天然气脱酸性气体ppt课件
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天然气酸性气体的脱除第一节概述在天然气中含有的硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)和有机硫化合物,统称为酸性气体。
在天然气中的有机硫化合物主要有二硫化碳(CS2)、羰基硫(COS)、硫醇(RSH)、硫醚(RSR`)及二硫醚(RSSR`)等。
天然气中酸性气体的存在,具有相当大的危害。
硫化氢是一种具有臭鸡蛋的刺激性恶臭味的无色气体,有毒,它可以麻痹人的中枢神经系统,经常与硫化氢接触能引起慢性中毒;硫化氢具有强烈的还原性,易受热分解,在有氧存在时易腐蚀金属;易被吸附于催化剂的活性中心使催化剂“中毒”;在有水存在时能形成氢硫酸对金属有较强的腐蚀;H2S还会产生氢脆腐蚀。
二氧化碳在有水存在时,会对金属形成较强的腐蚀;同时CO2含量过高,会降低天然气的热值。
有机硫大多无色有毒,低级有机硫比空气轻,易挥发。
有机硫中毒能引起恶心、呕吐、血压下降,甚至心脏衰竭、呼吸麻痹而死亡。
因此,在化工生产中对酸气性组分是有严格要求的,必须严格控制天然气中酸性组分的含量。
从天然气中脱除酸性组分的工艺过程称为脱硫、脱碳,习惯上统称为天然气脱硫。
第二节天然气酸性组分脱除的方法天然气酸性组分的脱除,其目的是按不同用途把天然气中的酸性气体脱除到要求的范围内。
目前,国内外报道过的脱硫方法有近百种(1)。
就其过程的物态特征而言,可分为干法和湿法两大类;在习惯上将采用溶液或溶剂作脱硫剂的方法统称为湿法,将采用固体作脱硫剂的脱硫方法统称为干法。
就其作用机理而言,可分为化学溶剂吸收法、物理溶剂吸收法、物理—化学吸收法、直接氧化法、固体吸收/吸附法及膜分离法等。
一、化学溶剂吸收法化学溶剂吸收法又称化学吸收法,是以可逆化学反应为基础,以碱性溶液为吸收溶剂(化学溶剂),在低温高压下,溶剂与原料气中的酸性组分(主要是H2S和CO2)反应生成某种化合物,在升高温度、降低压力的条件下该化合物又能分解放出酸气并使溶剂得以再生。
这类方法中最具有代表性是醇胺法和碱性盐溶液法。
天然气酸性气体的脱除第一节概述在天然气中含有的硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)和有机硫化合物,统称为酸性气体。
在天然气中的有机硫化合物主要有二硫化碳(CS2)、羰基硫(COS)、硫醇(RSH)、硫醚(RSR`)及二硫醚(RSSR`)等。
天然气中酸性气体的存在,具有相当大的危害。
硫化氢是一种具有臭鸡蛋的刺激性恶臭味的无色气体,有毒,它可以麻痹人的中枢神经系统,经常与硫化氢接触能引起慢性中毒;硫化氢具有强烈的还原性,易受热分解,在有氧存在时易腐蚀金属;易被吸附于催化剂的活性中心使催化剂“中毒”;在有水存在时能形成氢硫酸对金属有较强的腐蚀;H2S还会产生氢脆腐蚀。
二氧化碳在有水存在时,会对金属形成较强的腐蚀;同时CO2含量过高,会降低天然气的热值。
有机硫大多无色有毒,低级有机硫比空气轻,易挥发。
有机硫中毒能引起恶心、呕吐、血压下降,甚至心脏衰竭、呼吸麻痹而死亡。
因此,在化工生产中对酸气性组分是有严格要求的,必须严格控制天然气中酸性组分的含量。
从天然气中脱除酸性组分的工艺过程称为脱硫、脱碳,习惯上统称为天然气脱硫。
第二节天然气酸性组分脱除的方法天然气酸性组分的脱除,其目的是按不同用途把天然气中的酸性气体脱除到要求的范围内。
目前,国内外报道过的脱硫方法有近百种(1)。
就其过程的物态特征而言,可分为干法和湿法两大类;在习惯上将采用溶液或溶剂作脱硫剂的方法统称为湿法,将采用固体作脱硫剂的脱硫方法统称为干法。
就其作用机理而言,可分为化学溶剂吸收法、物理溶剂吸收法、物理—化学吸收法、直接氧化法、固体吸收/吸附法及膜分离法等。
一、化学溶剂吸收法化学溶剂吸收法又称化学吸收法,是以可逆化学反应为基础,以碱性溶液为吸收溶剂(化学溶剂),在低温高压下,溶剂与原料气中的酸性组分(主要是H2S和CO2)反应生成某种化合物,在升高温度、降低压力的条件下该化合物又能分解放出酸气并使溶剂得以再生。
这类方法中最具有代表性是醇胺法和碱性盐溶液法。
第二节天然气脱酸性气体天然气中存在酸性气体(H2S、CO2)杂质:增加天然气对金属的腐蚀;当利用天然气作化工原料时,还会使催化剂中毒,影响产品和中间产品的质量; 污染环境;降低天然气的热值。
含有H2S和硫化物的天然气称为酸性天然气不含H2S的天然气称为“甜气”、脱硫气或净化气。
天然气脱酸性气体方法一、化学溶剂吸收法 工作原理:以弱碱性溶液为吸收剂,与酸性组分(H2S和CO2)反应生成化合物。
吸收了酸气的富液在高温低压的条件下放出酸气,使溶液再生、恢复吸收酸气的活性,使脱酸过程连续进行。
各种醇胺溶液是使用最广泛的吸收剂。
醇胺法净化天然气醇胺溶液在吸收塔内的低温高压下吸收H2S和CO2气体,生成相应的胺盐并放出热量。
在再生塔内溶液被加热到一定温度,在低压高温下溶液中的胺盐分解,重新放出酸气,同时使溶液得到再生。
醇胺脱硫装置的典型工艺流程醇胺法净化天然气的工艺流程原料气由吸收塔下部进塔自下而上流动,同由上向下的醇胺溶液逆流接触,醇胺溶液吸收酸气后,净化天然气由塔顶流出;吸收酸气的富醇胺液由吸收塔底流出,经过闪蒸罐,放出吸收的烃类气体;富醇胺液在再生塔内放出大部分酸气;酸气在重沸塔内进一步解吸,醇胺液得到较完全再生。
醇胺脱酸气系统在运行中常遇到的问题胺溶剂损失和降解胺液损失正常损失甜气带走的损失、从闪蒸罐排出的闪蒸气带走的损失、再生塔回流罐排放的气体带走的损失等。
非正常损失溶剂循环系统的跑、冒、滴、漏,吸收塔内溶液发泡增加的溶剂损失等。
高于正常损失。
降解损失远高于正常损失和非正常损失。
降解:醇胺溶液变质、吸收酸气能力降低的现象热降解:溶液温度过高产生的变质现象;氧化降解:溶液和氧接触产生热稳定性极好、不能再生的产物,从而导致的变质现象;化学降解气流中的CO2、有机硫、和醇胺产生副化学反应,产生难以完全再生的降解产物。
醇胺脱酸气系统在运行中常遇到的问题溶液发泡:导致装置压降波动、处理量和脱酸效率大幅降低,使溶剂消耗量大幅上升。
天然气酸性组分的脱除天然气中通常含有H2S、CO2和有机硫等酸性组分,在水存在下会腐蚀金属,含硫组分有难闻臭味、剧毒、使催化剂中毒等缺点,需要净化处理后方能符合标准。
商品天然气用管道输送往用户,因用途不同,用户对气质要求不同。
就管输来说,主要根据安全平衡供气并兼顾到人身健康安全而确定各项具体指标。
在各种天然气脱硫方法中溶液吸收法应用较广,其中以胺法最有代表性,80年代发展起来的MDEA法能有选择性脱除H2S,目前,在我国应用较多。
一、天然气脱除酸性组分的方法天然气脱除酸性组分指脱硫和脱碳,以脱硫为主。
天然气脱硫主要指脱硫化氢,当含有有机硫(硫醇、硫醚、COS/CS2等)时,也需将其脱除以达到气质标准;天然气中的CO2同时被脱除至标准。
1、脱硫脱碳的方法方法有化学溶剂法、物理溶剂法、物理化学溶剂法、直接转化法、非再生性法、膜分离及低温分离法。
(1)化学溶剂法:主要特点:净化度高,适应性宽、经验丰富,应用广。
方法原理;靠酸碱反应吸收酸气,升温吐出酸气。
方法:MEA、DEA 、SNPA-DEA、Adip、Econamine、Mdea、FLEXSOPB、Benfield等在化学溶剂法中,各种胺法应用广泛,所使用的胺有一乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA、二异丙醇胺DIPA、甲基二乙醇胺Mdea、二甘醇胺DGA以及80年代工业化的为阻胺等。
而Benfield等活化热碱法广泛用于合成气脱碳,在天然气中较少应用。
(2)物理溶剂法:主要特点:再生能耗低、吸收重烃、高净化度需有特殊再生措施,主要用于脱碳方法原理;靠物理溶解吸收及闪蒸吐出酸气。
方法:selexol 、fluor solvent物理溶剂法selexol(多乙二醇二甲醚)及fluor solvent(碳酸丙烯脂)等较适合于处理酸气分压高而重烃含量低的天然气,当要求较高的净化度时则需采用气提等再生措施。
(3)物理化学溶剂法:主要特点:脱有机硫好,再生能耗较低,吸收重烃方法原理;兼有化学法及物理法二者的特点。