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自然气预处理和液化工艺技术的研究进展 自然气2011-01-10 15：40：56阅读1评论0字号：大中小订阅摘要：调研了国内外自然气预处理和液化方面的必威体育精装版文献，并对各种工艺技术进行了比较和分析。自然气预处理的工艺技术主要包括：酸性气体的脱除、水的脱除以及汞及重烃的脱除等；液化工艺流程主要有阶式制冷循环、混合制冷剂制冷循环、膨胀机制冷循环。各种液化方式都有自己的工艺特点。阶式制冷循环能耗最小，是目前自然气液化循环中效率最高的一种；混合制冷剂循环同阶式制冷循环相比，混合制冷液化循环具有流程简单、机组少、投资用度低、对制冷剂的纯度要求不高等优点；膨胀机循环能够较迅速和简单地启动和停工，但功耗较大。 关键词：自然气预处理液化研究现状 世界自然气资源丰富，分布广而不均。一些大的自然气资源大都蕴躲在荒漠地区，距人门密集和产业发达地区较远，并经常有大面积的海洋和复杂的地形地貌阻隔。长间隔展设管道，甚至越洋气态输送自然气，经常要受到本钱与技术题目的制约。因此，自然气远间隔运输大都通过液化自然气(LNG)的方式进行。自然气液化是一个低温过程，原料自然气经预处理和干燥后，进进换热器进行低温冷冻循环，在常压下将其深冷到-162℃左釉冬自然气便会液化成为LNG[1]。当代产业规模的火然气液化(即LNG的生产)技术通常包括原料气预处理、液化和储存三个部分。由于篇幅的限制，本文只扼要先容国内外在原料气预处理和液化方而的工艺技术[2]。 1原料气预处理 自然气液化之前的原料气净化是一个重要环节。 表1原料气中杂质浓度上限杂质浓度极限H 200.1×10-6(ψ)CO 2(50~100)×10-6(ψ)H 2S 3.5mg/m 3COS0.1×10-6(ψ)总S含量10~50mg/m 3Hg0.1μm/m 3芳香烃类(1~10)×10-6(ψ)由于液化气厂的进料气中含有大量的酸性气体、重烃、水及汞等杂质，易形成水合物，造成设备腐蚀、管道堵塞。为了保证自然气的深冷冻液化过程的稳定操纵对其中的CO 2、H 2S、水、汞、重烃类等都有严格的要求一般要达到如表1所示的指标。 顶处理的主要设备由吸收塔、再生塔及干燥塔组成(见图1)。 1.1酸性气体的脱除 酸性气体的脱除通常是采用溶液吸收法。有：①胺法；②Benfeld法(以碳酸钾和二乙醇胺为溶剂)；③Sulfinol法(这是一种物理化学吸收法)。然而这些法中，③中的溶剂同时也能使包括CH4在内的烃类大量溶解，并且这些方法大多数本钱高，能耗大。 近年来，一些LNG公司已采用了一些较先进的体预处理技术，并且已在LNG产业中起着重要作用[3]。 对于含低浓度酸性气体的原料气(分压小于350kPa)，Amine Guard FS流程较为实用，它是包括一个以胺液为主体的流程和一种UCARSOL类胺溶剂，该溶剂本钱低、有较好的热的和化学的稳定性、无腐蚀性、不易起泡，以及该流程除易操纵外，与MEA和DEA流程相比需较低的再生热能等优点，其优化了的设计是基于40多年的气体净化经验并已得到技术性杂志的认可，世界上已有550多个工厂采用该流程。 值得一提的是Benfield流程(见图2)。它包括K 2CO 3水溶液、加快质传递的活化剂及防腐剂，已被世界上几百个装置所采用。Benfield流程已有30多年历史，近年来人们对它有所改进。较为典型的有：①Ben-field-100流程(如图3所示)，它包括K2CO3吸收液、分子筛等。K 2CO 3吸收液除往酸性气体及COS，分子筛则除往水分及剩余的酸性气体。产品中有部分气体回流，用于分子筛的再生，然后再返回原料气。该流程能较彻底地除往含S化合物、80%~99%COS、95%~100%甲疏醇及大部分水分；②采用新的活化剂。通常活化剂用于加快CO 2的吸收速度，这样可减少装置体积并起节能作用。以往常用二乙醇胺(DEA)、砷、甘氨酸作为活化剂，而现在采用一种新的活化剂P1，其效用已被美国三个合成氨厂所证实，这些厂天天产氨1000~1500t，需纯化2.8MPa压力下含17%CO 2的m 3气体。 1.2水分的脱除 脱除酸气后的原料气，一定要脱水。一是可防止自然气中的水分析出，在液化时结冰，使管道和仪表阀门出现冰堵，发生事故；二是因液态水的存在，使末脱除的酸性组分对压力管道和容器的腐蚀加剧，可能导致应力腐蚀。自然气脱水的方法主要有3种：①冷却法；②甘醇吸收法；③固体(如硅胶、活性氧化铝、分子筛)吸附法。现主要用第③种，一般采用4A型分子筛。以往的分子筛常包含有小的沸石类微粒，吸水性能好，但与此同时也造成了较大的气体压力损失。为解决这个题目，一种新的TRISlV吸收系统问世，其新的微粒结构增大了与气体的接触面积，并缩短了气体流程，减小了气体的压力损失[4]。 1.3汞及重烃的脱除 由于Hg对铝质板翅式