目前，国内外主要的天然气深度脱水装置都是利用合成沸石分子筛对气体中水蒸气分子的强吸附作用来达到深度脱水的目的。合成沸石分子筛是一种具有严格骨架结构的铝硅酸盐晶体。它的内部框架由硅铝四面体构成，有许多三维连通的微孔。它是一种强极性吸附剂，具有均匀的孔径和高选择性吸附分离能力。随着硅铝比的增加，分子筛的极性逐渐降低，因此硅铝比低的分子筛具有较强的吸水能力，适合气体深度脱水。
分子筛是压缩天然气常用的高效脱水剂，其主要优点如下：
1.分子筛能在较高温度下有效干燥气体
2.分子筛可选择性吸附水，避免了重烃共吸附导致吸附剂失效。
3.分子筛不容易被液态水破坏，而硅胶等吸附剂暴露在水中时会破裂
4.分子筛能使气体深度脱水，在正常情况下，其吸附能力高于其他吸附剂，因此可以减小干燥塔的尺寸，节省资金。
当气体通过分子筛床层时，气体中的水蒸气分子随着气流进入分子筛内部的孔道。因为水分子属于强极性分子，它们被吸附在孔隙上，不再随气体流动；然而，像甲烷这样的碳氢化合物气体是非极性分子，它们会顺利通过，并且气体会被干燥。
随着分子筛在吸附塔中吸附水量的增加，分子筛对水的吸附能力逐渐降低。当达到一定值时，吸附塔出口气体中的水分子会超过规定值，表明吸附塔中的分子筛已经被吸附饱和。此时，吸附塔中的分子筛必须再生。
再生过程是将吸附在分子筛微孔中的水驱出并重新活化分子筛的过程。再生过程的设计对干燥器的连续运行至关重要。作为分子筛吸附水分的填料塔，无论选择怎么样的设计，分子筛最终都会饱和并失去其吸附水分的能力。因此，选择合理的再生工艺和参数成为干燥器设计的重点。合理的再生过程可以达到尽可能少的消耗(电加热功率、气体损失率)，达到有效再生的目的。
