第二章天然气预处理课件.ppt

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1、第二章天然气第二章天然气预处理理第1页，此课件共43页哦p天然气中所含杂质：天然气中所含杂质：水水水蒸气水蒸气硫化物硫化物二氧化碳二氧化碳重烃重烃氮气、氦气等惰性气体氮气、氦气等惰性气体汞汞第2页，此课件共43页哦q 预处理的预处理的主要原因主要原因 为了满足液化天然气的应用规范；为了满足液化天然气的应用规范；防止在低温下冻结而堵塞设备；防止在低温下冻结而堵塞设备；避免设备的腐蚀和磨蚀。避免设备的腐蚀和磨蚀。第3页，此课件共43页哦p不同类型的不同类型的LNGLNG工厂所处理的原料气不一工厂所处理的原料气不一样，因此处理方法和工艺也不尽相同。样，因此处理方法和工艺也不尽相同。调峰型工厂调峰型工

2、厂 其原料气多是已先期净化的管输天然气。但管其原料气多是已先期净化的管输天然气。但管输天然气的气质标准比液化前对原料气的气质输天然气的气质标准比液化前对原料气的气质要求低，因此必须对管输气再次净化。要求低，因此必须对管输气再次净化。基本负荷型工厂基本负荷型工厂 靠近气源建立，井口气或先期简单处理，或直靠近气源建立，井口气或先期简单处理，或直接进入接进入LNGLNG工厂，其原料气的杂质含量较高。工厂，其原料气的杂质含量较高。第4页，此课件共43页哦组分组分在在LNG中的溶解度中的溶解度组分组分在在LNG中的溶解度中的溶解度CO24 10-5（体积百分数）（体积百分数）壬烷壬烷10-7（体积百分数

3、）（体积百分数）H2S7.35 10-4（体积百分数）（体积百分数）癸烷癸烷510-12（体积百分数）（体积百分数）甲硫醇甲硫醇4.7 10-5（体积百分数）（体积百分数）环己烷环己烷l.15 10-4（体积百分数）（体积百分数）乙硫醇乙硫醇1.34 10-4（体积百分数）（体积百分数）甲基环戊烷甲基环戊烷0.575（摩尔百分数）（摩尔百分数）COS3.2（摩尔百分数（摩尔百分数）甲基环己烷甲基环己烷0.335（摩尔百分数）（摩尔百分数）异丁烷异丁烷62.6（摩尔百分数（摩尔百分数）苯苯1.53 10-6（体积百分数）（体积百分数）正丁烷正丁烷15.3（摩尔百分数（摩尔百分数）甲苯甲苯2.49

4、 10-5（体积百分数）（体积百分数）异戊烷异戊烷2.3（摩尔百分数）（摩尔百分数）邻二甲苯邻二甲苯2.2 10-7（体积百分数）（体积百分数）正戊烷正戊烷0.89（摩尔百分数）（摩尔百分数）间二甲苯间二甲苯l.54 10-6（体积百分数）（体积百分数）已烷已烷2.17 10-4（体积百分数）（体积百分数）对二甲苯对二甲苯0.012（摩尔百分数）（摩尔百分数）庚烷庚烷7 10-5（体积百分数）（体积百分数）H2O10-11（体积百分数（体积百分数）辛烷辛烷5 10-7（体积百分数）（体积百分数）汞汞表表2-1 原料气杂质在原料气杂质在LNG中的溶解度中的溶解度第5页，此课件共43页哦注：注：1

5、.A1.A为无限时生产下的累积允许值；为无限时生产下的累积允许值；B B为溶解度限制；为溶解度限制；C C为产品规格。为产品规格。杂质杂质含量极限含量极限依据依据H2O0.1mg/l(ppm)ACO250100mg/lBH2S3.5mg/Nm3CCOS0.1mg/lC总含总含S量量1050mg/Nm3CHg0.01g/Nm3A芳香烃族芳香烃族110mg/lA或或B表表2-2 最大允许杂质含量最大允许杂质含量第6页，此课件共43页哦 第一节第一节 天然气脱水天然气脱水p脱水的目的：脱水的目的：使使天天然然气气中中水水的的露露点点足足够够低低，从从而而防防止止低低温温下下水冷凝、冻结及水合物的形成

6、。水冷凝、冻结及水合物的形成。p常用方法：常用方法：冷却法、液体吸收法、固体吸附法。冷却法、液体吸收法、固体吸附法。第7页，此课件共43页哦1、冷却、冷却脱水脱水 冷冷冷冷却却却却脱脱脱脱水水水水是是是是利利利利用用用用当当当当压压压压力力力力不不不不变变变变时时时时，天天天天然然然然气气气气的的的的含含含含水水水水量量量量随随随随温温温温度度度度降降降降低低低低而而而而减减减减少的原理少的原理少的原理少的原理实现天然气脱水。此法只适用于大量水分的实现天然气脱水。此法只适用于大量水分的实现天然气脱水。此法只适用于大量水分的实现天然气脱水。此法只适用于大量水分的粗分离粗分离粗分离粗分离。当气体压

7、力较低，使用冷却法脱水后的气体露点达不到液化厂原料气的要求，还应采用其它方法对天然气进行进一步的脱水。通常用冷却脱水法脱除水分的过程中，还会脱除部分重烃。第8页，此课件共43页哦 2 2、吸收脱水、吸收脱水 吸吸收收脱脱水水是是用用吸吸湿湿性性液液体体（或或活活性性固固体体）吸吸收收的的方方法法脱脱除除气流中的水蒸气。气流中的水蒸气。用用作作脱脱水水吸吸收收剂剂的的物物质质应应具具有有以以下下特特点点：对对天天然然气气有有很很强强的的脱脱水水能能力力；热热稳稳定定性性好好，脱脱水水时时不不发发生生化化学学反反应应；容容易易再再生生；粘粘度度小小；对对天天然然气气和和液液烃烃的的溶溶解解度度较较

8、低低；起起泡泡和和乳乳化化倾倾向向小小；对对设备无腐蚀性；同时还应价格低廉，容易得到。设备无腐蚀性；同时还应价格低廉，容易得到。第9页，此课件共43页哦甘醇脱水的基本原理甘醇脱水的基本原理 甘醇是直链的二元醇，其通用化学式是甘醇是直链的二元醇，其通用化学式是CnH2n(OH)2。第10页，此课件共43页哦从分子结构看，每个甘醇分子中都有两个羟基（从分子结构看，每个甘醇分子中都有两个羟基（-）。羟基在）。羟基在结构上与水相似，可以形成氢键，氢键的特点是能和电负性较大结构上与水相似，可以形成氢键，氢键的特点是能和电负性较大的原子相连，包括同一分子或另一分子中电负性较大的原子，所的原子相连，包括同一

9、分子或另一分子中电负性较大的原子，所以甘醇与水能够完全互溶，并表现出很强的吸水性。以甘醇与水能够完全互溶，并表现出很强的吸水性。因此甘醇水溶液可将天然气中的水蒸气萃取出来形成因此甘醇水溶液可将天然气中的水蒸气萃取出来形成甘醇稀甘醇稀溶液溶液，使天然气中水汽量大幅度下降。，使天然气中水汽量大幅度下降。第11页，此课件共43页哦（1）甘醇胺溶液）甘醇胺溶液 优优优优点点点点：可可可可同同同同时时时时脱脱脱脱除除除除水水水水、COCOCOCO2 2 2 2和和和和H HH H2 2 2 2S S S S，甘甘甘甘醇醇醇醇能能能能降降降降低低低低醇醇醇醇胺胺胺胺溶溶溶溶液液液液起起起起泡泡泡泡倾向。倾

10、向。倾向。倾向。缺缺缺缺点点点点：携携携携带带带带损损损损失失失失量量量量较较较较三三三三甘甘甘甘醇醇醇醇大大大大；需需需需要要要要较较较较高高高高的的的的再再再再生生生生温温温温度度度度，易易易易产产产产生生生生严严严严重重重重腐腐腐腐蚀蚀蚀蚀；露露露露点点点点降降降降小小小小于于于于三三三三甘甘甘甘醇醇醇醇脱脱脱脱水水水水装装装装置置置置，仅仅仅仅限限限限于于于于酸酸酸酸性性性性天然气脱水。天然气脱水。天然气脱水。天然气脱水。第12页，此课件共43页哦（2）二甘醇水溶液）二甘醇水溶液 优优优优点点点点：浓浓浓浓溶溶溶溶液液液液不不不不会会会会凝凝凝凝固固固固；天天天天然然然然气气气气中中中

11、中有有有有硫硫硫硫、氧氧氧氧和和和和COCOCOCO2 2 2 2存存存存在在在在时时时时，在在在在一般操作温度下溶液性能稳定，高的吸湿性。一般操作温度下溶液性能稳定，高的吸湿性。一般操作温度下溶液性能稳定，高的吸湿性。一般操作温度下溶液性能稳定，高的吸湿性。缺缺缺缺点点点点：携携携携带带带带损损损损失失失失比比比比三三三三甘甘甘甘醇醇醇醇大大大大；溶溶溶溶剂剂剂剂容容容容易易易易再再再再生生生生，但但但但用用用用一一一一般般般般方方方方法法法法再再再再生生生生的的的的二二二二甘甘甘甘醇醇醇醇水水水水溶溶溶溶液液液液的的的的体体体体积积积积分分分分数数数数不不不不超超超超过过过过95%95%9

12、5%95%；露露露露点点点点降降降降小小小小于于于于三三三三甘甘甘甘醉醉醉醉溶溶溶溶液液液液，当当当当贫贫贫贫液液液液的的的的质质质质量量量量分分分分数数数数为为为为95959595一一一一96969696时时时时，露露露露点点点点降降降降约约约约为为为为28282828；投资高。；投资高。；投资高。；投资高。第13页，此课件共43页哦（3）三甘醇水溶液）三甘醇水溶液 优优优优点点点点：浓浓浓浓溶溶溶溶液液液液不不不不会会会会凝凝凝凝固固固固；天天天天然然然然气气气气中中中中有有有有硫硫硫硫、氧氧氧氧、COCOCOCO2 2 2 2存存存存在在在在时时时时，在在在在一一一一般般般般操操操操作作

13、作作温温温温度度度度下下下下性性性性能能能能稳稳稳稳定定定定；高高高高的的的的吸吸吸吸湿湿湿湿性性性性；容容容容易易易易再再再再生生生生，用用用用一一一一般般般般再再再再生生生生方方方方法法法法可可可可得得得得到到到到体体体体积积积积分分分分数数数数为为为为98.7%98.7%98.7%98.7%的的的的三三三三甘甘甘甘醇醇醇醇水水水水溶溶溶溶液液液液；蒸蒸蒸蒸气气气气压压压压低低低低，携携携携带带带带损损损损失失失失量量量量小小小小，露露露露点点点点降降降降大大大大，三三三三甘甘甘甘醇醇醇醇的的的的质质质质量量量量分分分分数数数数为为为为98%98%98%98%99%99%99%99%时，时

14、，时，时，露点降可达露点降可达露点降可达露点降可达33333333 42424242。缺缺缺缺点点点点：投投投投资资资资高高高高；当当当当有有有有轻轻轻轻质质质质烃烃烃烃液液液液体体体体存存存存在在在在时时时时会会会会有有有有一一一一定定定定程程程程度度度度的的的的起起起起泡泡泡泡倾倾倾倾向向向向，有时需要加入消泡剂。有时需要加入消泡剂。有时需要加入消泡剂。有时需要加入消泡剂。第14页，此课件共43页哦 三三三三甘甘甘甘醇醇醇醇脱脱脱脱水水水水由由由由于于于于露露露露点点点点降降降降大大大大和和和和运运运运行行行行可可可可靠靠靠靠，在在在在各各各各种种种种甘甘甘甘醇醇醇醇类类类类化化化化合合合

15、合物中其经济效果最好，因而国外广为采用。物中其经济效果最好，因而国外广为采用。物中其经济效果最好，因而国外广为采用。物中其经济效果最好，因而国外广为采用。我我我我国国国国主主主主要要要要使使使使用用用用二二二二甘甘甘甘醇醇醇醇或或或或三三三三甘甘甘甘醇醇醇醇，在在在在三三三三甘甘甘甘醇醇醇醇脱脱脱脱水水水水吸吸吸吸收收收收剂剂剂剂和和和和固固固固体体体体脱脱脱脱水水水水吸吸吸吸附附附附剂剂剂剂两两两两者者者者脱脱脱脱水水水水都都都都能能能能满满满满足足足足露露露露点点点点降降降降的的的的要要要要求求求求时时时时，采采采采用用用用三三三三甘甘甘甘醇醇醇醇脱脱脱脱水水水水经经经经济济济济效效效效益

16、益益益更好。更好。更好。更好。第15页，此课件共43页哦（4）甘醇法脱水工艺流程）甘醇法脱水工艺流程 第16页，此课件共43页哦流程中各设备的作用是：流程中各设备的作用是：雾沫分离器雾沫分离器 分离干气携带的分离干气携带的吸吸 收收 塔塔 是气流传质的场所，使气相中的水分转入中；是气流传质的场所，使气相中的水分转入中；泵泵 输送设备；输送设备；贫液冷却器贫液冷却器 冷却贫甘醇以达到需要的温度；冷却贫甘醇以达到需要的温度；闪闪 蒸蒸 器器 使富液闪蒸除去进入富液中的轻组分，减少再生塔的再生使富液闪蒸除去进入富液中的轻组分，减少再生塔的再生负荷；负荷；贫富液热交换器贫富液热交换器 使贫液温度下降，

17、富液温度升高，充分利使贫液温度下降，富液温度升高，充分利用热能；用热能；第17页，此课件共43页哦再再 生塔生塔 提浓富液的场所（精馏原理）；提浓富液的场所（精馏原理）；缓缓 冲冲 罐罐 缓冲、贮存、补充液体；缓冲、贮存、补充液体；过过 滤滤 器器 过滤溶液，除去腐蚀产物及其它杂质，减少溶液发泡过滤溶液，除去腐蚀产物及其它杂质，减少溶液发泡的可能性。的可能性。第18页，此课件共43页哦 利利用用此此法法须须注注意意防防防防止止止止甘甘甘甘醇醇醇醇分分分分解解解解，当当再再生生温温度度超超过过204204及及系系统统中中有有氧氧气气及及液液态态烃烃存存在在时时，都都会会降降低低甘甘醇醇的的pHp

18、H值值，促促使使甘甘醇醇分分解解。因因此此需需要要定定期期检检查查甘甘醇醇的的pHpH值值，要要控控制制pHpH值值大大于于7 7。在有条件时将甘醇用在有条件时将甘醇用氮气保护氮气保护，以防止氧化。，以防止氧化。甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的大部分水分。甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的大部分水分。与与采采用用固固体体吸吸附附剂剂脱脱水水的的吸吸附附塔塔比比较较，甘甘醇醇吸吸收收塔塔的的优优点点：一一次次投投资资较较低低，压压降降少少，可可节节省省动动力力；可可连连续续运运行行：容容易易扩扩建建；塔塔易易重重新新装装配配；可可方方便便地地应应用用于于在在某某些些

19、固固体体吸吸附附剂易受污染的场合。剂易受污染的场合。第19页，此课件共43页哦 3 3、吸附脱水、吸附脱水 “吸吸附附”的的意意思思是是一一个个或或多多个个组组分分在在界界面面上上的的富富集集（正正吸吸附附或或简简单单吸吸附附）或或损损耗耗（负负吸吸附附）。其其机机理理是是在在两两相相界界面面上上，由由于于异异相相分分子子间间作作用用力力不不同同于于主主体体分分子子间间作作用用力力，使使相相界界面面上上流流体体的的分分子子密密度异于主体密度而发生度异于主体密度而发生“吸附吸附”。按按吸吸附附作作用用力力性性质质的的不不同同，可可将将吸吸附附分分为为物物理理吸吸附附和和化化学学吸吸附附两两种种类

20、类型型。物物理理吸吸附附是是由由分分子子间间作作用用力力，即即范范德德华华力力产产生生的的。由由于于范范德德华华力力是是一一种种普普遍遍存存在在于于各各吸吸附附质质与与吸吸附附剂剂之之间间的的弱弱的的相相互互作作用用力力，因因此此，物物理理吸吸附附具具有有吸吸附附速速率率快快，易易于于达达到到吸吸附附平平衡衡和易于脱附等特征。和易于脱附等特征。第20页，此课件共43页哦 化化学学吸吸附附是是由由化化化化学学学学键键键键力力力力的的作作用用产产生生的的，在在化化学学吸吸附附的的过过程程中中，可可以以发发生生电电子子的的转转移移、原原子子的的重重排排、化化学学键键的的断断裂裂与与形形成成等等微微观

21、观过过程程。吸吸附附质质与与基基质质之之间间形形成成的的化化学学键键多多为为共共价价键键，而而且趋向于基质配位数最大的位置上。且趋向于基质配位数最大的位置上。化化学学吸吸附附通通常常具具有有明明显显的的选选择择性性，且且只只能能发发生生单单分分子子层层吸吸附附，还还具具有有不不易易解解吸吸，吸吸附附与与解解吸吸的的速速率率都都较较小小，不不易易达达到到吸吸附附平平衡衡等等特特点点。物物理理吸吸附附和和化化学学吸吸附附是是很很难难截截然然分分开的，在适当的条件下，两者可以同时发生。开的，在适当的条件下，两者可以同时发生。第21页，此课件共43页哦（1）吸附法脱水的优缺点）吸附法脱水的优缺点 与与

22、液液体体吸吸收收脱脱水水的的方方法法比比较较，吸吸附附脱脱水水能能够够提提供供非非常常低低的的露露点点，可可使使水水的的体体积积分分数数降降至至110110-6-6mm3 3/m/m3 3以以下下；吸吸附附法法对对气气温温、流流速速、压压力力等等变变化化不不敏敏感感；相相比比之之下下没没有有腐腐蚀蚀、形形成成泡泡沫沫等问题；适合于对于少量气体的等问题；适合于对于少量气体的深度脱水深度脱水过程。过程。它它的的主主要要缺缺陷陷是是基基本本建建设设投投资资大大；一一般般情情况况下下压压力力降降较较高高；吸吸附附剂易于中毒或碎裂；再生时需要的热量较多。剂易于中毒或碎裂；再生时需要的热量较多。第22页，

23、此课件共43页哦 吸吸附附法法脱脱水水一一般般适适用用于于小小流流量量气气体体的的脱脱水水。对对于于大大流流量量高高压压天天然然气气脱脱水水，如如要要求求的的露露点点降降仅仅为为22 22 2828，一一般般情情况况下下采采用用甘甘醇醇吸吸收收脱脱水水较较经经济济；如如要要求求的的露露点点降降为为28 28 4444，则则甘甘醇醇法法和和吸吸附附法法均均可可考考虑虑，可可参参照照其其它它影影响响因因素素确确定定；如如要要求求的的露露点点降降高高于于4444，一一般般情情况况下下应应考考虑虑吸吸附附法法脱脱水水，至至少少也也应应先先采采用用甘甘醇醇吸吸收收脱水，再串接吸附法脱水。脱水，再串接吸附

24、法脱水。在在某某些些情情况况下下，特特别别是是在在气气体体流流量量、温温度度、压压力力变变化化频频繁繁的的情情况况下下，由由于于吸吸附附法法脱脱水水适适应应性性好好，操操作作灵灵活活，而而且且可可保保证证脱脱水水后后的的气气体体中中无无液体，所以成本虽高仍应采用吸附法脱水液体，所以成本虽高仍应采用吸附法脱水 。第23页，此课件共43页哦（2）常用吸附剂）常用吸附剂 与与目目前前在在天天然然气气净净化化过过程程中中，主主要要使使用用的的吸吸附附剂剂有有活活性性氧氧化化铝铝、硅硅胶胶和和分分子子筛筛三三大大类类。活活性性炭炭的的脱脱水水能能力力甚甚微微，主主要用于从天然气中回收液烃。要用于从天然气

25、中回收液烃。活活活活性性性性氧氧氧氧化化化化铝铝铝铝 其其主主要要成成分分是是部部分分水水化化的的、多多孔孔的的和和无无定定型型的的氧氧化化铝铝，并并含含有有少少量量的的其其它它金金属属化化合合物物。稳稳定定性性好好，它它常常用用于于气气体体、油油品品和和石石油油化化工工产产品品的的脱脱水水干干燥燥。活活性性氧氧化化铝铝干干燥燥后后的的气气体体露露点点可可低低达达7373。活活性性氧氧化化铝铝宜宜在在177-316177-316下下再再生生，因因此此其其再再生生时时耗耗热热量量较较高高。活活性性氧氧化化铝铝吸吸附附的的重重烃烃在在再再生生时时不不易易除除去去。氧氧化化铝铝呈呈碱碱性性，可可与与

26、无无机机酸酸发发生生化化学学反反应应，故故不不宜宜处处理酸性天然气理酸性天然气。第24页，此课件共43页哦典型活性氧化铝组成典型活性氧化铝组成第25页，此课件共43页哦硅胶硅胶 这这是是一一种种坚坚硬硬无无定定形形链链状状和和网网状状结结构构的的硅硅酸酸聚聚合合物物颗颗粒粒，为为一一种种亲亲水水性性的的极极性性吸吸附附剂剂。硅硅胶胶对对极极性性分分子子和和不不饱饱和和烃烃具具有有明明显显的的选选择择性性，因因此此可可用用于于天天然然气气脱脱水水。其其吸吸附附性性能能和和其其它它吸吸附附剂剂大大致致相相同同，一一般般可可使使天天然然气气的的露露点点达达6060。硅硅胶胶很很容易再生容易再生，再生

27、温度为，再生温度为180 180 200200。虽虽然然硅硅胶胶的的脱脱水水能能力力很很强强，但但易易于于被被水水饱饱和和，且且与与液液态态水水接接触触很很易易炸炸裂裂，产产生生粉粉尘尘。为为了了避避免免进进料料气气夹夹带带的的水水滴滴损损坏坏硅硅胶胶，除除了了湿湿进进料料气气进进吸吸附附塔塔前前应应很很好好地地脱脱除除液液态态水水外外，有有时时也也采采用用在在吸吸附附床床进进口口处处，加加一一层层不不易易被被液液态态水水破破坏坏的的吸吸附附剂剂，称做称做吸附剂保护层吸附剂保护层。粗孔硅胶，如。粗孔硅胶，如WW型硅胶即可用于此目的。型硅胶即可用于此目的。第26页，此课件共43页哦硅胶是粉状或颗

28、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透明或乳白色固体。分子。分子式为式为mSiOmSiO2 2 nH nH2 2O O，它是用硅酸钠与硫酸反应生成水凝胶，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。其典型组成如表所示。然后洗去硫酸钠，将水凝胶干燥制成。其典型组成如表所示。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20203030 第27页，此课件共43页哦分子筛分子筛 分分子子筛筛是是一一种种天天然然或或人人工工合合成成的的沸沸石石型型硅硅铝铝酸酸盐盐，天天然然分分子子筛筛也称沸石，人工合成的则多称分子筛。也称

29、沸石，人工合成的则多称分子筛。分分子子筛筛的的物物理理性性质质取取决决于于其其化化学学组组成成和和晶晶体体结结构构。在在分分子子筛筛的的结结构构中中有有许许多多孔孔径径均均匀匀的的孔孔道道与与排排列列整整齐齐的的孔孔穴穴。这这些些孔孔穴穴不不仅仅提提供供了了很很大大的的比比表表面面，而而且且它它只只允允许许直直径径比比孔孔径径小小的的分分子子进进入入，而而比比孔孔径径大大的的分分子子则则不不能能进进入入，从从而而使使分分子子筛筛吸吸附附分分子有子有很强的选择性很强的选择性。第28页，此课件共43页哦第29页，此课件共43页哦分子筛同其它吸附剂相比，具有以下优点：分子筛同其它吸附剂相比，具有以下

30、优点：吸吸附附选选择择性性强强，只只吸吸附附临临界界直直径径比比分分子子筛筛孔孔径径小小的的分分子子；另另外外，对对极极性性分分子子也也具具有有高高度度选择性，能牢牢地吸附住这些分子。选择性，能牢牢地吸附住这些分子。脱脱水水用用分分子子筛筛它它不不吸吸附附重重烃烃，从从而而避避免免因因吸吸附重烃而使吸附剂失效。附重烃而使吸附剂失效。具具有有高高效效吸吸附附性性能能，在在相相对对湿湿度度或或分分压压很很低低时时，仍仍保保持持相相当当高高的的吸吸附附容容量量，特特别别适适用用于于深度干燥。深度干燥。吸吸附附水水时时，同同时时可可以以进进一一步步脱脱除除残残余余酸酸性性气气体。体。不易受液态水的损害

31、不易受液态水的损害。第30页，此课件共43页哦 现代液化天然气工厂采用的吸附脱水方法大都是分子筛吸附，常用4分子筛。尽管分子筛价格较高，但却是一种极好的脱水吸附剂。在天然气液化或深度冷冻之前，要求先将天然气的露点降低至很低值，此时用分子筛脱水比较合适。分分分分子子子子筛筛筛筛的的的的主主主主要要要要缺缺缺缺点点点点是是是是当当当当有有有有油油油油滴滴滴滴或或或或醇醇醇醇类类类类等等等等化化化化学学学学品品品品带带带带入入入入时时时时，会会会会使使使使分分分分子子子子筛筛筛筛变变变变质质质质恶恶恶恶化化化化，再生时耗热高再生时耗热高再生时耗热高再生时耗热高。在实际使用中，可将分子筛同硅胶或活性氧

32、化铝等串联使用。需干燥的天然气首先通过硅胶床层脱去大部分饱和水，再通过分子筛床层深度脱除残余的微量水分，以获得很低的露点。第31页，此课件共43页哦（3 3）吸吸 附附法法 脱脱 水水工工 艺艺 流流程程 吸附吸附 再生再生 冷却冷却 第32页，此课件共43页哦第二节第二节 脱酸性气体脱酸性气体 由由地地层层采采出出的的天天然然气气除除通通常常含含有有水水蒸蒸气气外外，往往往往还还含含有有一一些些酸酸性性气气体体。这这些些酸酸性性气气体体一一般般是是HH2 2S,S,COCO2 2、COSCOS与与RSHRSH等等气气相相杂杂质质。含有酸性气体的天然气通常称为含有酸性气体的天然气通常称为酸性气

33、酸性气或含硫气。或含硫气。酸酸性性气气体体不不但但对对人人身身有有害害，对对设设备备管管道道有有腐腐蚀蚀作作用用，而而且且因因其其沸沸点点较较高高，在在降降温温过过程程中中易易呈呈固固体体析析出出，故故必必须须脱脱除除。脱脱除除酸酸性性气气体体常常称称为为脱脱硫硫脱脱碳碳，或或习习惯惯上上称称为为脱脱硫硫。在在净净化化天天然然气气时时，可可考考虑虑同同时时除除去去H H2 2S S和和COCO2 2，因因为为醇醇胺胺法法和和用用分分子子筛筛吸吸附净化中，这两种组分可以被一起脱除。附净化中，这两种组分可以被一起脱除。第33页，此课件共43页哦脱硫方法的分类脱硫方法的分类 脱脱硫硫方方法法一一般般

34、可可分分为为化化学学吸吸收收法法、物物理理吸吸收收法法、联联合合吸吸收收法法、直直接接转转化化法法、膜膜分分离离法法和和低低温温分分离离法法等等。其其中中采采用用溶溶液液或或溶溶剂剂作作脱脱硫硫剂剂的的化化学学吸吸收收法法、物物理理吸吸收收法法、联联合合吸吸收收法法及及直直接接转转化化法法，习习惯惯上上统统称称为为湿湿法法；采采用用固固体体床床脱脱硫硫的的海海绵绵铁铁法法、分分子子筛筛法统称为法统称为干法干法。化化学学吸吸收收法法：以以弱弱碱碱性性溶溶液液为为吸吸收收溶溶剂剂，与与天天然然气气中中的的酸酸性性气气体体（主主要要是是H H2 2S S和和COCO2 2）反反应应形形成成化化合合物

35、物。吸吸收收了了酸酸性性气气体体的的溶溶液液（富富液液）在在高高温温低低压压条条件件下下，分分解解放放出出酸酸气气，使使溶溶液液再再生生，恢恢复复活性，使脱酸过程连续进行。活性，使脱酸过程连续进行。第34页，此课件共43页哦以以MEA吸收吸收H2S和和CO2为例，来表明胺法脱硫的主要化学反应为例，来表明胺法脱硫的主要化学反应过程。过程。第35页，此课件共43页哦 在在化化学学吸吸收收法法中中，各各种种烷烷醇醇胺胺法法（简简称称胺胺法法）应应用用最最广广，所所使使用用的的胺胺有有一一乙乙醇醇胺胺(MEA(MEA）、二二乙乙醇醇胺胺（DEADEA）、二二异异丙丙醇醇胺胺（DIPADIPA）、甲甲基

36、基二二乙乙醇醇胺胺(MDEA)(MDEA)等等。胺胺法法的的突突出出优优点点是是成成本本低低、高高反反应应率率、良良好好的的稳稳定定性性和和易易再再生生。一一般般对对于于HH2 2S S和和COCO2 2，胺胺吸吸收收法法更更易易吸吸收收H H2 2S S。化化学学吸吸收收法法中中另另外外还还有有碱碱性性盐溶液法，如改良热钾碱法和氨基酸盐法。盐溶液法，如改良热钾碱法和氨基酸盐法。化化化化学学学学吸吸吸吸收收收收法法法法用用用用于于于于酸酸酸酸性性性性气气气气体体体体分分分分压压压压低低低低的的的的天天天天然然然然气气气气脱脱脱脱硫硫硫硫，特特别别是是COCO2 2含含量高、量高、H H2 2S

37、 S含量低的天然气，这样成本可以降低。含量低的天然气，这样成本可以降低。经经典典醇醇胺胺法法易易起起泡泡、腐腐蚀蚀、在在有有机机硫硫存存在在下下会会发发生生降降解解。鉴鉴于于上上述述缺缺陷陷，在在2020世世纪纪6060年年代代，研研究究开开发发了了二二甘甘醇醇胺胺法法（DGADGA法）、二异丙醇胺法（法）、二异丙醇胺法（ADIPADIP法）等新醇胺法。法）等新醇胺法。第36页，此课件共43页哦物物理理吸吸收收法法：此此法法采采用用有有机机化化合合物物作作为为吸吸收收溶溶剂剂，吸吸收收天天然然气气中中的的酸酸性性气气体体。物物理理吸吸收收法法的的溶溶剂剂用用量量与与原原料料气气中中的的酸酸性性

38、气气体体含含量量无无关关。因因此此，如如如如果果果果天天天天然然然然气气气气中中中中的的的的酸酸酸酸性性性性气气气气体体体体分分分分压压压压高高高高，最最最最好好好好采采采采用用用用物物物物理理理理吸吸吸吸收收收收法法法法。由由于于物物理理溶溶剂剂对对天天然然气气中中的的重重烃烃有有较较大大的的溶溶解解度度，因因而而物物理理吸吸收收法法常常用用于于酸酸气气分分压压大大于于0.35MPa0.35MPa、重重烃烃含含量量低低的的天然气脱硫，其中某些方法可选择性地脱除天然气脱硫，其中某些方法可选择性地脱除HH2 2S S。联联合合吸吸收收法法：此此法法兼兼有有化化学学吸吸收收和和物物理理吸吸收收两两

39、类类方方法法的的特特点点。目目前前在在工工业业上上应应用用较较多多的的是是砜砜胺胺法法（S Sulfinolulfinol）法法、二二乙乙醇醇胺胺-热热碳碳酸盐联合法或称海培尔（酸盐联合法或称海培尔（Hi-PureHi-Pure）法。）法。第37页，此课件共43页哦直直接接转转化化法法：称称为为氧氧化化还还原原法法。它它以以氧氧化化还还原原反反应应为为基基础础，借借助助于于溶溶液液中中氧氧载载体体的的催催化化作作用用，把把被被碱碱性性溶溶液液吸吸收收的的H H2 2S S氧化为硫，然后鼓入空气，使吸收液再生。氧化为硫，然后鼓入空气，使吸收液再生。膜膜分分离离法法：2020世世纪纪8080年年代

40、代以以来来，为为解解决决酸酸气气含含量量很很高高的的天天然然气气净净化化问问题题，国国外外致致力力于于开开发发利利用用物物理理原原理理进进行行分分离离的的方方法法，其其中中膜膜分分离离方方法法是是较较成成功功的的一一种种。膜膜分分离离器器应应用用于于气气体体分分离离有有下下列列优优点点：在在分分离离过过程程中中不不发发生生相相变变，因因而而能能耗耗甚甚低低；分分离离过过程程不不涉涉及及化化学学药药剂剂，副副反反应应很很少少，基基本本不不存存在在常常见见的的腐腐蚀蚀问问题题；设设备备简简单单，占占地地面面积积小小，过过程程容容易易控制。控制。第38页，此课件共43页哦n天然气液化中常用的净化方法

41、天然气液化中常用的净化方法 在天然气液化装置中，常用的净化方法有三种，即醇醇胺胺法法、热钾碱法热钾碱法（Benfield）、砜胺法砜胺法(Sulfinol)。n醇醇胺胺法法:利用以胺为溶剂的水溶液，与原料天然气中的酸性气体发生化学反应来脱除天然气中的酸性气体的，此法可同时脱除CO2和H2S。目前主要采用一乙醇胺及二乙醇胺为溶剂。第39页，此课件共43页哦第40页，此课件共43页哦(改改良良)热热钾钾碱碱法法（Benfield）:Benfield溶剂是碳酸钾、催化剂、防腐剂和水组成的混合物。可同时脱除H2S和CO2。热钾碱法的吸收温度较高，净化程度好，对含有大量CO2的原料气尤为适合。Benfi

42、eld流程已被世界上600多座天然气预处理装置所应用。第41页，此课件共43页哦砜砜胺胺法法：是近年来发展最快的联合吸收法。该法的吸收溶液由物理溶剂环丁砜、化学吸收剂二异丙醇胺加少量的水组成。通过物理与化学作用，选择性地或同时吸收原料气中的H2S和CO2，然后在常压（或稍高于常压）下将溶液加热再生以供循环使用。由于溶液中存在着化学吸收剂，吸收能力原则上不受酸性气体分压的影响，所以可使净化后原料气中的H2S含量降得很低。第42页，此课件共43页哦 砜胺法对中至高酸气分压的天然气有广泛的适应性，而且有良好的脱有机硫能力，能耗也较低。适合于在高压下净化，净化度较高，在高温部分的腐蚀率只有一乙醇胺法的1/41/l0。此法的缺点是对对对对烃烃烃烃类类类类有有有有较较较较高高高高的的的的溶溶溶溶解解解解度度度度，会造成有效组分的损失。对于低温装置，经环丁砜洗涤后的天然气还要经过吸附处理，以达到低温装置对H2S和CO2含量的要求。第43页，此课件共43页哦