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天然气净化设备

天然气净化设备

型    号: 3万吨-50万吨
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天然气净化设备天然气净化过程基本包括原料气脱酸、脱水脱汞系统工艺过程,首先经过预处理撬块的井口气直接进入净化撬块,脱酸工艺(主要指二氧化碳和硫化氢)采用溶剂吸收法,吸收剂为MDEA;脱水工艺采用分子筛脱除微量水分;脱除的重烃直接进入火炬系统燃烧处理;脱汞工艺采用浸硫活性炭吸附法;

  • 产品描述

天然气净化设备天然气净化过程基本包括原料气脱酸、脱水脱汞系统工艺过程,首先经过预处理撬块的井口气直接进入净化撬块,脱酸工艺(主要指二氧化碳和硫化氢)采用溶剂吸收法,吸收剂为MDEA;脱水工艺采用分子筛脱除微量水分;脱除的重烃直接进入火炬系统燃烧处理;脱汞工艺采用浸硫活性炭吸附法;

1、天然气净化设备CO2工艺选择

天然气中含有的CO2统称为酸性气体,它们的存在会造成金属腐蚀并污染环境。此外,CO2含量过高,会降低天然气的热值。因此,必须严格控制天然气中酸性组分的含量,以达到工艺和产品质量的要求。

用于天然气脱除酸气的方法有溶剂吸收法、物理吸收法、氧化还原法和分子筛吸附法。目前普遍*和广泛应用的溶剂吸收法。它是以可逆的化学反应为基础,以碱性溶剂为吸收剂的脱硫方法,溶剂与原料气中的酸组分(主要是CO2)反应而生成化合物;吸收了酸气的富液在升高温度、降低压力的条件下又能分解而放出酸气,从而实现溶剂的再生利用。

溶剂吸收法所用溶剂一般为烷醇胺类,主要有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等。本方案从适用性和经济性的角度考虑,选择甲基二乙醇胺(MDEA)作为脱除酸性气体的溶剂。

MDEA(N-Methyldiethanolamine)即N-甲基二乙醇胺,分子式为CH3-N(CH2CH2OH)2,分子量119.2,沸点246~248℃,闪点260℃,凝固点-21℃,汽化潜热519.16kJ/kg,能与水和醇混溶,微溶于醚。在一定条件下,对二氧化碳等酸性气体有很强的吸收能力,而且反应热小,解吸温度低,化学性质稳定,无毒而不降解。

MDEA溶液与CO2不发生反应,但其水溶液与CO2可按下式反应:

CO2 + H2O == H+ + HCO3- (1)

H+ + R2NCH3 == R2NCH3H+ (2)

式(1)受液膜控制,反应速率极慢,式(2)则为瞬间可逆反应,因此式(1)为MDEA吸收CO2的控制步骤,为加快吸收速率,在MDEA溶液中加入活化剂(R2/NH)后,反应按下式进行:

R2/NH + CO2 == R2/NCOOH (3)

R2/NCOOH + R2NCH3 + H2O ==R2/NH + R2CH3NH+HCO3- (4)

(3)+(4):

R2NCH3+ CO2 + H2O == R2CH3NH+HCO3- (5)

由式(3)~(5)可知,活化剂吸收了CO2,向液相传递CO2,大大加快了反应速度。MDEA分子含有一个叔胺基团,吸收CO2后生成碳酸氢盐,加热再生时远比伯仲胺生成的氨基甲酸盐所需的热量低得多。

从能耗、处理规模和投资运行成本等角度,MDEA胺液法是最合适的工艺,因此本方案选择MDEA胺液法脱酸气。

2、天然气净化设备脱水工艺选择

天然气中水分的存在往往会造成严重的后果:水分与天然气在一定条件下形成水合物阻塞管路,影响冷却液化过程;另外由于水分的存在也会造成不必要的动力消耗;由于天然气液化温度低,水的存在还会导致设备冻堵,故必须脱水。

天然气脱水工艺方法一般包括:低温脱水、固体干燥剂吸附和溶剂吸收三大类。冷冻分离主要用于避免天然气在温度低时出现水合物,然而它所允许达到的低温是有限的,不能满足天然气液化的要求;溶剂吸收通常包括浓酸(一般是浓磷酸等有机酸)、甘醇(常用的是三甘醇)等,但这些方法脱水深度较低,不能用于深冷装置;固体干燥剂脱水法常见的是硅胶法、分子筛法或这两种方法的混合使用。

天然气液化脱水必须采取固体吸附法,由于分子筛具有吸附选择能力强、低水汽分压下的高吸附特性,以及同时可以进一步脱除残余酸性气体等优点,因此本方案采用4A分子筛作为脱水吸附剂。

3、天然气净化设备脱汞工艺选择

目前,脱汞工艺主要有两种:即美国UOP公司的HgSIV分子筛吸附法和采用浸硫活性炭使汞与硫产生化学反应生成硫化汞并吸附在活性炭上。前者成本高,适用于汞含量高的场合;后者运行成本低,适用于汞含量低的场合。

一方面,HgSIV分子筛运行成本很高;另一方面,本装置的原料气中汞含量比较低。因此,采用浸硫活性炭脱汞,此种工艺本公司已有有成功的使用经验。



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