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天然气液化的净化与工艺 油气储运（一）班 冯倩倩 摘 要：液化天然气在天然气的远洋运输，边远气田气体的利用以及城市燃气调峰中起到了重要的作用。本文概述了液化天然气的净化和液化工艺，对每种工艺的与缺点进行了分析比较，并指出了液化工艺的新的发展动向。 关键词：天然气；净化；液化；制冷循环  天然气作为一种清洁能源,受到各个国家的青睐,我国天然气的消费量也在逐年增长。近年来,天然气的探明储量稳步增长[1],产量和销售量也在持续增长。液化天然气在天然气的远洋运输,边远气田气体的利用以及城市燃气调峰中有重要的作用。 天然气液化工艺分两部分,原料气首先进行净化处理,净化后的气体经过一定的制冷循环,常压下将其深冷到- 162 ℃,得到液化天然气。 1 原料气的净化 天然气在液化之前都要进行气体的净化,即除去其中的重烃、H 2 S、CO2 、水分、Hg 等杂质,以免它们在低温下冻结而堵塞和腐蚀设备和管道。表1为这些杂质在原料气中允许含量的上限[2]。 表1 原料气中杂质浓度上限 杂质 原料气体中浓度极限 极限依据 H2O 0.1ppmV A CO2 50-100ppmV B H2S 3.5mg/Nm3(ppmV) C COS 0.1ppmV C 总含S量 10-50mg/Nm3 C Hg 0.01 A 芳香烃类 1-10ppmV A或B 注：A为无限制生产下的累积的允许位；B为溶解度限制；C为产品规格。 1. 1 脱酸性气体 目前在脱酸性气体的方法较多, 主要有醇胺法、Benfield 法。下面对这几种方法进行简要的介绍。 1.1.1 醇胺法 醇胺法脱除酸性气体是靠醇胺溶剂吸收而达到净化的目的,常用的溶剂有:一乙醇胺(MEA) 、二乙醇胺(DEA) 、二异丙醇胺(DIPA) 、甲基二乙醇胺(MDEA)[3]。一乙醇胺(MEA) 在几种醇胺溶剂中碱性最强,与酸性组分反应迅速,对H 2 S 和CO2 没有选择性,在大量脱除H 2 S 的同时,CO2 的脱除率超过90 %。该方法的可适用范围广,对于装置操作压力、酸性气体的含量和原料气中H 2 SPCO2 没有严格要求。其缺点是,腐蚀性强,溶剂损失量大;MEA 水溶液容易发泡及降解变质;MEA 的再生温度较高(约125 ℃) ,导致再生系统腐蚀严重,在高酸气负荷下则更甚,故MEA 溶液浓度一般采用15 % ,最高也不超过20 % ; 且酸气负荷也仅取013~014mol ( 酸气) Pmol (醇胺) 。 二乙醇胺(DEA) 的碱性较MEA 弱,但是它的净化度没有MEA 高,同样对H 2 S 和CO2 没有选择性。在合理选择材质并使用缓蚀剂的情况下,DEA 水溶液的浓度可提高至40 %~50 % ,酸气负荷也可达到015 mol (酸气) Pmol (醇胺) 以上,从而大幅度地降低了溶液循环量。溶剂蒸发损失较MEA 小,腐蚀性弱,再生时具有较MEA 溶剂低的残余酸性组分浓度。 二异丙醇胺(DIPA) 和甲基二乙醇胺(MDEA) 在H 2 S 和CO2 共存时可选择性吸收H 2 S , 将大量的CO2 留在原料气中,其中MDEA 的对H 2 S 的选择性更好。它们的化学稳定性均优于MEA 和DEA ,溶剂不易降解变质。所以其水溶液浓度也要比MEA和DEA 高,DIPA 水溶液的浓度一般为30 %~40 % ,MDEA 水溶液的浓度可达到50 % ,酸气负荷也可取015~016 mol (酸气) Pmol (醇胺) ,甚至更高。 1.1.2 Benfield 法 Benfield 溶剂是碳酸钾与催化剂、防腐剂的多组分水成混合物。基本的Benfield