Related articles
撬装式天然气脱碳设备制造厂家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;
联系电话:
工艺技术方案及说明
1 撬装式天然气脱碳设备制造厂家技术比较与选择
天然气液化的预处理过程基本包括原料气脱酸气工艺过程。
1.1 天然气净化工艺选择
作为原料气的天然气,在进行液化前必须对其进行*净化。即除去原料气中的酸性气体、水分和杂质,如 H2S、CO2、H2O、Hg 和芳香烃等,以免它们在低温下冻结而堵塞、腐蚀设备和管道。表 4.1-1 列出了 LNG 工厂原料气预处理标准和杂质的最大含量。
表 4.1-1 LNG 原料气最大允许杂质含量
杂质 | 含量极限 | 依据 |
H2O | <1ppmV | A(在不限制产量条件下,允许超过溶解
极限) |
CO2 | 50~100ppmV | B(极限溶解度) |
H2S | <4ppmV | C(产品技术要求) |
总含硫量 | 10~50mg/Nm3 | C |
Hg | <0.01μg/Nm3 | A |
芳香烃类 | ≤10ppmV | A 或 B |
环烷烃总量 | ≤10ppmV | A 或 B |
从原料气数据来看,原料气中硫、CO2、水含量超标,必须进行净化。A)脱 CO2 工艺选择天然气中含有的 H2S 和 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。
纯 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。
来自管网 20~25MPa 的天然气进入过滤分离器首先分离掉游离水和固体颗粒后注入甲醇,注入甲醇后的天然气经管道送入净化单元。进入净化单元的天然气首先进入进口分离器,分离后的气体经水套炉加热至约 80℃后经减压装置减压至 4MPa.g 进入分离器,分离后的气体进入 MDEA 系统脱除 CO2,然后依次脱除重烃、水和汞后进入后续单元。
本装置的主要工艺技术方法是:
采用 MDEA 脱除二氧化碳;
原料气进入脱酸气单元,本单元采用 MDEA 溶液的方法脱除原料气中的 CO2 和 H2S 等酸性气体。
天然气从吸收塔下部进入,自下而上通过吸收塔;*再生后的 MDEA 溶液(贫液)从吸收塔上部进入,自上而下通过吸收塔,逆向流动的 MDEA 溶液和天然气在吸收塔内充分接触,气体中的 CO2 被吸收而进入液相,未被吸收的组份从吸收塔顶部引出,进入脱碳气冷却器和分离器。出脱碳气分离器的气体进入原料气干燥单元,冷凝液去闪蒸罐。
处理后的天然中 CO2 含量小于 50ppmV,H2S 含量小于 4 ppmV。
吸收了 CO2 的 MDEA 溶液称富液,至闪蒸塔,降压闪蒸出的天然气送往燃料系统。闪蒸后的富液与再生塔底部流出的溶液(贫液)换热后,升温到~ 98℃去再生塔上部,在再生塔进行汽提再生,直至贫液的贫液度达到指标。
出再生塔的贫液经过贫富液换热器、贫液冷却器,贫液被冷却到~40℃, 被贫液泵加压后,从吸收塔上部进入。
再生塔顶部出口气体经酸气冷却器,进入酸气分离器,出酸气分离器的气体送往酸气排放系统,冷凝液经过回收泵加压后送至闪蒸分离器。
再生塔再沸器的热源由来自导热油系统的导热油提供。本单元主要工艺设备为吸收塔和再生塔。
主要设备选型和供货
本液化装置是成套设备,成套后必须确保装置稳定高效运行。设备设计、制造和定型产品选型的原则为立足国内、技术成熟、性能*。国内产品达不到技术要求的,选用进口品牌。
本章所述的工艺设备基本技术数据以最终设计为准。
本装置的工艺设备供货清单如下:
(1) 、原料气脱碳单元
序 号 | 设备名称 | 数量 | 其他说明 |
脱碳橇(处理量:120000Nm3/day) | |||
1 | 吸收塔 | 1 台 | 材质:Q345R |
2 | 再沸器 | 1 台 | 壳程:S30408,管程:S30408 |
3 | 再生塔 | 1 台 | 材质:S30408 |
4 | 脱碳气冷却器 | 1 台 | 空冷器(水冷) |
5 | 脱碳气分离器 | 1 台 | 材质:Q345R |
6 | MDEA 循环泵 | 2 台 | 用 1 备 1 |
7 | 闪蒸分离器 | 1 台 | 材质:Q345R |
8 | 贫富液换热器 | 1 台 | 板片式 |
9 | 贫液冷却器 | 1 台 | 空冷器(水冷) |
10 | 溶液过滤器 | 1 台 | 材质:Q345R |
11 | 酸气冷却器 | 1 台 | 空冷器 |
12 | 酸气分离器 | 1 台 | 材质:S30408 |
13 | MDEA 缓冲槽 | 1 台 | 材质:Q345R |
14 | 电加热管 | 1 台 | 120KW,冬季停车重启时加热胺液 |
15 | 阀门、仪表、液位计 | 1 套 | |
16 | 撬块底座 | 1 套 | |
撬块尺寸(长×宽×高:13000×3000×3000mm) |
天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称,比重约
0.65,比空气轻,具有无色、无味、无毒之特性。
天然气主要成分烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁 烷,此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气 体,如氦和氩等。天然气在送到最终用户之前,为助于泄漏检测,还要用硫醇、四氢噻吩等来给天然气添加气味。
天然气不溶于水,密度为 0.7174kg/Nm3,相对密度(水)为 0.45(液化)燃点(℃)为 650,爆炸极限(V%)为 5-15。在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。甲烷是最短和最轻的烃分子。
有机硫化物和硫化氢(H₂S)是常见的杂质,在大多数利用天然气的情况下都必须预先除去。含硫杂质多的天然气用英文的专业术语形容为"sour(酸的)"。
返回列表