天然气脱酸性气体.ppt

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1、天然气净化、加工流程框图天然气脱酸性气体第一节脱酸气方法第二节化学吸收法第三节其他脱酸气方法第四节脱酸方法选择我国对管输天然气的质量要求：①进入输气管道的气体必须清除其中的机械杂质；②水露点应比输气管道中气体可能达到的最低环境温度低5℃；③烃露点应低于或等于输气管道中气体可能达到的最低环境温度；④气体中的硫化氢含量不大于20mg/m3。对于民用燃料必须达到很严格的商品天然气质量要求:为防止天然气管输系统的腐蚀和保障居民健康，我国于2001年7月1日开始实施的“天然气”国家标准GB17820-1999规定：作为民用燃料的一级天然气H2S含量

2、不大于6mg/m3，总硫含量不大于100mg/m3；二级天然气H2S含量不大于20mg/m3，总硫含量不大于200mg/m3。我国还制定了“汽车用压缩天然气”国家标准GB18047-2000，规定：H2S含量不大于15mg/m3，总硫含量不大于200mg/m3，CO2含量不大于3%，氧含量不大于0.5%，水露点不大于-13℃，高位发热量大于31.4MJ/m3，并应有特殊气味以保证安全。第一节脱酸气方法一、脱酸气方法二、吸收与解吸一、脱酸气方法按操作特点、脱酸原理，多种脱酸工艺可分类为：间歇法、化学吸收法、物理吸收法、混合溶剂吸收法、直接氧

3、化法和膜分离法。1、间歇法特点：脱酸设备只能批量生产，不能连续生产。按脱酸气原理可分为：（1）化学反应法：有明显的化学反应，与酸气的反应物不能再生，作为废弃物处置，故仅用于气量小、含酸气浓度低的场合。比如海绵铁法脱除酸气。（2）物理吸附法：没有明显的化学反应，只是单纯的吸附，而且吸附过程可逆。比如用分子筛脱除酸气。2、化学吸收法在一个塔器内以弱碱性溶液作为吸收剂与酸气反应，生成某种化合物。在另一塔器内，改变工艺条件(加热、降压、汽提等)使化学反应逆向进行，碱性溶液得到再生，恢复对酸气的吸收能力，使天然气脱酸气过程循环连续进行。各种醇胺溶液

4、是化学吸收法中使用最广泛的吸收剂，有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二甘醇胺(DGA)、甲基二乙醇胺(MDEA)和二异丙醇胺(DIPA)等。3、物理吸收法以有机化合物作为溶剂，在高压、低温下使酸气组分溶解于溶剂内。吸收了酸气的溶剂又在低压、高温下释放酸气，使溶剂恢复对酸气的吸收能力，使脱酸过程循环持续进行。物理溶剂再生时所需的加热量较少，适用于天然气内酸气负荷高，要求同时进行天然气脱水的场合。如冷甲醇法。4、混合溶剂吸收法以物理溶剂和化学溶剂配制的混合溶剂作为吸收剂，兼有物理吸收和化学吸收剂作用。如：砜胺法。5、直接氧化法对H2S

5、直接氧化使其转化成元素硫，如：Claus(克劳斯)法。在天然气工业中常用于天然气脱出酸气的处理，适合于处理流量小、酸气浓度很高的原料气。6、膜分离法是利用气体中各组分通过薄膜渗透性能的区别，将某种气体组分从气流中分离和提浓，从而达到天然气脱酸性气的目的。适用于从天然气内分出大量CO2的场合。1、吸收利用气体混合物中各组分在某种溶剂内的溶解性差别，使易溶解的气体溶解于溶剂中而从气体中分出，这一过程称为吸收。易溶解的气体组分称为溶质，溶剂称吸收剂。根据是否有明显的化学反应，吸收又分为两类：（1）物理吸收：吸收过程中没有明显的化学反应，只是单纯

6、的物理溶解过程。（2）化学吸收：吸收过程中存在明显的化学反应，产生新的物质。二、吸收与解吸吸收特性：随着吸收的不断进行，吸收剂内溶质浓度逐步增大，气液相的溶质浓度差减小，传质速率减慢，最后降为零，气液相达到平衡，称为吸收平衡。此时，溶剂中溶质浓度达到最大值。气液平衡时，溶剂中的溶质浓度称为平衡溶解度，简称溶解度。影响溶解度大小的因素有：（1）压力：系统压力对溶解度的影响很小，常可忽略；（2）温度：温度对溶解度的影响较大，随温度上升，溶解度下降；（3）物系组成：一定温度下，溶解度仅和物系组成有关。另外吸收还具有选择吸收性和吸收热效应。吸收总

7、具有一定的选择性，要选择对酸气溶解度大的溶剂与酸性天然气接触，才能脱除天然气内所含的酸气组分。溶剂吸收溶质时，被吸收气体组分由气态变成液态，会产生溶解热。即使物理吸收也会产生热效应；若为化学吸收，还伴随产生反应热。因而，随吸收过程的进行，溶液温度必将升高。2、解吸解吸是从溶液内分出溶质的过程，也称为吸收剂的再生。解吸是吸收的逆过程。影响解吸的因素主要是：（1）温度：温度越高越有利于解吸；（2）压力：压力越低越有利于解吸。生产上常用的解吸方法是：用不含或少含溶质的惰性气或水蒸汽与富含溶质的溶液接触，或加热或减压或既加热又减压使溶液汽化，从而

8、分出被吸收的溶质。3、吸收-解吸系统吸收-解吸系包括吸收和再生两部分。吸收和再生分别在两个气液传质的塔器（填料塔或板式塔）内进行。在吸收部分，吸收剂溶液吸收溶质。吸收剂溶液内溶质浓度逐步增大并