天然气脱水_第三章课件.ppt

四、吸附法在酸性天然气脱水中的应用 　　用吸附法净化酸性天然气，可以同时脱除天然气中的水和酸性组分(二氧化碳和硫化物)，但对吸附剂的抗酸性有一定的要求。　　　　 　　活性铝土含有氧化铁，遇到天然气中硫化氢会生成硫化铁，因而迅速失去活性并使颗粒粉碎。铝土中含铁量越高，硫化氢对其影响越大。 　活性氧化铝有—定的抗酸性能力，但不如硅胶和分子筛。然而，硅胶和A型分子筛也不能用于高酸性的天然气脱水。用于高酸性的天然气脱水，不仅吸附活性下降，而且晶体结纠构也要破坏。对于高酸性的天然气脱水和脱硫，必须采用抗酸性吸附剂。分子筛的抗酸性能与其组成中的硅铝比有密切关系。硅铝比低的分子筛易受酸或酸性气体的影响而变质。其中硅铝比较高的13X可用于酸型天然气净化，也常用于丙烷和丁烷的脱水和脱硫。 　　目前常用的抗酸性分子筛有AW300和AW500，其性能见表5－12 (一) 酸性气净化用吸附剂 （二）酸性气净化吸附法工艺流程 　　用于酸性天然气的吸附法净化装置与一般吸附法脱水装置相似，只是对再生气的处理方法不同。 　　美国美孚（Mobil）北海公司的英国SAGE天然气处理厂中，在酸性天然气吸附法脱水装置的再生系统中增加了一套对脱除COS和H2S具有灵活性的固定床反应装置（Puraspec反应器）。流程见图5-18。 　　①该工艺采用了Cosmin105A吸附剂，该吸附剂对COS生成反应几乎没有催化作用。 ②该工艺设有两个并联的固定床反应器，固定床上部装有COS水解催化剂，下部装有H2S吸附剂，防止了再生器中COS和H2S高峰值的出现。 （三）工艺特点 * * 天然气脱水过程要求吸附剂应具有以下特性 ①必须是多孔性的、具有较大吸附比表面积的物质。用于天然气脱水的吸附剂比表面积—般都在500—800m2／g，比表面积越大，其吸附容量(或湿容量)越大。 ②对流体中的不同组分具有选择性吸附作用，亦即对要脱除的组分具有较高的吸附容里。 ③具有较高的吸附传质速度，在瞬间即可达到相间平衡。 　　④能简便而经济地再生，且在使用过程中能保持较高的吸附容量，使用寿命长。 一、吸附剂的类型及选择 ⑤工业用的吸附剂通常是颗粒状的。为了适应工业应用的要求，吸附剂颗粒在大小、几何形状等方面应具有一定的特性。例如，颗粒大小适度而且均匀，同时具有很高的机械强度以防止破碎和产生粉尘(粉化)等。 ⑥具有较大的堆积密度。 ⑦有良好的化学稳定性、热稳定性以及价格使宜、原料充足等。 目前，在天然气脱水中主要使用的吸附剂有活性铝土和活性氧化铝、硅胶及分子筛三大类。通常，应根据工艺要求进行经济比较后，选择合适的吸附剂。 1. 活性氧化铝 它是人工合成，含有部分水合的、多孔和无定形的氧化铝。其比表面积可达250m2/g以上。近年来问世的高效活性氧化铝能使的气体水露点可低达-100℃。但其再生时耗热量较硅胶高，能吸附重烃且不易脱除。此外，氧化铝呈碱性、可与无机酸发生化学反应，故不宜处理酸性天然气。 活性氧化铝的湿容量很大，常用于水含量大的气体脱水。 2. 硅胶 硅胶是一种晶粒状无定形氧化硅，分子式为SiO2·nH2O。采用硅胶脱水一般可使天然气露点达-60℃。用于天然气脱水的硅胶很容易再生，再生温度较分子筛低。当硅胶吸附天然气中水份时，其量可达自身质量的50％。但吸水时放出大量的吸附热，很易破裂产生粉尘，增加压降，降低有效湿容量。 3. 分子筛 目前常用的分子筛系人工合成沸石，是一种硅铝酸盐晶体，由SiO4和AlO4四面体组成。在分子筛晶体中存在着金属阳离子，以平衡AlO4四面体中多余的负电荷。分子筛化学结构式如下： 其中，M－金属离子，可以是K＋、Na＋、Ca＋等 n－离子的价数； X－称为硅铝比 具有许多排列整齐，大小均一的孔道。孔道之间通过孔口相互联结，孔口大小与分子大小相近。 分子筛的类型 硅铝比(X)不同,分子筛类型不同,分为 A、X、Y型分子筛； 金属离子不同，分子筛孔口直径不同，同类分子筛又有不同的牌号；例如：3A，4A，5A型分子筛等。对不同类型分子筛可总结为： 分子筛的结构特点： 分子筛类型 A X Y 硅铝比（X） 2 2.5 5 对于A型分子筛，则有： 分子筛名称 3A 4A