LNG技术 第二章 LNG的生产工艺预处理.ppt

* * 现代液化天然气工厂采用的吸附脱水方法大都是分子筛吸附，常用4A分子筛。尽管分子筛价格较高，但却是一种极好的脱水吸附剂。在天然气液化或深度冷冻之前，要求先将天然气的露点降低至很低值，此时用分子筛脱水比较合适。分子筛的主要缺点是当有油滴或醇类等化学品带入时，会使分子筛变质恶化，再生时耗热高。 在实际使用中，可将分子筛同硅胶或活性氧化铝等串联使用。需干燥的天然气首先通过硅胶床层脱去大部分饱和水，再通过分子筛床层深度脱除残余的微量水分，以获得很低的露点。 * * （3）吸附法脱水工艺流程 吸附 再生 冷却 * * * * 2.1.3 脱酸性气体 由地层采出的天然气除通常含有水蒸气外，往往还含有一些酸性气体。这些酸性气体一般是H2S, CO2、COS与RSH等气相杂质。含有酸性气体的天然气通常称为酸性气或含硫气。 酸性气体不但对人身有害，对设备管道有腐蚀作用，而且因其沸点较高，在降温过程中易呈固体析出，故必须脱除。脱除酸性气体常称为脱硫脱碳，或习惯上称为脱硫。在净化天然气时，可考虑同时除去H2S和CO2，因为醇胺法和用分子筛吸附净化中，这两种组分可以被一起脱除。 * * 脱硫方法的分类 脱硫方法一般可分为化学吸收法、物理吸收法、联合吸收法、直接转化法、非再生性法、膜分离法和低温分离法等。其中采用溶液或溶剂作脱硫剂的化学吸收法、物理吸收法、联合吸收法及直接转化法，习惯上统称为湿法；采用固体床脱硫的海绵铁法、分子筛法统称为干法。 化学吸收法：以弱碱性溶液为吸收溶剂，与天然气中的酸性气体（主要是H2S和CO2）反应形成化合物。当吸收了酸性气体的溶液（富液）温度升高、压力降低时，该化合物即分解放出酸性气体。 * * 以MEA吸收H2S和CO2为例，来表明胺法脱硫的主要化学反应过程。 * * 在化学吸收法中，各种烷醇胺法（简称胺法）应用最广，所使用的胺有一乙醇胺(MEA）、二乙醇胺（DEA）、二异丙醇胺（DIPA）、甲基二乙醇胺(MDEA)等。胺法的突出优点是成本低、高反应率、良好的稳定性和易再生。一般对于H2S和CO2，胺吸收法更易吸收H2S。化学吸收法中另外还有碱性盐溶液法，如改良热钾碱法和氨基酸盐法。 化学吸收法用于酸性气体分压低的天然气脱硫，特别是CO2含量高、H2S含量低的天然气，这样成本可以降低。 经典醇胺法易起泡、腐蚀、在有机硫存在下会发生降解。鉴于上述缺陷，在20世纪60年代，研究开发了二甘醇胺法（DGA法）、二异丙醇胺法（ADIP法）等新醇胺法。 * * 物理吸收法：此法采用有机化合物作为吸收溶剂，吸收天然气中的酸性气体。物理吸收法的溶剂用量与原料气中的酸性气体含量无关。因此，如果天然气中的酸性气体分压高，最好采用物理吸收法。由于物理溶剂对天然气中的重烃有较大的溶解度，因而物理吸收法常用于酸气分压大于0.35mPa、重烃含量低的天然气脱硫，其中某些方法可选择性地脱除H2S。 联合吸收法：此法兼有化学吸收和物理吸收两类方法的特点。目前在工业上应用较多的是砜胺法（Sulfinol）法、二乙醇胺-热碳酸盐联合法或称海培尔（Hi-Pure）法。 * * 直接转化法：称为氧化还原法。它以氧化－还原反应为基础，借助于溶液中氧载体的催化作用，把被碱性溶液吸收的H2S氧化为硫，然后鼓入空气，使吸收液再生。 膜分离法：20世纪80年代以来，为解决酸气含量很高的天然气净化问题，国外致力于开发利用物理原理进行分离的方法，其中膜分离方法是较成功的一种。膜分离器应用于气体分离有下列优点：①在分离过程中不发生相变，因而能耗甚低；②分离过程不涉及化学药剂，副反应很少，基本不存在常见的腐蚀问题；③设备简单，占地面积小，过程容易控制。 * * 低温分离法: 此法是专用于CO2驱油伴生气处理的方法。 干法（固体床脱硫法）:此法是利用酸性气体在固体脱硫剂表面的吸附作用，或者与表面上的某些组分反应，脱除天然气中的酸性气体。 脱硫方法的选择 天然气脱硫方法的选择，不仅对于脱硫过程本身，就是对于下游工艺过程，包括酸气处理和硫磺回收、脱水、天然气液回收等都有很大的影响。 * * 天然气液化中常用的净化方法 在天然气液化装置中，常用的净化方法有三种，即醇胺法、热钾碱法（Benfied）、砜胺法(Sulfinol)。 醇胺法:利用以胺为溶剂的水溶液，与原料天然气中的酸性气体发生化学反应来脱除天然气中的酸性气体的，此法可同时脱除CO2和H2S。目前主要采用一乙醇胺及二乙醇胺为溶剂。 * * * * (改良)热钾碱法（Benfied）:Benfied溶剂是碳酸钾、催化剂、防腐剂和水