天然气脱酸性气体

《天然气集输》课程综合复习资料一、判断题1．天然气脱酸气工艺中常用的醇胺类吸收剂主要有一乙醇胺、二乙醇胺、二甘醇胺、二异丙醇胺和甲基二乙醇胺，其中二异丙醇胺和甲基二乙醇胺的凝固点低，适宜在高寒地区使用。

答案：错2．甘醇脱水工艺主要由甘醇高压吸收和常压再生两部分组成。

答案：对3．井口防冻，即防止采气过程中生成水合物。

国内较多采用注入防冻剂法，其次是加热法防止水合物生成。

答案：错4．燃烧是一种同时有热和光发生的强烈氧化反应。

燃烧必需具备两个条件：有可燃物质，以及能导致着火的火源。

答案：错5．凝液回收率指回收装置单位时间内凝液的摩尔量与原料气摩尔量之比，用来描述回收装置从天然气内脱出凝液的能力。

凝液回收率与气体组成、压力和制冷温度有关，且温度愈低、气体内含可液化组分愈多、压力愈高，则凝液回收率愈高。

答案：对6．工业上常用提馏塔或分馏塔对天然气凝液进行稳定处理，分馏稳定塔与提馏稳定塔相比能够回收较多的中间组分，且所得稳定凝析油数量和质量都优于提馏稳定塔。

答案：对7．通常集气站中的节流阀将全站操作压力分成两个等级。

凡有压力变化的系统，在低一级的压力系统应设置超压泄放安全阀。

答案：对8．凝析气田处理站布站方式中的分散处理是建设几个具有部分或全部相同功能的处理站，每个站处理若干口井的物流。

答案：对9．在天然气冷凝分离轻烃回收工艺中，节流膨胀制冷、冷剂制冷和透平膨胀机制冷均可达到所需要的制冷温度。

答案：对10．采气管道的限压保护一般通过井场装置的安全阀来实现。

另外，天然气集气站进站前管道上设置的紧急放空阀和超压报警设施，对采气管道的安全也能起保证作用。

答案：对二、填空题1．天然气的体积系数是指天然气在地层条件下所占体积与其在地面条件下的体积之比，天然气体积系数可视为仅是气藏压力的函数。

天然气体积系数的倒数称之（）。

答案：天然气膨胀系数2．根据天然气中C3以上烃类液体的含量多少，把天然气划分为贫气和（）。

答案：富气3．天然气的溶解度是指（）。

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1. 进气预处理。

天然气通过除尘器去除粉尘颗粒。

MDEA又称为N-甲基二乙醇胺，MDEA法脱碳技术是利用活化MDEA水溶液在高压常温将天然气或合成气中的二氧化碳(CO2)吸收，并在降压和升温的情况下，二氧化碳(CO2)又从溶液中解吸出来，同时溶液得到再生。

我公司除了在国内建设MDEA法脱碳装置外，也成功登陆海外市场，在印度尼西亚也建设了类似装置。

典型装置中国海洋石油公司(CNOOC)天然气MDEA法脱除二氧化碳装置印尼石油公司提供了天然气MDEA法脱碳装置MDEA脱除酸性气体技术主要应用于以下几个领域：1.天然气脱除二氧化碳(CO2)，配套管输天然气或LNG净化装置2.天然气脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气或LNG净化装置3.天然气选择性脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气4.变换气脱除二氧化碳(CO2)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置5.合成气脱除二氧化碳(CO2)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置6.煤气脱除二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置7.食品级二氧化碳(CO2)生产，达到国际饮料行业标准装置特点装置规模：处理天然气或变换气1000~500,000m3/h脱碳精度：二氧化碳(CO2)含量为10PPM~3%脱硫精度：硫化氢(H2S)含量为0.1~20mg/m3工作压力：适宜的压力为0.5~15MPa适用领域：天然气处理与加工、甲醇原料净化、合成氨原料净化等技术特点1.MDEA脱除酸性气体的流程可以采用贫液一段吸收和贫液半贫液两段吸收，贫液一段吸收的流程投资省、电耗低、热耗高；贫液半贫液二段吸收的投资大、电耗高、热耗低，根据脱除不同规模的二氧化碳，采用不同的流程。

2.MDEA溶液对天然气的溶解度低于天然气在纯水中的溶解度，因此，MDEA脱除酸性气体的过程中，天然气的损失很低。

3.MDEA溶液兼有物理吸收和化学吸收的特点，溶剂对二氧化碳的负载量大。

4.MDEA稳定性较好，在使用过程中很少发生降解的现象，它对碳钢设备几乎无腐蚀。

生产原理一、天然气1、性质天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，温度只要到达550℃就燃烧。

在空气中，天然气的浓度只要到达5-15%就会爆炸。

天然气无色，比空气轻，不溶于水。

一立方米气田天然气的重量只有同体积空气的55%左右。

天然气的热值较高，兆焦/立方米〔约合8500-10000千卡/立方米〕。

天然气的主要成分是甲烷，甲烷本身是无毒的，但空气中的甲烷含量到达10%以上时，人就会因氧气缺乏而呼吸困难，眩晕虚弱而失去知觉、昏迷甚至死亡。

天然气中如含有一定量的硫化氢时，也具有毒性。

硫化氢是一种具有强烈臭鸡蛋味的无色气味，当空气中的硫化氢浓度到达0.31毫克/升时，人的眼、口、鼻就会受到强烈的刺激而造成流泪、怕光、头痛、呕吐；当空气中的硫化氢含量到达1.54毫克/升时，人就会死亡。

因此，国家规定：对供应城市民用的天然气，每立方米中硫化氢含量要控制在20毫克以下天然气的主要成分是甲烷〔CH4〕，气标准沸点为111K〔-162℃〕，临界温度为190K〔-83℃〕。

标准沸点时液态密度426Kg/m3,标准状态时气态甲烷密度0.717 Kg/m3，两者相差约600倍。

2、生产目的1.1合成生产出的甲烷气，采用林德工艺进展深冷液化制成液态天然气〔LNG〕。

1.2 LNG能量密度大，便于储存和运输。

1.3 LNG密度小、储存压力低，更加平安。

1.4 LNG组分纯洁、燃烧完全、排放清洁。

1.5 LNG机动灵活，不受燃气管网制约。

3、生产任务液化天然气50000 Nm³/h，400000000 Nm³/年。

二、生产原理液化天然气是指天然气原料经过预处理，脱除其中的杂质后，再通过低温冷冻工艺在-162℃下所形成的低温液体混合物，常见的LNG是Liquefied Natural Gas的缩写。

目前，世界上80％以上的天然气液化装置采用混合制冷剂液化循环，该循环以C1-C5的碳氢化合物及氮气等组成的多组分混合制冷剂为工质，进展逐级冷凝、蒸发、节流、膨胀，得到不同温度水平的制冷量，以到达冷却和液化天然气的目的。

典型危险化学品应急处置措施——液化天然气液化天然气(以下统称为LNG)是油田或天然气田的天然气，经过脱除酸性气体、重烃水分等杂质的净化处理，压缩、冷却至其凝点(-162℃)后形成的天然气液体状态。

主要用于电厂发电、工业生产、环保汽车、城市燃气等新型燃料及化工原料，完全燃烧后生成二氧化碳和水，是一种清洁绿色能源。

（一）理化性质（二）危害信息1.危险性类别LNG属于危险化学品中的第2 类第2.1 项易燃气体，火灾种类为甲类。

2.火灾与爆炸危险性易燃，与空气混合形成爆炸性混合物，遇热源或明火有着火爆炸危险。

LNG泄漏时迅速蒸发产生大量的天然气气体，形成蒸气云团，易形成大面积火灾或爆炸。

3.健康危害对人体基本无伤害。

当空气中甲烷含量达到25%~30%时，可引起头痛、头晕乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速，若不及时脱离，可致窒息死亡。

（三）事故类型特点1.泄漏事故LNG气体比空气轻，在发生少量泄漏时会迅速气化，并在大气中较快挥发、稀释；发生大量泄漏后，会在地面形成流淌液池，危害范围大，易发生着火爆炸事故，处置难度大。

LNG是-162℃的深冷液体，发生泄漏，超低温LNG液体和过冷蒸气会对附近区域的人员安全产生威胁，接触到皮肤造成低温灼伤，也会对未做防冻设计的结构、装置和仪表造成脆性破裂，从而引发次生破坏效应。

2.着火事故由于LNG温度很低，泄漏后，其周围大气中的水蒸气被冷凝成雾团，形成蒸气云积聚。

一旦遇到火源很容易引起着火爆炸，并迅速向蒸发的液池回火燃烧；若发生大量泄漏，在未大量吸收环境中的热量之前，会沿地面形成一个流动层；燃烧时会立即产生大量的热辐射，储罐或周围其他设施都容易遭到热辐射的严重破坏。

鉴于以上三种特性，LNG火灾具有火势猛、面积大、速度快的特点。

3.爆炸事故LNG泄漏后不容易在低洼处形成聚集，有较好的扩散性。

但是在以下两种情况下可能引起爆炸，一是发生大量泄漏时，在气象条件合适(如风力很小)或不易扩散的空间(如厂房)，可造成大量天然气在较小空间范围内聚集，形成爆炸性蒸气云，遇火源或静电可引起爆炸；二是泄漏到水中，会发生快速相变(RPT)现象，俗称冷爆炸，尽管不发生燃烧，但这种现象具有爆炸的其他特征；三是储罐内压力达到设计压力，不能及时泄压，会形成物理性爆炸。

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。

MDEA又称为N-甲基二乙醇胺，MDEA法脱碳技术是利用活化MDEA水溶液在高压常温将天然气或合成气中的二氧化碳(CO2)吸收，并在降压和升温的情况下，二氧化碳(CO2)又从溶液中解吸出来，同时溶液得到再生。

我公司除了在国内建设MDEA法脱碳装置外，也成功登陆海外市场，在印度尼西亚也建设了类似装置。

典型装置中国海洋石油公司(CNOOC)天然气MDEA法脱除二氧化碳装置印尼石油公司提供了天然气MDEA法脱碳装置MDEA脱除酸性气体技术主要应用于以下几个领域：1.天然气脱除二氧化碳(CO2)，配套管输天然气或LNG净化装置2.天然气脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气或LNG净化装置3.天然气选择性脱除硫化氢(H2S)，配套管输天然气4.变换气脱除二氧化碳(CO2)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置5.合成气脱除二氧化碳(CO2)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置6.煤气脱除二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)，配套合成氨、甲醇或者深冷分离装置7.食品级二氧化碳(CO2)生产，达到国际饮料行业标准装置特点装置规模：处理天然气或变换气1000~500,000m3/h脱碳精度：二氧化碳(CO2)含量为10PPM~3%脱硫精度：硫化氢(H2S)含量为0.1~20mg/m3工作压力：适宜的压力为0.5~15MPa适用领域：天然气处理与加工、甲醇原料净化、合成氨原料净化等技术特点1.MDEA脱除酸性气体的流程可以采用贫液一段吸收和贫液半贫液两段吸收，贫液一段吸收的流程投资省、电耗低、热耗高；贫液半贫液二段吸收的投资大、电耗高、热耗低，根据脱除不同规模的二氧化碳，采用不同的流程。

2.MDEA溶液对天然气的溶解度低于天然气在纯水中的溶解度，因此，MDEA脱除酸性气体的过程中，天然气的损失很低。

3.MDEA溶液兼有物理吸收和化学吸收的特点，溶剂对二氧化碳的负载量大。

4.MDEA稳定性较好，在使用过程中很少发生降解的现象，它对碳钢设备几乎无腐蚀。

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。

浅析液化天然气(LNG)技术摘要：天然气是一种全球不可再生资源，其储量巨大，而且使用过程中对环境的污染极小，因此在我国已经成为一种普遍使用的能源。

为了更好地利用天然气，提升我国居民的生活质量，本文将深入研究天然气液化工厂的工艺设计，以期达到更高的效率和更优质的服务。

关键词：LNG液化天然气；工艺；设计前言：为了更有效地利用天然气，我们必须加强对其液化工艺的研究，以及发现其中的缺陷，并采取有效措施来改善其应用，从而实现更大的经济效益。

一、合理的工艺方案的选择为了提高天然气工厂的效率，我们必须综合考虑天然气的物理特性和可能产生的影响因素，并制定出更加科学合理的工艺方案。

这样，我们才能在使用天然气时最大限度地发挥它的潜力。

随着技术的发展，多种多样的设备被广泛应用于实际的加工过程，从而满足不同的工艺需求。

为了提高效率，天然气工厂应该对液化技术的设计进行优化，并选择适当的加工装置，以确保满足工艺规范的要求[1]。

在制定工艺计划时，应该特别注意原材料的品质。

为了确保安全，天然气工厂必须根据其生产能力，选择最佳的加工方法。

为了确保安全生产，我们必须认真执行所设定的目标。

二、原料气的净化2.1脱酸性气体随着技术的进步，天然气的稳定性已经得到了显著改善，但仍存在一些杂质，这些杂质会影响到天然气的安全使用，因此需要采取措施来确保其安全。

因此，在液化天然气工业技术的应用过程中，天然气工厂必须采取有效措施来处理和净化天然气中的杂质，去除其中的有害气体，以确保天然气的稳定性。

通过改进技术，我们能够显著提升天然气的使用安全性和可靠性。

在处理污染源的过程中，最关键的是去除酸性气体，这就需要我们利用二异丙醇胺（DIPA）和甲基二乙醇胺（MDEA）的吸附能力，并且将这些有毒物质（如CO）储存在原料气中，这样才能够提高MDEA的稳定性，进而提升污染源的净化能力[1]。

2.2脱水在天然气液化工艺的设计过程中，必须严格控制原料气的水分含量，以确保其符合规定的标准，否则就可能造成不利的后果。