第四章 天然气净化.ppt

第四章 天然气净化 第一节 净化目的及意义 第一节 净化目的及意义 天然气从地层中开采过程中，必然会携带砂、岩屑粉尘、铁锈、水（包括液态水和水蒸气）等固体和液体杂质。 除了烃类气体外，还会含有氮气、氢气、惰性气体如氦气、氩气等，酸性天然气还含有二氧化碳、一氧化碳、硫化氢，另外还有硫醇类、硫醚类、硫氧化碳、二硫化碳等有机化合物，在一些天然气藏中还含有多硫化氢和以胶溶态粒子形态存在的沥青质。 第二节 天然气气质标准及质量控制 一、管输天然气质量三项要求 1.天然气的组成 大量组分六个：甲烷、乙烷、丙烷、总丁烷、总戊烷、氮； 少量组分五个：二氧化碳、氢、不饱和烃类总量、一氧化碳、氧； 微量组分四个：硫化氢、硫醇类、总硫、水分。 　　2.燃烧性质 标准状态下的总发热量； 标准状态下的华白数。 　　3.其它性质 交接压力、温度下，不存在液相的水和烃类； 固体颗粒的含量不影响输送与利用； 存在的其它气体组分不影响输送和利用。 天然气质量标准 输气管道工程设计规范 进入输气管道的气体必须清除机械杂质； 水露点应比输送条件下最低环境温度低5℃； 烃露点应低于或等于最低环境温度； 气体中的硫化氢含量不应大于20mg/m3。当被输送的气体不符合上述要求时，必须采取相应的保护措施。 二、净比方法分类 分离和过滤：是除去固体尘粒和气体中夹带液体的主要方法。如重力或旋转式分离器都是根据气团、气液二相存在密差原理工作的。 冷凝分离：利用低温操作使水和重烃凝析成液体，从气流中分出。 吸附法：气相或液相中某一组分在固体吸附剂表面浓聚的现象称吸附。若被吸附物质和吸附剂间无化学反应，称物理吸附。否则，称化学吸附。由于吸附剂只对气流中的某种组分吸附，使该组分和气流分离。物理吸附时，随工况改变（如升高温度）会使被吸附物质脱离吸附剂表面，使吸附剂恢复吸附能力，这一过程称再生。 吸收法：某种液体能选择性地吸收气体中某种组分，使它与气流分离，这种液体称吸收剂。按两者是否发生化学反应，也可分为物理吸收和化学吸收二种。物理吸收时，也可采用措施使被吸收物质和吸收剂分开，这一过程称解析，解析能使吸收剂再生并重复使用。 直接转化法：通过某种化学反应，使杂质转化为无害化合物或易于除去的化合物。 综合法：以上方法的综合利用。 第三节 分离和除尘 一、重力式分离器 重力式分离器有立式和卧式两类，重力式分离器由分离、沉降、除雾和储存四个部分组成。 在分离段，含有液滴和固体粒子的气流进入分离器后，由于气流突然减速 ，并同时改变气流方向， 在惯性、离心以及重力的综合作用下， 对大量的液滴及固体粒子进行了初级分离。 随即气流进入了分离器的沉降分离段， 在此阶段较小的液滴、固粒子在其自身的重力作用下从气体中分离。为了增进沉降分离效果，有的分离器在结构上加了“百叶窗”式导流板等，以促进液粒凝聚和沉降。 另外在分离器上段设有捕雾器或分离头，以除去雾状液体和固体微粒。 在分离器下部应有足够的储液容积， 并设有液位检测计和排液装置。 捕雾器原理图 二、旋风分离器 旋风式分离器又称离心式分离器，是一种处理能力大，分离效果好的干式除尘设备，结构良好的旋风分离器可将大于5μm的尘粒基本除去，因而在工业上得到广泛应用。 多管旋风分离器 　　多管旋风分离器是多个微型旋风分离器—旋风子组装在一个外壳内而成。 　　多管旋风分离器较之普通旋风分离器，不但处理能力增加，而且净化度也得到提高，它可以全部脱除粒径8μm以上的尘粒，并可脱除约50%的粒径2μm左右的尘粒，是一种干式的分离效果良好的分离器，尤其适合于含尘量大而含液量小的气体处理。 三、过滤分离器 其结构类似于浮头式换热器，容器内的管板将分离器分为两段，因此，它是具有两级分离作用的分离器。 第一段内，管状玻璃纤维模压滤芯，通过支座与管板连接；第二级分离室装有金属丝网，它是一个高效捕雾器。 四、净化设备的选用 重力分离器是按最大工作流量进行设计的，只要不超过其流量和压力的设计值，气量和压力的波动对其分离效率影响不大，但净化程度不高。因此，适合于含液、固体杂质多，且流量和压力波动大的场合。 旋风分离器具有体积小、处理量大、分离效率高的优点，但其作用原理是依靠离心力实现气-液或气-固分离的，气体压力和流量波动较大时，对分离效率影响较大，而且对于含液量较高时，分离效果不佳。因此，旋风分离器适合于流量、压力波动不大和含液量不高的场合。 过滤分离器具有分离效率高、效果好的优点，但需要定期进行放空清扫和更换滤芯等元件，操作较麻烦，运行费用较高。 对输气干线的站场应根据气源条件（气量和压力值及波动情况、含液量、含尘量等）、气质情况、输送要求等选择经济合理、技术先进、操作简单、维修方便的分离净化设备。 在要求净