都规定，车辆燃料储存容器压力容器处的压缩气体露点必须至少低于CNG站安装位置的99%冬季设计条件10 F。例如，如果圣何塞99%*冷的冬季温度为35华氏度，那么储存容器中气体的露点必须始终低于25华氏度。

再生式分子筛干燥器很容易超过这样的露点。它们能够达到低于-100F的压力露点。只有使用干燥剂干燥器才能达到低于32 F的压力露点。这就是为什么北美NGV加油站通常使用它们。天然气干燥剂干燥器能够处理入口工作压力5-1200 psig，流量高达25000 SCFM。对于这些应用，也可以采用饱和气体干燥器。

第三节气田气升级及现场利用

受柴油成本上升和有害环境影响评估的推动，全球石油勘探与生产（E&P）运营商正面临越来越严重的商业模式担忧。天然气行业面临着巨大的机遇。

用天然气为柴油钻井平台提供动力有着巨大的经济和环境效益。转换已经被许多早期采用者证明，使用双燃料和专用天然气发动机。对不同的天然气来源，如气田气和液化天然气（LNG）也进行了测试。对于每种技术和燃料类型，运营商和技术公司现在都在应对一些运营挑战，并寻求提高效率。然而，毫无疑问，用天然气驱动钻井平台作业的可行性是一个新的现实，可以对全球整体燃料消耗产生重大影响。

天然气使用对石油钻井作业的好处

天然气在能源网中的广泛使用建立了额外的国内能源安全，并对铁路、采矿、军事、建筑服务、货运、机场和港口当局等产生了影响。在石油钻井作业中，早期采用者正在经历的成本节约和积极的环境影响已经非常显著。有记录在案的结果，如专用天然气发动机每天可节省超过1000加仑的柴油，将二氧化碳和氮氧化物的排放量减少20%，在某些地方，运营成本从每天500美元降低到2000美元以上。

• 石油和天然气钻工和压裂泵操作员可以用气田气代替60%的柴油。
• 颗粒物（a）和氮氧化物（PM）的环境排放显著降低。另外，天然气发动机比柴油发动机运转更安静，而且它们的排放也没有臭味。
• 由于不需要因为燃烧配额而减少开采量，因此减少了燃烧并提高了生产率。

两个现场气田气置换柴油项目

Xebec提供了一个经过验证的、经济高效、灵活的集装箱化解决方案，用现场气田气代替柴油。该系统满足了勘探与生产运营商的重要客户群的需求，尤其是页岩油和页岩气等非常规资源的客户群

这种被称为AGX的操作系统将井气分离成天然气流，并产生富含天然气液体（NGLs）的废气流。2006年在气田部署的两套系统均取得了良好的效果。

1. 加州*大的独立石油和天然气公司之一购买了Xebec的净化技术来净化天然气，以满足加州严格的天然气质量规范。我们的M-3100装置安装在加利福尼亚海岸的一个平台上。它升级了平台滞留的天然气，否则将不得不重新注入销售天然气。成功的结果不仅来自于优越的天然气回收率和产品纯度，而且也来自于遵守海上平台运营商施加的严格空间限制。
2. 位于南加州的一家石油生产商正在努力满足加利福尼亚州新的更严格的乙烷和重烃销售气体规范。由于LTS装置的容量有限，不得不减少石油产量，该装置用于将油井中的气田气脱水和脱富以生产销售用气。油田采气是石油生产的一项必要功能。因此，天然气产量的限制会自动导致石油产量下降，从而导致收入损失。Xebec AGX系统的成本不到新LTS装置的三分之一，并且，通过重复使用现有LTS来提高甲烷回收率，天然气吞吐能力翻了一番。

Xebec compact M-3100快速循环PSA系统是南加州油田气田天然气脱水的完美解决方案。

天然气汽车加油站和现场天然气升级的市场正在增长。气体干燥是工艺的重要组成部分，了解如何实现、测量和管理压力露点对这些装置的成功至关重要，由于天然气潜在的危险，一般不建议使用压缩空气采集器来检测天然气工具。天然气干燥剂干燥器将在北美新基础设施建设中发挥重要作用。