天然气净化
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天然气净化处理工艺流程的其他叙述方式天然气净化处理工艺流程是用于去除天然气中杂质和有害成分的一系列步骤。
这些步骤能够使天然气符合使用或运输的标准,提高天然气的质量,并保护环境和人体健康。
在这篇文章中,我将用一种不同的方式来描述天然气净化处理工艺流程,让读者能够更加深入地理解其中的细节和重要性。
1. 渣油去除:天然气中常含有一些油类物质,这些物质会对后续的处理步骤产生不良影响。
首先需要进行渣油去除。
这一步骤有助于提高天然气的纯度,并减少其对设备的腐蚀。
2. 去除酸性物质:天然气中可能存在硫化氢、二硫化碳等酸性物质。
这些物质不仅会对设备和管道产生腐蚀,还对环境和人体健康有害。
去除酸性物质是非常重要的一步。
常用的方法包括吸收剂法和化学反应法。
3. 脱硫处理:脱除天然气中的硫化氢是一个至关重要的步骤。
硫化氢不仅具有强烈的刺激性气味,还对环境和人体呼吸系统有害。
常用的脱硫方法包括物理吸收法和化学转化法。
4. 脱碳处理:天然气中的二氧化碳含量较高时,会降低其热值,并对后续的使用产生影响。
脱除二氧化碳是必要的一步。
常见的脱碳方法包括吸收剂法和膜分离法。
5. 去除其他杂质:除了上述几种重要的成分外,天然气中还可能含有少量的水、氧化物和氨等杂质。
这些杂质可能对设备和管道产生腐蚀,降低天然气的质量。
去除其他杂质也是天然气净化处理工艺的一部分。
通过上述步骤,天然气的质量得到有效提高,并符合使用和运输的标准。
这些处理过程也有助于保护环境和人体健康,减少对设备的腐蚀和损坏。
天然气净化处理工艺流程是一个关键的环节,对于确保天然气的安全和可持续利用至关重要。
在我看来,天然气净化处理工艺流程是推动天然气产业可持续发展的重要环节。
通过去除杂质和有害成分,天然气的质量得到提高,能够更好地满足市场需求。
净化处理也有助于保护环境和人体健康,减少对大气和水资源的污染。
在天然气的开采、储存、运输和使用过程中,净化处理工艺流程是不可或缺的。
天然气净化中的脱硫方法与节能措施天然气是一种清洁、高效的能源,广泛应用于工业生产、居民生活和交通运输等领域。
天然气中含有硫化氢、二硫化碳等硫化物,对环境和人体健康造成危害。
为了使天然气更环保更健康地使用,对天然气进行脱硫是必不可少的步骤。
在脱硫的过程中,如何减少能源消耗,提高能源利用率,也是一个重要的问题。
在天然气净化中,脱硫技术是关键的一环。
目前主要采用的脱硫方法有化学吸收法、吸附法、氧化法、生物脱硫等。
这些方法各有优缺点,但在实际应用中都需要考虑脱硫效率、能耗、设备投资等方面的综合因素。
化学吸收法是目前应用最广泛的一种脱硫方法。
其原理是通过将含硫气体与一定溶液接触,利用溶液对硫化氢进行化学反应,达到脱除硫化物的目的。
常用的吸收剂有氢氧化钠、氢氧化钙等。
但化学吸收法有一个明显的缺点,就是所需的吸收剂在循环过程中会因为吸收了大量的硫化物而失效,需要定期更换和处理,增加了成本和设备维护的难度。
吸附法是通过固体吸附剂对含硫气体进行吸附,达到脱硫的目的。
常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅胶等。
这种方法相对于化学吸收法来说,能耗较低,不需要额外的化学反应装置,维护成本也较低。
但吸附剂的再生和处理问题也需要解决,不可避免地带来一定的成本和环境压力。
氧化法是利用氧化剂将硫化氢氧化成硫或者硫酸,从而实现脱硫的目的。
常用的氧化剂有空气、过氧化氢等。
这种方法操作简便,能耗较低,但对氧化剂的选择和操作都有较高的要求,同时在氧化产物的处理和排放上也会增加成本和环境压力。
生物脱硫技术是利用特定微生物将含硫气体转化为硫酸盐的一种脱硫方法。
这种方法操作相对简单,不需要额外的化学剂,同时还可以利用微生物的再生特性减少对生物的消耗和处理成本。
但由于生物脱硫过程需要一定的温度和湿度条件,同时对微生物的培养和管理也有一定的技术难度,因此在工业应用中还需要进一步的研究和改进。
除了选择合适的脱硫方法,为了进一步减少能源消耗,提高能源利用率,还可以考虑采取一些节能措施。
第8章天然气净化一般认为,天然气净化工艺包括天然气脱硫脱碳、脱水、硫磺回收及尾气处理4类工艺。
天然气脱硫脱碳及脫水是为了达到商品天然气的质量指标:硫磺回收及尾气处理则是为了综合利用和环保要求。
国外也常将天然气净化(Natural Gas Purification )称为天然气处理(Natural Gas Treatment)I 有时还称为天然气调质(Natural Gas Conditioning)。
& 1分离器8. 1. 1旋风分离器(1)工作原理净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区,当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后,气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转,气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体, 密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁,并在重力作用下,沿筒壁下落流岀旋风管排尘口至设备底部储液区,从设备底部的出液口流出。
旋转的气流在简体内收缩向中心流动, 向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室,再经设备顶部出口流岀。
性能指标(2)作用旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴,达到气固液分离,以保证管道及设备的正常运行。
(3)分离精度旋风分离器的分离效果:在设计压力和气量条件下,均可除去>10P m的固体颗粒。
在工况点,分离效率为99%,在工况点±15%范围内,分藹效率为97%a压力降正常工作条件下,单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPao 设计使用寿命旋风分离器的设讣使用寿命不少于20年。
(4)结构设计旋风分离器采用立式圆筒结构,内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。
内装旋风子构件,按圆周方向均匀排布亦通过上下管板囿定:设备采用裙座支撑,封头采用耐高压椭圆型封头。
设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。
通常,气体入口设计分三种形式:a)上部进气b)中部进气c)下部进气对于湿气来说,我们常采用下部进气方案,因为下部进气可以利用设备下部空间,对直径大于300|im或500pm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。
天然气净化中的脱硫方法与节能措施1. 引言1.1 天然气净化的重要性天然气净化的重要性不仅体现在保护环境方面,还体现在提高天然气利用效率方面。
通过净化天然气中的杂质和有害物质,可以提高天然气的质量和纯度,从而确保天然气的稳定供应和安全使用。
净化后的天然气还能减少对设备和管道的腐蚀,延长设备寿命,降低运行维护成本。
天然气净化不仅是环保要求,更是推动能源产业健康发展的重要举措。
只有充分认识到天然气净化的重要性,采取有效的脱硫方法和节能措施,才能确保天然气的安全可靠供应,为人类创造清洁而健康的生活环境。
2. 正文2.1 脱硫方法脱硫方法是天然气净化中非常关键的一环,主要是通过不同的技术手段去除天然气中的硫化氢等有害物质,以确保天然气的清洁和安全。
在脱硫方法方面,主要有干法脱硫、湿法脱硫和生物脱硫这三种主要技术。
干法脱硫是利用吸附剂或化学试剂与硫化氢进行反应,将硫化氢转化为不易挥发的化合物,达到脱硫的效果。
这种方法操作简单,成本低,但对硫化氢气体浓度、温度等方面有要求。
湿法脱硫则是将天然气与吸收剂接触,在液体中将硫化氢溶解或转化为硫化物等形式,再进行分离和处理。
这种方法脱硫效率高,适用于高硫气体处理,但维护和运行成本相对较高。
生物脱硫则是利用微生物的作用,将硫化氢转化为硫酸盐或硫氧化物,达到脱硫的效果。
这种方法环保、无二次污染,但操作复杂,需要严格控制生物过程的各种条件。
综合考虑各种脱硫方法的特点和适用场景,选择适合自身生产过程的脱硫技术,才能更好地实现天然气净化目标。
【2000字】2.2 干法脱硫干法脱硫是一种常见的脱硫方法,通常用于净化含硫化合物高浓度的天然气。
其原理是通过干法吸附剂(如活性炭、氢氧化铝等)吸附天然气中的硫化氢、二硫化碳等硫化合物,从而达到脱硫的效果。
干法脱硫的优点在于操作简单,成本较低,处理效率高,不产生废水排放等优点。
干法脱硫还可以实现多次循环使用吸附剂,减少资源浪费。
干法脱硫也存在一些缺点。
净化天然气的膜分离技术净化天然气的膜分离技术是一种基于物理过程的气体分离技术。
该技术通过利用半透膜对天然气中的杂质进行筛选,从而实现天然气质量的提升。
在天然气净化过程中,常用的膜分离技术主要包括有机膜和无机膜两类。
有机膜是一种基于有机材料制成的膜,常见的有机膜材料包括聚丙烯、聚醚酮、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。
这些有机膜具有良好的机械性能和可塑性,且易于制造成各种形状和尺寸的膜。
有机膜在气体分离方面具有较高的分离性能,能够将天然气中的二氧化碳、氮气等杂质分离出来。
但是有机膜的耐受性较差,不适用于高温、高压和腐蚀性气体的分离。
相对于有机膜,无机膜具有更高的耐受性,适用于更加苛刻的气体分离工作。
无机膜常采用多孔陶瓷、玻璃等无机材料制成,其孔径大小具有良好的可调性和控制性,可以通过调整孔径的大小来实现对不同分子的选择性分离。
无机膜分为纳滤膜、超滤膜、微滤膜和气体分离膜等几种。
其中,气体分离膜是一种尤其重要的无机膜,其可用于分离天然气中的二氧化碳、甲烷等气体。
在天然气净化中,膜分离技术通常采用膜组件的形式进行。
膜组件是由数千个膜片组合而成的,它们通过特殊的连接方式形成一个密闭的系统,天然气从膜组件的一侧流入,经过膜的筛选作用后从另一侧流出,从而达到净化的目的。
膜组件的选择是影响膜分离技术效果的关键因素之一。
选择合适的膜组件可以提高天然气净化的效率和质量。
在选择膜组件时需要考虑以下几个因素:1. 材料的选择:膜组件的材料应具备良好的耐压、耐热、耐腐蚀等特性。
2. 孔径的选择:孔径大小直接影响到膜的分离效率和选择性。
3. 模块的密封性:模块的密封性对膜分离效果起着关键作用,需要保证密封性能好、无漏气现象。
总的来说,净化天然气的膜分离技术是一种高效、节能、环保的气体分离技术,在天然气生产、储存、运输等领域具有广泛应用前景。
lng生产工艺LNG(液化天然气)是一种清洁、高效、低碳的能源,广泛应用于工业生产、城市燃气、发电等领域。
LNG的生产工艺主要包括天然气采集、净化、液化和储运。
天然气的采集是LNG生产的第一步。
天然气是一种在地下岩石中存在的气态化石燃料,与石油类似,其在地球深部的沉积有助于生长和释放。
生产者通过钻井将岩石层中的天然气释放出来,通常是通过水平井和压裂技术来实现。
采集的天然气会经过管道输送到地面的处理设施。
天然气净化是LNG生产的第二步。
天然气中含有很多杂质,如硫化氢、二氧化碳和水。
净化的目的是去除这些杂质,以保证LNG的质量和安全性。
通常采用物理、化学和生物方法进行净化。
物理方法包括冷凝和脱水,将天然气中的水汽凝结成液体,以及通过低温冷却来去除二氧化碳等杂质。
化学方法包括吸附和吸收,利用化学物质来吸附和吸收杂质。
生物方法是利用微生物来降解天然气中的有机杂质。
液化是LNG生产的核心环节。
天然气在常温下是气态的,而液化是将其冷却至极低温(通常在零下162摄氏度)下使其转化为液态。
液化天然气的体积只有气态天然气的1/600,因此可以更容易地储存和运输。
液化的过程包括冷却和压缩。
首先,天然气被压缩,以增加其密度。
然后,通过向天然气注入低温液体(通常是液氮或液氧)来使其冷却,使其温度降至液化点以下。
冷却后的液态天然气将被储存在特殊的容器中。
储运是LNG生产的最后一步。
液化天然气通常通过海上运输到世界各地。
LNG船是专门设计用于储存和运输LNG的船舶。
LNG船采用双壳结构和高度绝缘材料,以防止液态天然气泄漏。
在船上,液态天然气将被储存在巨大的罐体中,以保持其低温和稳定。
一旦到达目的地,LNG将被卸载到储罐中,供应商可以进一步将其用于工业生产、城市燃气或发电等用途。
总的来说,LNG的生产工艺包括天然气采集、净化、液化和储运。
每个环节都是精细而复杂的,需要使用先进的技术和设备。
LNG作为一种清洁能源,对于减少碳排放和改善环境质量具有重要意义。
天然气净化厂安全规范天然气净化厂是一种重要的工业设施,致力于将原始天然气中的杂质和有害物质去除,以提高气体的纯度和质量。
然而,在天然气净化厂的运营过程中存在许多潜在的安全隐患,因此,制定和遵守一系列安全规范是非常有必要的。
1.员工培训:所有在天然气净化厂从事工作的员工都应经过必要的培训,包括对设备、运行程序和安全标准的理解。
培训应定期进行更新和巩固,以确保员工始终掌握最新的安全知识和技能。
2.设备维护:天然气净化厂的设备应定期进行维护和检修,以确保其正常运行。
运营商应建立维护记录,并按照制定的计划对设备进行检查、维修和替换。
故障设备应立即得到处理,以避免意外事件的发生。
3.火灾防护:火灾是天然气净化厂的一大安全威胁。
因此,高效的火灾防护措施是必不可少的。
包括使用防火材料、安装火灾报警器、配置灭火器材和建立灭火应急预案等。
4.气体泄漏监测:天然气净化厂应安装气体泄漏监测装置,及时检测和报警潜在的气体泄漏情况。
监测设备应定期校准和维护,以确保其准确性和可靠性。
5.作业场所安全:无论是设备维护、清洁还是日常操作,工作场所的安全应得到重视。
防滑地板、防护栏杆、紧急出口指示和合理布局都是确保工人安全的重要措施。
6.现场紧急响应:天然气净化厂应建立完善的现场紧急响应计划。
包括疏散设计、急救培训、联系当地消防等相关机构和制定应急通信系统等,以保证在紧急情况下能够及时有效地应对。
7.环境保护措施:天然气净化厂的运营应符合环境保护要求。
包括处理和合规处置废气、废水和固体废弃物,定期进行环境检测和监测,以确保不对周边环境造成污染。
综上所述,天然气净化厂的安全规范应涵盖员工培训、设备维护、火灾防护、气体泄漏监测、作业场所安全、现场紧急响应和环境保护措施等多个方面。
只有制定和遵守严格的规范,才能确保天然气净化厂的安全运营,保护工人的生命和财产安全,并避免对环境造成不可逆转的损害。
天然气净化厂是一种常见的工业设施,用于去除原始天然气中的杂质和有害物质,提高天然气的纯度和质量。
5. 1天然气的净化处理集油站采用多级分离的方式对原油进行生产分离,分离出的天然气汇集在一 起后,在中心平台进行净化处理,净化处理包含脱出二氧化碳和三甘醇脱水两个 过程,净化处理完成后对合格天然气进行压缩,用C\G 船外输。
5. 1. 1天然气的热值计算对于海洋采出的天然气,其热值需符合国家标准《天然气》GB17820-1999 中的气质指标要求(见表5.1),即当从海洋中采出的天然气达到气质指标要求时, 则无需脱出天然气中的弘成分,以节约净化成本。
(注:1.本标准中气体体积的标准参比条件是101. 325kPa, 20°C :2.在天然气交接点的压力温度条件下,天然气中应不存在液态烧;3.天然气中固体颗粒含量应不影响天然气的输送和利用。
) 天然气混合气体热值计算公式如下:H _ H (id )(加)一 Z 一 Z式中 H —— 混合气体的实际高位热值,MJ/m3;H (id ) -- 混合气体的理想高位热值,MJ/m 3:Z —— 混合气压缩因子;因为乙烷和丙烷的高位热值均高于中烷,未简化讣算将乙烷和丙烷的高位热值均按屮烷的高位热值计算。
带入数据得:H ==汽囂"% = 36.84M 、/ /" >31. 4 MJ/m 3,按照国家标准(5. 1)《天然气》GB17820-1999,该天然气无需脱除氮气。
5. 1.2二氧化碳脱出工艺按照国家标准《天然气》GB17820-1999,合格天然气中的二氧化碳含量要低于3. 0%,二氧化碳属于酸性气体,在二氧化碳在管道中输送时,对管道有较大的腐蚀性,为了避免管道腐蚀而引发管道破裂,必须对二氧化碳进行脱除。
(1)二氧化碳脱出工艺流程二氧化碳的脱除常用MDEA法,此法具有选择性好、能耗和操作费用低、腐蚀性轻微等特点,适用于硫化氢含量低和二氧化碳需深度脱除。
MDEA法主要包含两部分内容:第一是二氧化碳的吸收,第二是醇胺溶液的再生。
第8章 天然气净化 一般认为,天然气净化工艺包括天然气脱硫脱碳、脱水、硫磺回收及尾气处理4类工艺。天然气脱硫脱碳及脱水是为了达到商品天然气的质量指标;硫磺回收及尾气处理则是为了综合利用和环保要求。 国外也常将天然气净化(Natural Gas Purification)称为天然气处理(Natural Gas Treatment),有时还称为天然气调质(Natural Gas Conditioning)。
8.1分离器 8.1.1 旋风分离器
(1)工作原理 净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区,当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后,气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转,气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体,密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁,并在重力作用下,沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区,从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动,向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室,再经设备顶部出口流出。 性能指标 (2)作用 旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴,达到气固液分离,以保证管道及设备的正常运行。 (3)分离精度 旋风分离器的分离效果:在设计压力和气量条件下,均可除去≥10μm的固体颗粒。在工况点,分离效率为99%,在工况点±15%范围内,分离效率为97%。 压力降 正常工作条件下,单台旋风分离器在工况点压降不大于0.05MPa。 设计使用寿命 旋风分离器的设计使用寿命不少于20年。 (4)结构设计 旋风分离器采用立式圆筒结构,内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。内装旋风子构件,按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定;设备采用裙座支撑,封头采用耐高压椭圆型封头。设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。通常,气体入口设计分三种形式:a) 上部进气b) 中部进气c)下部进气 对于湿气来说,我们常采用下部进气方案,因为下部进气可以利用设备下部空间,对直径大于300μm或500μm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。而对于干气常采用中部进气或上部进气。上部进气配气均匀,但设备直径和设备高度都将增大,投资较高;而中部进气可以降低设备高度和降低造价。 (5)应用范围及特点 旋风除尘器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高(80~160毫米水柱)的净化设备,旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。 改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。
8.1.2 油气分离器 油气分离器是把油井生产出的原油和伴生天然气分离开来的一种装置。油气分离器置于潜油离心泵和保护器之间,将井液中的游离气体与井液分离,液体送给潜油离心泵,气体释放到油管和套管环形空间。 有时候分离器也作为油气水以及泥沙等多相的分离、缓冲、计量之用。从外形分大体有三种形式,立式、卧式、球形。 油气分离元件是决定空压机压缩空气品质的关键部件,高质量的油气分离元件不仅可保证压缩机的高效率工作,且滤芯寿命可达数千小时。从压缩机头出来的压缩空气夹带大大小小的油滴。大油滴通过油气分离罐时易分离,而小油滴(直径1um以下悬浮油微粒)则必须通过油气分离滤芯的微米及玻纤滤料层过滤。油微粒经过滤材的扩散作用,直接被滤材拦截以及惯性碰撞凝聚等机理,使压缩空气中的悬浮油微粒很快凝聚成大油滴,在重力作用下油集聚在油分芯底部,通过底部凹处回油管进口返回机头润滑油系统,从而使压缩机排出更加纯净无油的压缩空气。压缩空气中的固体粒子经过油分芯时滞留在过滤层中,这就导致了油分芯压差(阻力)不断增加。随着油分芯使用时间增长,当油分芯压差达到0.08到0.1Mpa时,滤芯必须更换,否则增加压缩机运行成本(耗电)。
8.1.3 气液分离器 饱和气体在降温或者加压过程中,一部分可凝气体组分会形成小液滴随气体一起流动。气液分离器作用就是处理含有少量凝液的气体,实现凝液回收或者气相净化。其结构一般就是一个压力容器,内部有相关进气构件、液滴捕集构件。一般气体由上部出口,液相由下部收集。汽液分离罐是利用丝网除沫,或折流挡板之类的内部构件,将气体中夹带的液体进一步凝结、排放, 以去除液体的效果。基本原理是利用气液比重不同,在一个突然扩大的容器中,流速降低后,在主流体转向的过程中,气相中细微的液滴下沉而与气体分离,或利用旋风分离器,气相中细微的液滴被进口高速气流甩到器壁上,碰撞后失去动能而与转向气体分离。 分离方法 气液分离器采用的分离结构很多,其分离方法也有:1、重力沉降;2、折流分离;3、离心力分离;4、丝网分离;5、超滤分离;6、填料分离等。 分离原理 (1)重力沉降原理 由于气体与液体的密度不同,液体在与气体一起流动时,液体会受到重力的作用,产生一个向下的速度,而气体仍然朝着原来的方向流动,也就是说液体与气体在重力场中有分离的倾向,向下的液体附着着在壁面上汇聚在一起通过排放管排出。 (2)折流分离原理 由于气体与液体的密度不同,液体与气体混合一起流动时,如果遇到阻挡,气体会折流而走,而液体由于惯性,继续有一个向前的速度,向前的液体附着在独挡壁面上由于重力的作用向下汇集到一起,通过排放管排出。 (3)离心分离原理 由于气体与液体的密度不同,液体与气体混合一起流动时,液体收到的离心力大于气体,所以液体有离心分离的倾向,液体附着在分离壁面上由于重力的作用向下汇集到一起,通过排放管排出。 (4)填充分离原理 由于气体与液体的密度不同,液体与气体混合一起流动时,如果遇到阻挡,气体会折流而走,而液体由于惯性,继续游一个向前的速度,向前的液体附着在独挡填料表面上由于重力的作用向下汇集到一起,通过排放管排出。由于填料相对普通折流分类来说具有大得多的阻挡手机壁面积,而且多次反复折流,液体很容易着壁,所以其分离效率有提高。 8.1.4 天然气过滤分离器 天然气过滤分离器是以离心分离、丝网捕沫和凝聚拦截的机理,对天然气进行粗滤、半精滤、精滤的三级过滤设备,是去除气体中的固体杂质和液态杂质的高效净化装置。净化效率高,容尘量大,运行平稳,投资运行费用低,安装使用简便。适用于天然气、城市煤气、矿井气、液化石油气、空气等多种气体。是石化、冶金、燃气等工业部门必不可少的净化设备。
8.2 天然气脱水 若天然气中含有水分,则在液化装置中,水在低于零度时将以冰或霜的形式冻结在换热器的表面和节流阀的工作部分。另外,天然气和水会形成天然气水合物,它是半稳定的固态化合物,可以在零度以上形成,它不仅可以导致管线堵塞,也可造成喷嘴和分离设备的堵塞。水合物形成温度的影响因素主要有以下三个方面:①混合物中重烃特别是异丁烷的含量;②混合物的组分,即使密度相同而组分不同,气体混合物形成水合物的温度也大不相同;③压力愈高,生成水合物的起始温度也愈高。 为了避免天然气中由于水的存在造成堵塞现象,通常须在高于水合物形成温度时就将原料气中的游离水脱除,使其露点达到-100℃ 以下。目前,常用的天然气脱水方法有冷却法、吸收法和吸附法等。
8.2.1.1 天然气脱水的必要性 ①水的析出将降低输气量,增加动力消耗 ;②水的存在将加速H2S或CO2对管线和设备的腐蚀;③导致生成水合物,使管线和设备堵塞。 因上述三方面原因,所以有必要对天然气进行脱水处理。 8.2.1.2 天然气脱水方法 ①低温法脱水;②溶剂吸收法脱水;③固体吸附法脱水;④应用膜分离技术脱水。 8.2.1.3 天然气脱水深度 ①满足用户的要求;②管输天然气水露点在起点输送压力下,宜比管外环境最低温度低5~7℃;③对天然气凝液回收装置,水露点应低于最低制冷温度5~7℃。
8.2.2.1 冷却脱水 冷却脱水是利用当压力不变时,天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水。此方法只适用于大量水分的粗分离。 对于气体,增加气体的压力和降低气体的温度,都会促使气体的液化。对于天然气这种多组分的混合物,各组分部分的液化温度都不同,其中水和重烃是较易液化的两种物质。所以采用加压和降温措施,可促使天然气中的水分冷凝析出。天然气中的露点随气体中水分降低而下降。脱水的目的就是使天然气中水的露点足够低,从而防止低温下水冷凝,冻结及水合物的形成。 对于井口压力很高的气体,可直接利用井口的压力,对气体进行节流降压到管输气的压力,根据焦耳-汤姆逊的效应,在降压过程中,天然气的温度也会相应降低,若天然气中水的含量很高,露点在节流后的温度以上,则节流后就会有水析出,从而达到脱水的目的。 对于压力比较低的天然气,可采用制冷方式进行冷却脱水。首先对天然气进行压缩,使天然气达到高温高压、经水冷却器冷却,再经节流元件进行节流,从而使温度降至天然气中水的露点以下,则水从天然气中析出,实现脱水。 若冷却脱水过程达不到作为液化厂原料气中水露点的要求,则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。
8.2.2 .2 吸收脱水 吸收脱水是用吸湿性液体(或活性固体)吸收的方法脱除气流中的水蒸气。 用作脱水吸收剂的物质应具有以下特点:对天然气有很强的脱水能力,热稳定性好,脱水时不发生化学反应,容易再生,粘度小,对天然气和液烃的溶解度较低,起泡和乳化倾向小,对设备无腐蚀性,同时还应价格低廉,容易得到。 甘油是最先用来干燥燃料气体的液体之一。下面分析几种常用醇类脱水吸收剂的优缺点。 1. 甘醇胺溶液 优点:可同时脱水、H2S和CO2,甘醇能降低醇胺溶液起泡倾向。 缺点:携带瞬失量较三甘醇大;需要较高的再生温度,易产生严重腐蚀;露点降小于三甘醇脱水装置,仅限于酸性天然气脱水。 2. 二甘醇水溶液 优点:浓溶液不会凝固;天然气中含有硫、氧和CO2存在时,在一般操作温度下溶液性能稳定,高的吸湿性。 缺点:携带瞬失比三甘醇大;溶剂容易再生,但用一般方法再生的二甘醇水溶液的体积分数不超过95%;露点降小于三甘醇溶液,当贫液的质量分数为95%~96%时,露点降约为28%;投资高。 3. 三甘醇水溶液 优点:浓溶液不会凝固;天然气中含有硫、氧和CO2存在时,在一般操作温度下溶液性能稳定,高的吸湿性;容易再生,用一般再生方法可得到体积分数为98.7%的三甘醇水溶液;蒸汽压低,携带损失量小,露点和降大,三甘醇的质量分数为98%~99%时,露点降可达33~42℃。
缺点:投资高;当有轻质烃液体存在时会有一定程度的起泡倾向,有时需要加入消泡剂。三甘醇脱水由于露点降大和运行可靠,在各种甘醇类化合物中其经济效果最好,因而国外广为采用。我国主要使用二甘醇或三甘醇,在三甘醇脱水吸收剂和固体脱水吸附剂两者脱水都能满足露点降的要求时,采用三甘醇脱水经济效应更好。 甘醇法脱水装置的典型工艺流程见图8-1。湿原料气经粗分离器出脱水后,从底部进入