天然气基本知识_天然气处理原理与加工艺
天然气的工作原理
天然气的工作原理
天然气的工作原理是通过燃烧产生热能来转化为其他形式的能量。
当天然气与空气混合并点燃时，会产生高温和高压的燃烧气体。
这种燃烧气体可以用来发动内燃机、锅炉和发电机，转化为动力、热能或电能。
天然气主要成分为甲烷（CH4），其中还含有少量的乙烷
（C2H6）、丙烷（C3H8）等烃类气体和一些杂质。
天然气本身没有颜色、气味和味道，为了安全起见，在供气过程中会加入一种称为“臭素化合物”的物质，使其具有明显的臭味，以便及时发现泄漏情况。
在天然气的使用过程中，需要将其从气源输送到相应的终端设备。
通常，天然气通过管道输送到用户地点，然后进入设备进行燃烧或者进行工业生产。
在输送过程中，需要使用压缩机将天然气压缩为高压气体，以便快速、高效地输送。
此外，还需要使用一些相关设备，如阀门、计量仪表等，来控制天然气的流量和压力。
当天然气进入燃烧设备时，需要与空气混合并点燃。
点燃后，燃烧气体产生高温高压，当其压力作用在活塞或涡轮上时，可以驱动发动机或发电机转动，从而产生动力或电能。
同时，燃烧产生的高温气体还可以通过热交换器将热能传递给水或其他介质，将其加热为蒸汽或热水，用于供热或工业生产。
总结来说，天然气的工作原理是通过燃烧产生热能来转化为其
他形式的能量。
它经过输送、压缩和点燃等过程，最终转化为动力、热能或电能，满足人们的各种需求。
15、天然气处理原理、流程
第二处理厂培训课件
⑷ 机械制冷冷却法
在一些以低压伴生气为原料气的露点控制装置中一般采用 机械制冷[通常为蒸汽压缩制冷]的方法获得低温，使天然气 中更多的烃类气体（同时还有水蒸气）冷凝析出，从而达到 露点控制或既回收液烃又同时脱水的目的。 综述：对于压力比较低的天然气，可采用机械制冷方式进 行冷却脱水。首先对天然气进行压缩，使天然气达到高温高 压、经水冷却器冷却、再经节流，从而使温度降至天然气中 水的露点之下，则水从天然气中析出，实现脱水。若冷却脱 水过程达不到作为液化厂原料气中对水露点的要求，则还应 采用其他方法对天然气进行进一步的脱水。 为防止形成水合物，通常在降温前把甘醇（乙二醇、二甘 醇）、甲醇等防冻剂注入气流中。
天然气处理原理、流程
克拉作业区第二处理厂
中 国 石 油 塔 里 木油 田公 司
Petrochina Tarim OilField Company
第二处理厂培训课件
培训内容
天然气基础知识 天然气脱水工艺
轻烃的回收处理
其余杂质的处理
第二处理厂培训课件
天然气的范畴
广义来说，天然气是指自然界中一切天然生成的各种 气体的混合物。 从能源角度，天然气指自然生成，在一定压力下蕴藏 于地下岩层孔隙或裂缝中的混合气体，其主要成分为甲烷 及少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷及以上烃类气休，并可能 含有氮、氢、二氧化碳、硫化氢及水汽等非烃类气体及少 量氦、氩等惰性气体。我们所讲的天然气通常指从气田采 出的天然气及油田采油过程中同时采出的伴生天然气。
第二处理厂培训课件
天然气基础知识 天然气脱水工艺 轻烃的回收处理
其余杂质的处理
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天然气脱水工艺一般包括：低温冷却法、溶
剂吸收法脱水、固体吸附法脱水和化学反应脱水。
天然气处理原理
天然气处理原理
天然气处理是指对从天然气井中采出的原生气进行加工处理，以提高天然气的纯度、可燃性和适用性。
天然气处理的基本原理包括以下几个方面：
1. 酸性气体处理：酸性气体主要指含有硫化氢（H2S）和二氧化碳（CO2）等酸性成分的气体。
目的是通过酸气去除装置，如酸气洗涤塔、酸气吸收板和酸气反应器，使用酸性洗涤剂（如甲酸、丙酮等）或吸收剂（如胺类）吸收或反应，将酸性成分与天然气分离。
2. 含水气体处理：含水气体主要指天然气中的水蒸气。
水蒸气的存在不仅会降低天然气的热值，还会引起管道结露和冻结等问题。
处理包括冷冻脱水和吸附脱水两种方式，即通过低温和吸附剂去除水蒸气。
3. 固体颗粒物处理：固体颗粒物主要指天然气中悬浮颗粒、液滴和液滴中的溶解物等杂质。
处理包括除尘器和滤芯等设备，通过对流过滤媒体的天然气进行过滤，将固体颗粒物捕捉和分离。
4. 甲烷处理：甲烷是天然气的主要成分，但有时也需要对甲烷进行处理。
处理目的可能是提高甲烷的纯度，或者是将甲烷转化成更有价值的烃类化合物，如乙烷、丙烷等。
常见的处理方式包括精馏、催化转化和吸附。
以上是天然气处理的基本原理，通过不同的处理方法和设备，
可以实现对天然气中的酸性气体、水蒸气、固体颗粒物和甲烷等成分的处理和分离，以获得高纯度、高能量的天然气产品。
天然气厂工艺流程
天然气厂工艺流程
《天然气厂工艺流程》
天然气是一种清洁、高效的能源，广泛应用于工业、民用和发电等领域。
天然气厂是将天然气从地下储藏层中提取、净化和加工的设施，其工艺流程包括天然气采集、气体处理、压缩和输送等步骤。
首先，天然气从地下储藏层中通过钻井和井口设备进行采集。
然后，天然气通过管道输送到天然气厂，经过初步的过滤和除水处理后，进入气体处理装置。
在气体处理装置中，天然气首先经过脱硫处理，去除其中的硫化氢和二硫化碳等有害物质。
接着，天然气会经过脱水处理，去除其中的水蒸气，使其达到一定的质量标准。
此外，还需要对天然气进行脱碳处理，去除其中的二氧化碳，保证其纯度和热值。
经过气体处理后，天然气将被压缩成液态天然气（LNG），以便于储存和运输。
压缩后的液态天然气会被输送到管道或者船运送到需要的地方进行使用。
另外，一些压缩的天然气也会被送入储气库中进行储存，以备不时之需。
总的来说，天然气厂的工艺流程包括采集、处理、压缩和输送等步骤，通过这些步骤，天然气得以被提取、净化和加工，最终成为我们生活中不可或缺的能源。
天然气处理与加工工艺
天然气处理与加工工艺
嘿，朋友们！今天咱来聊聊天然气处理与加工工艺这档子事儿。
你说天然气这玩意儿，就像个神奇的宝藏，从地底下冒出来，可不能直接就用呀，得好好拾掇拾掇。
这就好比你得了块璞玉，不得精心雕琢一番嘛！
天然气从井口出来的时候，那可真是啥都有啊，有水汽啊，有杂质啊，就像一个大杂烩。
这时候就得靠各种工艺手段来给它清理清理。
就像咱打扫房间一样，把那些不要的灰尘啦、垃圾啦都给清理掉。
首先呢，得脱水吧。
你想想，要是天然气里水分太多，那可不行，就跟咱吃的米饭要是水放多了会黏糊糊的一个道理。
脱水工艺就像个厉害的魔法师，把那些多余的水分变没了。
然后呢，还有脱硫。
硫这东西可讨厌了，对设备不好，对环境也不好。
脱硫就像是给天然气洗了个干净的澡，把那些脏东西都洗掉啦。
再说说分馏，这可有意思啦！就好像把不同的东西按照它们的特点给分开来。
天然气里各种成分都有，咱得把它们区分开来，各取所需嘛。
经过这一系列的处理和加工，天然气就从一个灰头土脸的小可怜变成了干净漂亮的宝贝啦！可以送去千家万户，给大家带来温暖和便利。
你说这天然气处理与加工工艺是不是很神奇？就像一个大厨，把各种食材加工成美味佳肴。
咱生活中用的天然气，可都是经过这么一道道精细的工序才来到我们身边的呀！这背后有多少人的努力和智慧呀！
咱得好好珍惜这来之不易的天然气，可别浪费啦！同时也得感谢那些默默工作在天然气处理与加工一线的人们，是他们让我们的生活变得更加美好。
总之，天然气处理与加工工艺是个非常重要，又非常有趣的事儿。
它让我们的生活更加便利，更加舒适。
大家可别小瞧了它哟！。
天然气处理原理、流程
天然气的组成和性质
1
天然气主要由甲烷组成，还含有少量的乙烷、丙 烷、丁烷等烃类物质，以及氮、二氧化碳等非烃 类气体。
2
天然气是一种无色、无味、低毒性的气体，具有 高热值、燃烧稳定等特点，是清洁能源的重要来 源。
3
天然气的物理性质包括密度、粘度、比热容、导 热系数等，这些性质对天然气的处理和运输都有 重要影响。
天然气处理的必要性
天然气中含有水蒸气、硫化氢、二氧化碳等杂质，这些杂质不仅影响天然气的品质， 还会对管道和设备造成腐蚀和堵塞。
在天然气开采过程中，还可能夹带泥沙、岩石等固体杂质，这些杂质也需要进行分 离和排除。
天然气的处理是确保天然气安全、高效输送和利用的重要环节，也是实现天然气工 业可持续发展的必要条件。
防止水合物形成
在脱水过程中，应防止天然气中的水 蒸气与烃类气体反应形成水合物，以 避免堵塞管道和设备。
天然气的脱硫和脱氮
脱硫
采用物理或化学方法，将天然气中的硫化氢、硫醇等含硫化合物脱除，以满足 环保要求和防止腐蚀。
脱氮
通过各种吸附、分离等技术，将天然气中的氮气脱除，以提高天然气的热值和 品质。
天然气的压缩和液化
天然气处理的目的
提高天然气的品质
通过脱硫、脱碳等处理，降低天然气中的有害物质含量，使其达 到商品天然气标准。
满足市场需求
根据市场需求和用户要求，对天然气进行加工和调整，生产不同热 值和组成的天然气产品。
实现资源最大化利用
通过回收和处理天然气中的轻烃和凝液等副产品，提高资源的综合 利用效率。
02 天然气处理原理
脱水设备
分子筛脱水
利用分子筛的吸附作用，将天然气中的水分吸附并脱除。
甘醇脱水
天然气供气系统结构与工作原理
天然气供气系统结构与工作原理天然气供气系统是将天然气从供气站输送到用户终端的一套设备和管网系统。
它由供气站、输气管道、调压站、分配管网和用户终端组成。
下面将详细介绍天然气供气系统的结构和工作原理。
一、供气站供气站是天然气供气系统的起点，它负责将天然气从天然气井中抽取，并进行初步的处理和净化。
供气站主要由气井、气井阀门、气井压缩机、净化设备和计量设备等组成。
气井阀门用于控制天然气的进出，气井压缩机则用于增压天然气，净化设备用于去除天然气中的杂质和水分，计量设备用于测量天然气的流量和压力。
二、输气管道输气管道是连接供气站和调压站的管道，它负责将天然气从供气站输送到调压站。
输气管道通常由高强度钢管或者聚乙烯管组成，具有足够的强度和密封性能，以承受高压和长距离输送的要求。
为了确保输气管道的安全运行，通常会进行定期的检测和维护工作。
三、调压站调压站是天然气供气系统的关键部份，它负责将输送过来的高压天然气进行降压处理，使其达到用户终端所需的压力。
调压站主要由调压器、安全阀、过滤器和计量设备等组成。
调压器根据用户需求和管网压力，通过调节阀门的开度来控制天然气的压力。
安全阀用于保护系统的安全，当压力超过设定值时会自动打开，释放过压气体。
过滤器用于去除天然气中的杂质和颗粒物，以保护调压器和用户终端设备的正常运行。
四、分配管网分配管网是将调压站输出的天然气分配到各个用户终端的管网系统。
它主要由主干管道、支线管道和用户管道组成。
主干管道负责将天然气从调压站输送到各个区域，支线管道将天然气从主干管道输送到各个小区或者楼栋，用户管道则将天然气输送到每一个用户终端。
分配管网通常采用埋地敷设方式，以减少对城市环境的影响。
五、用户终端用户终端是天然气供气系统的最终目的地，它负责将天然气供应给用户的燃气设备。
用户终端通常包括燃气灶具、燃气热水器、燃气采暖设备等。
用户终端需要根据天然气的压力和流量进行设计和安装，以确保燃气设备的正常运行和安全使用。
天然气处理与加工工艺
天然气处理与加工工艺1.天然气的分类（1）按产状分类，游离气和溶解气（2）按经济价值分类，常规天然气和非常规天然气（3）按来源分类，于油有关的气，与煤有关的气，天然沼气，深源气，化合物气（4）按组成分类，干气，湿气，贫气，富气或净气，酸气（5）我国习惯分法，伴生气，气藏气和凝析气2.天然气的主要产品；液化天然气，液化石油气，天然气凝液，天然气油，放大天然气4.天然气处置与加工含义（1）天然气加工是指从天然气中分离，回收某些组分，使之成为产品的那些工艺过程（2）天然气处理是指使天然气符合商品质量和管道运输要求所采取的工艺过程5.烃露点；在一定压力下，天然气中烃类开始冷凝的温度水露点；在一定压力下，天然气中水蒸气开始冷凝的温度6.华白指数；就是代表燃气特性的一个参数，就是燃气互换性的一个认定指数第二章1.预测天然气水含量的方法：图解法和状态方程法2.引发水合物构成的主要条件就是：（1）天然气的温度等同于或高于露点温度，存有液态水存有（2）在一定压力和气体共同组成下，天然气温度高于水合物构成的温度（3）压力减少，构成水合物的温度适当减少3.水合物形成的条件预测方法：相对密度法，平衡常数法，baillie和wichert法，分子热力学模型法，实验法4.溶解负荷曲线（溶解波）：在溶解床层中，溶解质沿相同床层高度的浓度变化曲线破点：床层出口气体中水的浓度刚刚开始发生变化的点透过（穿透）曲线：从破点到整个床层达到饱和时，床层出口端流体中吸附质的浓度随时间的变化曲线吸附剂均衡溶解量：当床层达至饱和状态时，吸附剂的溶解量动态（有效）吸附（湿容）量：吸附过程达到破点时，吸附剂的吸附量天然气绝对含水量：每标准立方米天然气的实际含水量天然气饱和状态含水量：在一定温度压力下，天然气与液态水达至均衡时气体的绝对含水量天然气的相对湿度：天然气中实际含水量与饱和状态含水量之比天然气的水露点：在一定压力下，天然气中的水蒸汽开始冷凝的温度第三章热力学抑制剂，动力学抑制剂的作用机理及应用特点？向天然气中加入水合物动力学抑制剂后，可以改变水溶液或水合物相的化学位，从而使水合物形成的条件向较低的温度或较高的压力范围；动力学抑制剂转化成水后在溶液中的浓度（w）很低（大于0.5%），且不影响水合物构成的热力学条件，但是，它们可以延后水合物放热和晶体生长的时间，因此也可以起著避免水合物阻塞管道的促进作用第四章1.天然气水解的方法存有加热法、稀释法和溶解法，其中加热水解的方法又可以分成轻易加热法、冷却加热法、收缩空调加热法、机械空调加热法。
天然气供气系统结构与工作原理详细版
天然气供气系统结构与工作原理详细版天然气供气系统是将天然气从生产地输送到用户的系统，它由多个组成部份组成，包括天然气生产、输送、储存和分配等环节。
下面将详细介绍天然气供气系统的结构和工作原理。
一、天然气生产天然气生产是指将地下的天然气资源开采出来，并进行初步处理的过程。
天然气主要存在于地下深层的油气田中，通过钻井将天然气井开采出来。
开采出来的天然气经过初步处理，去除其中的杂质和水分，使其达到输送标准。
二、天然气输送天然气输送是将生产出来的天然气从生产地输送到用户地的过程。
天然气输送主要依靠管道进行，通过铺设大型天然气管道网络，将天然气从生产地输送到各个用户地。
天然气管道通常分为输气管道和支线管道两种。
输气管道是主干管道，负责将天然气从生产地输送到各个地区。
支线管道则是从输气管道分支出来，将天然气输送到具体的用户地。
天然气输送过程中需要克服一定的压力损失和磨擦阻力。
为了保持天然气在输送过程中的压力，输气管道通常设置压力调节站。
压力调节站能够根据需要调整天然气的压力，使其保持在合适的范围内。
三、天然气储存天然气储存是为了应对供需波动、保证供应安全而进行的储备措施。
天然气储存通常分为地下储气库和液化天然气（LNG）储存两种形式。
地下储气库是将天然气注入地下的储存设施，以便在需要时进行提取。
地下储气库通常选择地质条件较好的地区，例如盐穴、石油储层等。
通过注入和提取天然气，地下储气库可以平衡供需关系，保证天然气的稳定供应。
液化天然气（LNG）储存是将天然气经过液化处理后储存起来。
通过将天然气冷却至极低温度（约-162℃），使其转化为液态，减小体积，便于储存和运输。
LNG储存设施通常由储罐、泵站和再气化装置等组成。
四、天然气分配天然气分配是将储存的天然气从储存设施输送到用户的过程。
天然气分配通常通过城市燃气管网进行。
城市燃气管网是将天然气输送到城市各个用户的管道网络，通常由高压管网和低压管网组成。
高压管网负责将储存的天然气从储存设施输送到城市各个区域。
天然气基本知识_天然气处理原理与加工艺
课件制作 王云芳 主 讲 王云芳
第一章 天然气基础知识
第一节 天然气资源及其利用 第二节 天然气的分类、组成和体积参比条件 第三节 天然气的相特性 第四节 天然气处理的含义及产品质量要求 第五节 用作城镇燃气的天然气互换性和分类 第六节 综合能耗及其计算方法
第一节 天然气资源及其利用
据中国工程院介绍，我国非常规天然气资源也相当丰富，初步预测，页岩气、 致密气的可采资源总量在20-36万亿立方米，煤层气地质储量为36.8万亿立方米， 居世界第三位。我国境内也有丰富的水合物储藏。据专家分析,青藏高原盆地和东 海、南海、黄海的大陆坡及其深海,都可能存在体积巨大的水合物。据报道,我国 的南海海域蕴藏着丰富的水合物,约70万亿立方米,其能源总量大约是石油储量的 一半。
当气体相对密度不是0.6时，可从附图中查得校正系数CRD，其定义式为：
C RD
相对密度为 RD的气体含水量 相对密度为 0.6的气体含水量
当气体与盐水接触时，可从附图中查得校正系数CB，其定义式为：
与盐水接触时的气体含 水量 CB 与纯水接触时的气体含 水量
因此，当气体密度不是0.6，且与盐水接触时，含水量W为
(一) 天然气含水量及其预测方法
预测方法
图解法
用图来查取天然气的水含量。根据天然气的温度、
压力及酸性组分含量来确定其水含量。
应用状态方程来进行多组份平衡计算来求取
热力学模型法 天然气中的水含量，如用 SRK、PR等方程。
1. 不含酸性组分的天然气含水量预测（见图1－6）
应用图1－6时应注意以下几点： ①图中水合物形成曲线（虚线）以下是水 合物形成区，气体和水合物呈平衡状态。 ②水合物曲线以上是液态水析出区，气体 与液态水之间程平衡。 ③纵坐标是相对密度为0.6，并与纯水接触 时天然气的饱和含水量, 单位为g/103m3。 ④已知天然气的含水量和压力，可查天然 气的水露点。 ⑤当天然气的相对密度不是0.6或者气体与 含盐水接触时，应对天然气的含水量进行 校正，其校正方法如下
天然气净化加工流程
天然气净化加工流程1、脱硫。
脱硫分为干法脱硫和湿法脱硫①干法脱硫，利用氧化铁与硫化氢反应，脱硫塔的床层主要成分是氧化铁，脱硫剂是一次性的，不能适应处理量较大的工艺，脱硫后一般硫含量能到10ppm到1%之间，后边必须跟相应的粉尘过滤器。
②湿法脱硫主要是醇胺法，主要原理是酸性气体硫化氢、二氧化碳溶于水成酸性，醇胺的溶液显碱性，俩者发生可逆的酸碱中和反应，反应的方向主要是由温度和压力控制，其中最常用的脱硫剂有MDEA,MEA,DEA,处理量较大时，国际上采用较多的是MDEA，国内的LNG加工厂采用脱硫、脱碳工艺基本都采用此法。
吸收塔的工作环境是高压低温，因为当温度在40℃左右，压力在4MPa左右，化学反应正向走，有利于醇胺和酸性气体的反应，一般我们把吸收了酸性气的胺液称为富胺，没有吸收酸性气体的胺液叫做贫胺。
富胺从吸收塔塔底出来，经过闪蒸罐减压，贫富胺换热器换热，进入解析塔，解析塔的工作环境是高温低压，一般工作压力60kpa，温度在120℃左右，富胺进入解析塔，在高温低压的环境下，酸性气体从塔顶解析出来，经过冷却器冷却放空或者专门处理。
醇胺能循环利用，周而复始，源源不断的脱除天然气中的硫化氢和二氧化碳。
2、湿法脱二氧化然和脱二氧化硫用工艺一样，统称脱酸工艺。
因为醇胺法脱除酸性气体，会使天然气的水含量有所增加，一般脱酸性气体之后，就进行脱水。
3、脱水。
LNG工艺一般采用分子筛脱除法，如果天然气只是城市燃气用，我们一般采用甘醇法。
①分子筛脱水法，水露点能达到-86℃左右，对应有2ppm左右，主要工作原理利用分子筛在高压常温环境下吸收水分子，再利用高温低压的环境解析出分子筛携带的水，通常采用的方法就是变温变压工艺流程，所以分子筛脱水塔最少得有俩个，一个吸收，另外一个得解析，一般是8小时一个工作周期。
②甘醇法行对分子筛脱水法，脱水后的水含量较高。
一般达到城市居民用气的一类或者二类即可。
4、脱除重烃①低温脱除重烃的工作原理主要方法就是把天然气温度降到-50℃左右，重烃会随着温度降低冷凝出来，利用分液罐将其分离出来。
天然气培训资料
天然气培训资料天然气作为清洁能源的重要组成部分，在现代社会得到了广泛应用。
为了更好地推广天然气相关知识，提高人们的使用和管理水平，开展培训工作是十分必要的。
以下是关于天然气培训资料的内容：一、天然气基本知识1. 天然气的概念：天然气是一种天然存在的、主要由甲烷组成的气态燃料，具有高热值和清洁环保的特点。
2. 天然气的来源：天然气是地球内部石油气田和钻井开采的产物，也可通过沼气转化得到。
3. 天然气的用途：主要用于供暖、燃料、发电等领域，是重要的能源资源。
二、天然气的性质及特点1. 稳定性：天然气成分简单，热值高，燃烧效率好。
2. 清洁性：与传统燃料相比，天然气燃烧产生的污染物少。
3. 危害性：天然气是无色、无味的，若泄漏易引发爆炸等安全事故，需注意安全使用。
三、天然气的安全使用1. 设备检查：定期检查燃气管道、阀门、燃气热水器等设备，确保正常运行。
2. 泄漏处理：发现天然气泄漏应立即关闭阀门、开窗通风并迅速撤离现场，切勿使用明火或电器。
3. 火灾预防：避免在有明火的环境中使用天然气，要定期检查家庭燃气用具。
四、天然气节能环保1. 合理使用：避免天然气的浪费，合理调节温度、节约用气。
2. 替代能源：鼓励使用天然气代替传统燃料，减少对环境的污染。
3. 技术改进：不断提升天然气的生产、利用技术水平，实现节能减排。
通过天然气培训资料的学习，可以更好地了解天然气的基本知识、安全使用方法以及节能环保意识，提升对天然气的认识和管理水平，促进清洁能源的发展和利用。
希望广大用户和管理者都能重视天然气培训，确保天然气的安全、高效利用，共同建设美丽家园。
天然气净化(处理)工艺原理及流程
MEA是工业用醇胺中的碱性最强的，它与酸性组分迅速反应，能容易地使原料气中H2S含量降到5mg/m3以下。它既可脱H2S，也可脱CO2，一般情况下对两者无选择性。MEA在醇胺中相对摩尔质量最小，因而以单位重量或体积计具有最大的酸气负荷。
3.2 二乙醇胺（DEA）
DEA和MEA的主要区别是它与COS及CO2的反应速度较慢，因而DEA与有机化合物反应而造成的溶剂损失量少。对有机硫化物含量较高的原料气，用DEA脱硫较有利。DEA对CO2对H2S也没有选择性。
天然气净化（处理）工艺原理及流程
一、天然气净化工艺原理及流程
xxx气田的天然气净化厂主要生产单元包括脱硫单元、脱水单元和硫磺回收单元。
（一）、脱硫单元
1、天然气脱硫的原因和意义
天然气中含有的H2S、CO2和有机硫等酸性组分，在水存在的情况下会腐蚀金属; 含硫组分有难闻的臭味、剧毒、使催化剂中毒等缺点。CO2为不可燃气体，影响天然气热值的同时，也影响管输效率。特别是，H2S是一种具有令人讨厌的臭鸡蛋味，有很大毒性的气体。空气中H2S含量达到几十mg/m3就会使人流泪、头痛，高浓度的硫化氢对人有生命危险；H2S在有水及高温（400℃以上）下对设备、管线腐蚀严重；还对某些钢材产生氢脆，在天然气净化厂曾发生阀杆断裂、阀板脱落现象。有机硫中毒会产生恶心、呕吐等症状，严重时造成心脏衰竭、呼吸麻痹而死亡。
3、甲基二乙醇胺、二乙醇胺的脱硫、脱碳原理
醇胺类化合物（MEA、DEA、MDEA等）中至少含有一个羟基（OH）和一个胺基（NH2）。羟基的作用是降低化合物的蒸汽压，并增加在水中的溶解度；而胺基则为水溶液提供必要的碱度，促进酸性组分的吸收。
天然气脱酸性气体常用的醇胺有一乙醇胺（MEA)、二乙醇胺（DEA)、二甘醇胺（DGA)、二异丙醇胺（DIPA)、甲基二乙醇胺（MDEA）等。
天然气基本知识_天然气处理原理与加工艺.pptx
清洁民用燃料 天然气作为城市居民生活用燃料，可极大地减少城市污染， 改善城市环境。我国大城市的供热正在逐步完成天然气锅炉代替燃煤锅炉的改造 过程，家用燃气锅炉在新建住宅小区中的使用也正在快速发展。天然气将成为城 市居民主要生活燃料。
我国于2002年7月4日正式开工建设的“西气东输”工程，西起新疆塔里木盆 地经甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏，输送天然气到上海、浙江， 供应沿线各省的民用和工业用气。这一工程的建成，不仅缓解东部经济发达地区 的能源短缺问题 ，同时也使这一地区的空气质量将有大的改进。另据报道，西气 东输二线已于2011年6月30日开工建设。来自土库曼斯坦阿姆河右岸的天然气通过 该线可以直达珠三角。工程总投资约1422亿元人民币，横贯中国东西两端，年输 气能力300亿立方米，并可稳定供气30年以上。
据中国工程院介绍，我国非常规天然气资源也相当丰富，初步预测，页岩气、 致密气的可采资源总量在20-36万亿立方米，煤层气地质储量为36.8万亿立方米， 居世界第三位。我国境内也有丰富的水合物储藏。据专家分析,青藏高原盆地和东 海、南海、黄海的大陆坡及其深海,都可能存在体积巨大的水合物。据报道,我国 的南海海域蕴藏着丰富的水合物,约70万亿立方米,其能源总量大约是石油储量的 一半。
天然气是以甲烷为主的碳氢化合物的混合物，而且这些化合物大部分是 烷烃，其组成如下（详细见书第5页）：
天然气处理工艺
第一章概述原油和天然气统称为石油。
原油只是以液态形式天然形成的比较重的烃类组分，而天然气指的是以气态形式存在的比较轻的烃类组分。
来自气井的天然气叫气井气，来自油井从原油中分离出来的天然气叫伴生气。
第一节1.1.1 天然气的组成天然气是一种烃类气体的混合物，其中也含有水和其他杂质，主要是由碳、氢、硫、氮、氧及微量元素组成的，以碳、氢为主，碳约占65%～80%，氢约占12%～20%，各种地区生产的天然气组成是不同的，甚至同一储层中不同的两口井产出的天然气组成也是不同的，而且，随着油田开采的程度不同，同一口井产出的天然气组成也会发生变化。
天然气中含有的烃主要是甲烷，同时含有乙烷、丙烷、丁烷、戊烷以及少量的己烷、庚烷等更重的气体。
1.1.2 天然气的分类天然气有三种分类方法：（1）按照矿藏特点分：主要分为气井气和伴生气。
伴生气：指的是来自油井从原油中分离出来的天然气。
气井气：指来自气井的天然气。
（2）按照天然气的烃类组成（即按天然气中液烃含量）的多少来分类，可分为干气、湿气或贫气、富气。
C5界定法——干、湿气的划分干气：指在1标准立方米天然气中，C5（戊烷）以上重烃液体含量天然气的组成分类和性质低于13.5立方厘米的天然气。
湿气：指在1标准立方米天然气中，C5以上烃液含量高于13.5立方厘米的天然气。
C3界定法——贫、富气的划分贫气：指在1标准立方米天然气中，C3以上烃液含量低于94立方厘米的天然气。
富气：指在1标准立方米天然气中，C3以上烃液含量高于94立方厘米的天然气。
（3）按照酸气含量多少，天然气可分为酸性天然气和洁气。
酸性天然气：指含有显著量的硫化物和二氧化碳等酸气，这类物质必须经处理后才能达到管输标准或商品气气质指标的天然气。
洁气：指硫化物含量甚微或根本不含的气体，它不须净化就可外输和利用。
1.1.3 天然气的物理性质由于天然气是烃类混合物，而且这种混合物的组成经常变化，所以其物理性质也将发生变化，天然气加工中最常用的物理性质是：分子量、冰点、沸点、密度、浓度、粘度、临界温度、临界压力、汽化热、比热、热值、蒸汽压。
天然气合成氨工艺流程
天然气合成氨工艺流程氨是一种重要的化工原料，广泛用于制造化肥、合成纤维和其他化工产品。
天然气合成氨是一种重要的工艺流程，通过利用天然气中的氮气和氢气来合成氨气。
下面将介绍天然气合成氨的工艺流程。
1. 天然气净化。
天然气中含有少量的硫化氢、二氧化碳和水蒸气等杂质，需要进行净化处理。
首先，天然气通过除硫装置，将硫化氢去除，然后通过脱水装置，去除水蒸气。
最后，通过脱碳装置，去除二氧化碳。
经过净化处理后的天然气成分符合合成氨的要求。
2. 空气分离。
空气中含有大量的氮气，通过空气分离装置，可以将氮气和氧气分离。
通常采用的是低温分馏法，将空气冷却至液态，然后通过分馏将氮气和氧气分离。
得到纯净的氮气用于后续的合成氨反应。
3. 合成氨反应。
合成氨反应是将氮气和氢气在催化剂的作用下进行反应，生成氨气。
通常采用的是哈贝-波希反应，反应条件是在高压（100-250atm）和高温（400-500℃）下进行。
催化剂通常采用铁或钼化合物。
反应过程中，氮气和氢气按一定的摩尔比混合，通过催化剂的作用生成氨气。
4. 氨气提纯。
合成氨反应生成的氨气中还含有少量的氮气、氢气和甲烷等杂质，需要进行提纯处理。
首先经过冷凝器，将氨气冷却成液态，然后通过分馏将杂质分离出去，得到纯净的氨气。
5. 氨气压缩。
提纯后的氨气需要进行压缩，以便于储存和运输。
通过氨气压缩机，将氨气压缩至一定的压力，通常为10-20MPa。
6. 氨气储存和运输。
压缩后的氨气可以储存在氨气储罐中，也可以通过管道或罐车进行运输。
在储存和运输过程中需要注意防止氨气泄漏和避免与氧化剂接触，以防止火灾和爆炸事故的发生。
综上所述，天然气合成氨工艺流程包括天然气净化、空气分离、合成氨反应、氨气提纯、氨气压缩和氨气储存和运输等步骤。
通过这些步骤，可以高效地将天然气转化为合成氨，为化肥和化工产品的生产提供重要的原料。
天然气加气原理
天然气加气原理
天然气加气原理是通过一系列的工艺和设备将天然气从供气管道输送到燃气设备中，在供气管道中，天然气压力较高，常用的供气压力为1.6 MPa或者4.0 MPa。
而在燃气设备中，所需
的气体压力通常为0.02 MPa到0.05 MPa之间。
因此，为了使天然气能够适应燃气设备的要求，需要对天然气进行加压。
加气设备通常由压缩机、冷却设备和储气罐组成。
首先，压缩机将从供气管道中吸入的低压天然气进行压缩，提高其压力。
然后，冷却设备对压缩后的气体进行冷却，降低其温度。
由于压缩过程会产生较多的热量，冷却设备主要用于将气体冷却至接近室温。
最后，冷却后的气体被存储在储气罐中，以便根据需要供给燃气设备。
当燃气设备需要使用天然气时，储气罐内的气体通过调压阀进行减压，将气体压力降低至所需的工作压力。
减压阀通常是通过调节弹簧张力来控制输出气体的压力。
一旦气体的压力降低至合适的水平，天然气就可以进入燃气设备并被燃烧使用了。
总体来说，天然气加气原理是通过加压、冷却和减压等过程，将高压供气管道中的天然气转化为低压适用于燃气设备的气体。
这种加气原理实现了天然气的安全和高效利用。
天然气基本知识
一、压力 1、 概念
垂 直 作 用 在 器 壁 单 位 面 积 上 的 力 。 单 位 ： Kg/cm2 、 Mpa、Kpa、Pa、物理大气压等。
2、常用压力的单位换算 1Mpa=103Kpa=106Pa =146.96 1Psi（磅/平方英寸） 1Mpa=10.197 Kg/cm2≈10 Kg/cm2 1Psi（磅/平方英寸）=0.070307 Kg/cm2 1atm（标准大气压）=1.033 Kg/cm2
天然气中含有水时，天然气中的烃成分
在一定条件下，将与水结合形成水化物，堵 塞管道、仪表、阀门。
天然气中含有液态水时，将在管道低洼 处分离出来减小流通面积，增大输气阻力。
天然气中含有液态水燃烧时，水将汽化 吸热，降低天然气的燃烧值。
由于上述问题，将增加许多维修管理的 工作量，因此会增加许多管理费用。
天然气基本知识
第一节 天然气概述 一、天然气概述 天然气是从自然界中产生的，以碳氢 化合物为主要成分的可燃气体。不同地区、 不同类型的天然气，其所含组分是不同的。
二、天然气的组成
天然气的组分大致可以分为三大类： 烃类组分、含硫组分和其它组分。
1、烃类组分
烷烃比例大，其中甲烷占70％～90％。 甲烷是无色无味比空气轻的可燃气体，可 以作为燃料，也是一种用途广泛的化工原 料。由于甲烷含量高，通常将天然气作为 甲烷来处理。
1标方天然气=1.07321基方天然气
第四节 天然气的节流效应
一、节流效应的概念 又称焦耳-汤姆逊效应，气体遇到压力突
变（如调压阀）引起温度急剧降低，甚至产 生冰冻，这种现象叫做节流效应。
对于理想气体，节流效应是不存在的， 只发生在真实气体上。
气体通过弯头、变径管等，都会引起节 流。
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海、南海、黄海的大陆坡及其深海,都可能存在体积巨大的水合物。据报道,我国
的南海海域蕴藏着丰富的水合物,约70万亿立方米,其能源总量大约是石油储量的 一半。
二、天然气的利用 天然气是一种清洁能源和优质化工原料。它与石油相比，在清洁 性、经济性、方便性和用途的广泛性有着明显的优越性。天然气的利 用主要集中在发电、工业燃料、化工原料、城市居民和商业用气等几 个方面、发动机燃料。
(一) 天然气含水量及其预测方法
用图来查取天然气的水含量。根据天然气的温度、 压力及酸性组分含量来确定其水含量。
图解法 预测方法
热力学模型法
应用状态方程来进行多组份平衡计算来求取 天然气中的水含量，如用 SRK、PR等方程。
1. 不含酸性组分的天然气含水量预测（见图1－6）
应用图1－6时应注意以下几点：
天然气发电 天然气发电不仅可以减少污染，而且燃气机组启动
速度快，既可带基本负荷，又可用于电网调峰，可有效提高电网调峰
能力，改善电网运行质量。
清洁民用燃料
天然气作为城市居民生活用燃料，可极大地减少城市污染，
改善城市环境。我国大城市的供热正在逐步完成天然气锅炉代替燃煤锅炉的改造 过程，家用燃气锅炉在新建住宅小区中的使用也正在快速发展。天然气将成为城
层，开采中（降压）有液体析出， 所以叫凝析气储层。
天然气储层：DD’线有液体析出，
称为富天然气层；EE’线为“干” （或“贫”）天然气层。
二、烃-水体系相特性
不论是气田气还是伴生气，从井口采出后都含有饱和水。天然气中含有的这种 饱和水蒸气的量通称为天然气的含水量；以液态的形式存在于天然气中水，我们称 之为游离水或液态水。 天然气中水的危害： ① 降低了天然气的热值和输气管道的输送能力。 ② 当温度降低或压力增加时，天然气中的水会呈液相析出，在管道或设备中造 成积液，增加流动压降，加速天然气中酸性组分对管道和设备的腐蚀。 ③ 液态水在冰点时会结冰，在高压低温下形成水合物，堵塞管道或阀门。因此， 在天然气的加工处理过程中，首先要除去天然气中的水。
（2）Wichert法 Wichert等提出了一种确定含酸性组分的天然气水含量的图解法，此法是先用 其它方法得到脱除酸性组分后的天然气水含量(可利用图1—6查得)，再由其提供的
图1—8查得含酸性组分与脱除酸性组分的天然气水含量比值，从而计算出酸性天
然气的含水量。 当天然气中同时含有CO2时，将CO2的摩尔含量乘以0.75折算成H2S的当两含量。
然气资源量的8.3倍。其中煤层气256万亿立方米，致密气210万亿立方米，
页岩气456万亿立方米，水合物3000万亿立方米。（非常规天然气咨询网： ） 世界广义天然气资源量大大超过了石油，根据估计，世界广义天然气
可用250年，而石油的可用年限不到45年。
2.我国的天然气资源
③贫气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量小于100cm3的天然气。 ④富气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量大于100cm3的天然气。
通常，人们还习惯将脱水(脱除水蒸气)前的天然气称为湿气，脱水后水
露点降低的天然气称为干气；将回收天然气凝液前的天然气称为富气，回收 天然气凝液后的天然气称为贫气。此外，也有人将干气与贫气、湿气与富气
天然气资源 天然气利用 天然气在能源消费中的地位
一、天然气资源
1.世界天气资源 常规天然气资源：根据《中国能源报》2011年06月27日报道，世界天然 气资源量为471万亿立方米，其中俄罗斯天然气储量居世界之首，占世界天 然气储量的近23.7%，以下依次为伊朗、卡塔尔、阿联酋和沙特阿拉伯。 非常规天然气：非常规天然气主要包括页岩气、致密砂岩气、煤层气和 天然气水合物等。全球非常规天然气资源丰富,达4000万亿立方米,是常规天
1. 按矿藏特点可分为： ①气田气（气藏气；气层气） 在地下储层中呈均一气相存在, 采出地面仍 为气相的天然气。从气田中开采出来的，主要成分是甲烷和乙烷。 ②凝析气 在地下储层中呈气态，但开采到一定阶段，随储层压力下降，流 体状态进入露点线内的反凝析区，部分烃类在储层及井筒中呈液态(凝析油)析 出。 ③伴生气 70～80％。 在地下储层中伴随原油共生，或呈溶解气形式溶解在原油中，
市居民主要生活燃料。
我国于2002年7月4日正式开工建设的“西气东输”工程，西起新疆塔里木盆 地经甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏，输送天然气到上海、浙江， 供应沿线各省的民用和工业用气。这一工程的建成，不仅缓解东部经济发达地区 的能源短缺问题 ，同时也使这一地区的空气质量将有大的改进。另据报道，西气 东输二线已于2011年6月30日开工建设。来自土库曼斯坦阿姆河右岸的天然气通过 该线可以直达珠三角。工程总投资约1422亿元人民币，横贯中国东西两端，年输
天然气处理原理与加工艺
课件制作 王云芳
主 讲 王云芳
第一章 天然气基础知识
第一节 天然气资源及其利用 第二节 天然气的分类、组成和体积参比条件
第三节 天然气的相特性
第四节 天然气处理的含义及产品质量要求 第五节 用作城镇燃气的天然气互换性和分类 第六节 综合能耗及其计算方法
第一节 天然气资源及其利用
气能力300亿立方米，并可稳定供气30年以上。
作为化工原料
天然气作为化工原料，现已逐步形成具有特色的甲烷化学
与化工。以甲烷气为原料生产合成氨和甲醇的产量分别占两种产品总产量的85% 和90%，构成了天燃气利用的核心。甲烷氧化偶联制乙烯和天然气经合成气转化 为液体燃料等新技术也为天然气的有效利用开辟了新的途径。用天然气凝液（N GL)为原料生产的乙烯占全球总产量的40%。 天然气用作发动机燃料 天然气是一种理想的车用汽油替代品。天然气的
我国的常规天然气远景资源量达56万亿立方米，其中59%的资源分布在中西
部的川渝、陕甘宁、青海和新疆四大气区，四大气区内天然气资源量约为22.4万
亿立方米。除陆上四大气区外，我国近海天然气资源也十分丰富，海南、渤海、 东海都是天然气富集地区。到2010年底月，全国累计探明的可开采天然气资源量 超过38万亿立方米。 据中国工程院介绍，我国非常规天然气资源也相当丰富，初步预测，页岩气、 致密气的可采资源总量在20-36万亿立方米，煤层气地质储量为36.8万亿立方米， 居世界第三位。我国境内也有丰富的水合物储藏。据专家分析,青藏高原盆地和东
在C6+ 的组分中，还包括：①环烷烃（甲基环戊烷、环己烷等）
②芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）
天然气的组成并不是固定不变的，不仅不同地区油、气藏中采出的天然气
组分差别很大，甚至同一油、气藏的不同生产井天然气组成也会不同。
世界上有少数的天然气中含有大量的非烃组分，甚至主要成分是非烃气体。
例如胜利油田发现了含量是99%的二氧化碳井；美国发现了含量97.4%的氮气井； 我国也发现了高浓度硫化氢气井。
研究法辛烷值高达100以上，并可有效的降低汽车尾气对环境的污染，而费用仅 为汽油的2/3～1/2。所以，世界上应用天然气的发动机的数量越来越多，截止2 010年，世界上用天然气作燃料的汽车总数超过了1000万辆。近年来，我国汽车 用天然气的发展也很迅速。
三、 天然气在能源消费中的地位
据近20年统计，世界天然气的消费量大致以平均每年2～3%的速度在增长；在 当今世界能源消费结构中，达到24%，成为三大主力之一。目前，世界正处于天然气 取代石油而成为世界主要能源的过度时期，国际能源界普遍认为，今后，世界天然
气产量和消费量将会以较高的速度增长，2020年以后世界天然气的产量将要超过煤
和石油，成为世界最主要的能源。“十二五”期间，我国天然气消费比例将翻番， 由目前在能源消费结构中占4%的比重提高到8%。 21世纪将是天然气的世纪。其发
展趋势见下图。
第二节 天然气的分类、组成和 体积参比条件
一、常规天然气的分类
相提贫气与干气、富气与湿气也没有严格的区别
第二节 天然气的分类、组成和 体积参比条件
二、天然气的组成
天然气是以甲烷为主的碳氢化合物的混合物，而且这些化合物大部分是 烷烃，其组成如下（详细见书第5页）： CH4 (70-95%) C2H6 C3H8 C4H10 C5+ C2+ (5-30%) N2 CO2 H20 H2S 少量 He Ar Xer 微量
第二节 天然气的分类、组成和 体积参比条件
三、天然气体积计量的参比条件
参比条件 温度 0℃ 20℃ 15.6℃ 压力 101.325kPa 101.325kPa 101.325kPa 简写 Nm3，m3(0℃) m3 m3(15.6℃)，m3(15℃) 备注 我国《城镇燃气设计规范》采用 我国大部分采用 外国采用
①图中水合物形成曲线（虚线）以下是水 合物形成区，气体和水合物呈平衡状态。 ②水合物曲线以上是液态水析出区，气体
与液态水之间程平衡。
③纵坐标是相对密度为0.6，并与纯水接触 时天然气的饱和含水量, 单位为g/103m3。 ④已知天然气的含水量和压力，可查天然
气的水露点。
⑤当天然气的相对密度不是0.6或者气体与 含盐水接触时，应对天然气的含水量进行 校正，其校正方法如下
其适用条件为：
压力≤70MPa，温度≤175℃，H2S含量≤(55％(X)） 其用法如红虚线所示。
3.水合物区域的含水量
烃类的相特性 烃－水系统相特性 烃－二氧化碳系统相特性
压缩 液体
超临界 气体
一、烃类的相态特性
(一) 纯组分的 P-T图 FH－气、固相平衡线 HD－固、液相平衡线 HC－气、液相平衡线 H点－三相点 C点－临界点（Pc,Tc) 气体、过热蒸汽、超临 界流体的区别
过热 蒸汽 气体
(二) 两组份及多组分体系
式中： WS－ 酸性天然气的含水量，g/103m3; yHC－酸性天然气中除CO2和H2S外所有组分的摩尔分数。 yCO2, yH2S－酸性天然气中CO2和H2S的摩尔分数。 WHC－由图1－6查得的天然气含水量，（已用附图校正） WCO2－纯CO2的含水量，由图2－8查得。 WH2S－纯硫化氢的含水量，由图2－9查得。