天然气脱酸性气体ppt课件

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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
影响溶解度大小的因素有:
(1)压力:系统压力对溶解度的影响很小,常可忽略;
(2)温度:温度对溶解度的影响较大,随温度上升,溶解度下降;
(3)物系组成:一定温度下,溶解度仅和物系组成有关。
另外吸收还具有选择吸收性和吸收热效应。
▪ 吸收总具有一定的选择性,要选择对酸气溶解度大的溶剂与酸性天然 气接触,才能脱除天然气内所含的酸气组分。
一、脱酸气方法 二、吸收与解吸
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一、脱酸气方法
按操作特点、脱酸原理,多种脱酸工艺可分类为:间歇法、 化学吸收法、物理吸收法、混合溶剂吸收法、直接氧化法和膜分 离法。 1、间歇法
特点:脱酸设备只能批量生产,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,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。
天然气净化、加工流程框图
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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 化学吸收法 其他脱酸气方法 脱酸方法选择
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我国对管输天然气的质量要求: 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。
(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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吸收特性:
随着吸收的不断进行,吸收剂内溶质浓度逐步增大,气液相的溶 质浓度差减小,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,溶剂中溶质浓度达到最大值。
气液平衡时,溶剂中的溶质浓度称为平衡溶解度,简称溶解度。
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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。
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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2、醇胺与酸气的主要化学反应
均为可逆反应。在低温下,反应向右进行,醇胺溶液吸收H2S和 CO2酸气,生成胺盐并放出热量;在较高温度下,反应向左进行,溶液 内的胺盐分解,放出酸气,溶液得到再生。
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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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
我国还制定了“汽车用压缩天然气”国家标准GB 18047-2000, 规定:
H2S含量不大于15mg/m3,总硫含量不大于200mg/m3,CO2 含量不大于3%,氧含量不大于0.5%,水露点不大于-13℃,高位 发热量大于31.4MJ/m3,并应有特殊气味以保证安全。
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第一节 脱酸气方法
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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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3、物理吸收法
以有机化合物作为溶剂,在高压、低温下使酸气组分溶解于溶 剂内。吸收了酸气的溶剂又在低压、高温下释放酸气,使溶剂恢复 对酸气的吸收能力,使脱酸过程循环持续进行。物理溶剂再生时所 需的加热量较少,适用于天然气内酸气负荷高,要求同时进行天然 气脱水的场合。如冷甲醇法。 4、混合溶剂吸收法
生产上常用的解吸方法是: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 液汽化,从而分出被吸收的溶质。
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3、吸收-解吸系统
吸收-解吸系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。吸收剂溶液内溶质浓度 逐步增大并趋于平衡溶解度,此时该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。
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
是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的目的。适用于 从天然气内分出大量CO2的场合。
▪ 溶剂吸收溶质时,被吸收气体组分由气态变成液态,会产生溶解热。
即使物理吸收也会产生热效应;若为化学吸收,还伴随产生反应热。
因而,随吸收过程的进行,溶液温度必将升高。
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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。 影响解吸的因素主要是:
(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。
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对于民用燃料必须达到很严格的商品天然气质量要求:为防止 天然气管输系统的腐蚀和保障居民健康,我国于2001年7月1日开 始实施的“天然气”国家标准 GB 17820-1999 规定:
作为民用燃料的一级天然气H2S含量不大于6 mg/m3,总硫含 量不大于100mg/m3;二级天然气H2S含量不大于20mg/m3,总硫 含量不大于200 mg/m3。
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