天然气集输天然气脱酸性气体资料

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2、化学吸收法
在一个塔器内以弱碱性溶液作为吸收剂与酸气反应，生成 某种化合物。在另一塔器内，改变工艺条件(加热、降压、汽提 等)使化学反应逆向进行，碱性溶液得到再生，恢复对酸气的吸 收能力，使天然气脱酸气过程循环连续进行。
各种醇胺溶液是化学吸收法中使用最广泛的吸收剂，有一 乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二甘醇胺(DGA)、甲基二乙醇 胺(MDEA)和二异丙醇胺(DIPA)等。
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第二节 化学吸收法
一、醇胺与酸气的反应 二、醇胺法脱酸气原理流程 三、常用吸收剂 四、胺法及其改进工艺 五、主要设备 六、操作
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一、醇胺与酸气的反应
1、醇胺的分子结构
可见，在醇胺分子结构内有一个胺基和至少一个羟基。羟基可 降低醇胺蒸气压，增加其在水中的溶解度；胺基使水溶液呈碱性， 促进对酸性组分的吸收。
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GB 50251-2003《输气管道工程设计规范》规定，我国管输天 然气气质指标： ①进入输气管道的气体必须清除其中的机械杂质。 ②水露点应比输气管道中气体可能达到的最低环境温度低5℃。 ③烃露点应低于或等于输气管道中气体可能达到的最低环境温度。 ④气体中的硫化氢含量不大于20mg/m3。
以物理溶剂和化学溶剂配制的混合溶剂作为吸收剂，兼有物理 吸收和化学吸收剂作用。如：砜胺法。
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5、直接氧化法 对H2S直接氧化使其转化成元素硫，如：Claus(克劳斯)法。 在天然气工业中常用于天然气脱出酸气的处理，适合于处理流
量小、酸气浓度很高的原料气。 6、膜分离法
利用气体中各组分通过薄膜渗透性能的区别，将某种气体组分 从气流中分离和提浓，从而达到天然气脱酸性气体的目的。适用 于从天然气中分出大量CO2的场合。
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2、醇胺与酸气的主要化学反应
均为可逆反应。在低温下，反应向热量；在较高温度下，反应向左进行，溶液内 的胺盐分解，释放出酸气，溶液得到再生。
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二、醇胺法脱酸气原理流程
1、基本工艺流程
分离出气体中可 能携带的胺液
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吸收特性： 随着吸收的不断进行，气相内溶质分压逐渐减小，气液相的溶 质浓度差亦逐步减小，传质速率减慢，最后降为零，气液相达到平 衡，称为吸收平衡。此时，溶剂中吸收的溶质量达到最大值。 气液平衡时，溶剂中可能溶解的最大溶质量称为平衡溶解度，简 称溶解度。 组成一定，影响溶解度的因素： （1）压力：压力对溶解度的影响很小，常常忽略。 （2）温度：温度对溶解度的影响较大，随温度上升，溶解度下降。 可见，低温有利于吸收。
天然气净化与加工
中国石油大学（华东）储建学院 李琦瑰
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天然气净化、加工流程框图
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GB 17820-2012 天然气
天然气按硫和二氧化碳含量分为一类、二类和三类，一、二类 气体主要用作民用燃料，三类气体主要用作工业原料或燃料。
考虑到由于个别用户对天然气质量要求不同以及现有不少用户 已建有天然气净化设施，在满足国家有关安全卫生等标准的前提下， 天然气供需双方可用合同或协议来确定其具体要求。
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二、吸收与解吸
1、吸收 利用气体混合物中各组分在某种溶剂内的溶解性差别，使易溶
解的气体溶解于溶剂中而从气体中分出，这一过程称为吸收。 易溶解的气体组分称为溶质，溶剂称吸收剂。 根据是否有明显的化学反应，吸收又分为两类：
（1）物理吸收：吸收过程中没有明显的化学反应，只是单纯的物 理溶解过程。 （2）化学吸收：吸收过程中存在明显的化学反应，产生新的物质。
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1、间歇法 特点：只能批量生产，不能连续生产。 按脱酸气原理可分为：
（1）化学反应法：有明显的化学反应，与酸气的反应物不能再 生或不再生，作为废弃物处置，故仅用于气量小、含酸气浓度低 的场合。比如海绵铁法脱除酸气。 （2）物理吸附法：没有明显的化学反应，只是单纯的吸附，而 且吸附过程可逆。比如用分子筛脱除酸气。
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3、吸收-解吸系统
吸收-解吸系统包括吸收和再生两部分。吸收和再生分别在两 个气液传质的塔器（填料塔或板式塔）内进行。
在吸收部分，吸收剂溶液吸收溶质。吸收剂溶液吸收的溶质量 逐步增大并趋于平衡溶解度，吸收剂逐步丧失对溶质的吸收能力。 富含溶质的吸收剂溶液称为富液。
在再生部分，通过解吸使富液释放吸收的溶质，恢复其吸收剂 原有的吸收能力。再生后、恢复吸收能力的溶液称为贫液。
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天然气脱酸性气体
第一节 第二节 第三节 第四节
脱酸气方法概述 化学吸收法 其他脱酸气方法 脱酸方法选择
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第一节 脱酸气方法概述
一、脱酸气方法分类 二、吸收与解吸
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一、脱酸气方法分类
按操作特点、脱酸原理，多种脱酸工艺可分为六大类：
间歇法 化学吸收法 物理吸收法 混合溶剂吸收法 直接氧化法 膜分离法
另外吸收还具有选择吸收性和吸收热效应。
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2、解吸 解吸是从溶液内分出溶质的过程，也称为吸收剂的再生。解
吸是吸收的逆过程。 影响解吸的因素：
（1）温度：温度越高越有利于解吸。 （2）压力：压力越低越有利于解吸。
可见，低压高温有利于解吸。
生产上常用的解吸方法：用不含或少含溶质的惰性气或水蒸 汽与富含溶质的溶液接触，或加热或减压或既加热又减压使溶液 气化，从而分出被吸收的溶质。
化学吸收法最具代表性的就是醇胺法脱酸工艺。以醇胺法 处理含酸气组分的天然气，再后继以克劳斯法从酸气中回收元素 硫，是目前天然气净化工业上最基本的技术路线。
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3、物理吸收法
以有机化合物作为溶剂，在高压、较低温度下使酸气组分溶解 于溶剂内。吸收了酸气的溶剂在降压闪蒸或加热闪蒸的过程中释放 酸气，使溶剂恢复对酸气的吸收能力，使脱酸过程循环持续进行。 溶剂酸气负荷高，适宜于处理酸气分压高的天然气，要求同时进行 天然气脱水的场合。如弗卢尔(Fluor)法。 4、混合溶剂吸收法