天然气加工工程

天然气脱硫脱碳工艺的选择原则

答：(1) 通常情况通常情况下，规模较大的装置应首先考虑采用胺法的可能性：在原料气碳硫比较高(CO2/H2S大于6)，为获得适于克劳斯装置加工的酸气而需要选择性脱除H2S时，以及其他可以选择脱除H2S的工况，应采用MDEA 选吸工艺；在脱除H2S同时亦需脱除相当数量CO2时，可采用MDEA和其他醇胺(如DEA)组合的混合胺法；天然气压力较低，净化气H2S指标要求严格且需要同时脱除CO2时，可采用MEA 法、DEA法或混合胺法；在高寒或沙漠缺水地区，可选用DGA法。(2) 原料天然气需脱除有机硫时通常应采用砜胺法：原料气含一定量有机硫需要脱除、且CO2亦需与H2S同时脱除的工况，应选用砜胺Ⅱ型工艺；需要从原料气中选择性脱除H2S和有机硫、可适当保留CO2的工况，应该选择砜胺Ⅲ型工艺；H2S 分压比较高的天然气以砜胺法处理时，其能耗显著低于胺法；当砜胺法仍然无法达到所需要的净化气有机硫含量指标时，可继以分子筛法脱硫。(3) 原料气H2S含量低的情况：在原料气H2S含量低、潜硫量不大、碳硫比高且不需要脱除CO2时可以考虑如下工艺：潜硫量在0.5～5t/d之间，可考虑选用直接转化法，如络合铁法ADA－NaOH法或PDS法(酞菁钴磺酸盐液相催化法)等；潜硫量小于0.1t/d时可选用非再生类方法，如固体氧化铁法、氧化铁浆液法；(4) 高压、高酸气浓度的天然气：主要脱除大量CO2 的工况，可考虑选用膜分离法、物理溶剂法或活化MDEA法；需要同时大量脱除H2S和CO2的工况，可分两步处理，第一步以选择性胺法处理原料气以获得富H2S酸气送克劳斯装置，第二步以混合胺法(Miscellaneous Processes )或常规胺法处理达净化指标；对大量CO2需要脱除的同时亦有少量H2S需要脱除的工况，可先用膜分离法处理继以胺法满足净化要求。

第一、二章

1.天然气加工：天然气凝液回收(NGL)、天然气液化(LNG) 、天然气提氦(helium)

2.天然气处理：天然气脱硫处理、天然气脱水处理、硫磺回收、尾气处理。

3.天然气组成：⑴烃类：烷烃、环烷烃、芳烃。⑵非烃类：含硫物质：硫醇(RSH)、硫醚(RSR’)、二硫醚(RSSR’)、羰基硫(COS)、二硫化碳(CS2)、噻吩(C4H4S)等；含氧物质：二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、水蒸汽(H2O)。

4. 天然气按矿藏特点不同可分为纯气田天然气、凝析气田天然气和油田伴生气。前两者合称为非伴生气，后者叫做伴生气

5. 干气：１基方井口流出物中C5以上重烃液体含量低于＜13.5cm3；湿气：１基方井口流出物中C5以上重烃液体含量高于＞13.5cm3；贫气：１基方井口流出物中C3以上烃类液体含量低于＜94cm3。富气：１基方井口流出物中C3以上烃类液体含量高于＞94cm3。

6. H2S含量＞20mg/m3称为酸性气。

7. 天然气分子量也叫视分子量或平均分子量，指天然气中各组分的摩尔分率与其分子量的乘积再求和所得结果；密度：单位体积天然气所拥有的质量；比热：单位质量天然气升高1℃吸收的热量。

8. 目前商品天然气主要是管输天然气、车用压缩天然气和液化天然气3种。除了某些特殊情况外，作为工业和民用燃料的天然气一般也采用管输天然气的质量标准。

9.表3 商品天然气的技术指标(GB17820-1999)

10.天然气成因：1、微生物的生态演替过程；2、有机质的热裂解和热降解过程；3、无机成气作用。11. 天然气中含硫化合物分析：(1) 直接法：色谱分析；

(2) 氧化库仑法：该法适用于天然气总硫指标测定；(3)碘量法－H2S测定：将硫化物在高温、催化剂存在下加氢还原成H2S，再对H2S进行检测，属还原法，原理是让硫化物高温催化加氢还原成H2S，用Zn(Ac)2溶液吸收H2S，生成ZnS沉淀，加碘液（碘过剩）反应，以淀粉作指示剂用Na2S2O3标准液回滴。0-100％浓度都可测定。

12.CO2测定：(1)气相色谱法，(2)Ba(OH)2法，利用沉淀滴定原理测定。

13.水份测定：(1) 露点法(2) 重量法：让天然气通过吸附剂，称量吸附剂在吸附前后的重量差即可直接得出天然气中的含水量。

14. 天然气中水的来源：1、石油、天然长期与地下水接触2、油田开发注水3、烃类反应产物。

15. 1、绝对湿度：单位体积（m3）天然气所含水汽重量（g），用E表示；相对湿度：绝对湿度与相同条件下饱和绝对湿度的比值，Es。2、水露点：天然

气在一定压力下结出第一个水露珠时的温度。注意：水的饱和蒸气压随温度降低而降低，相对湿度愈大，水露点愈高。

16. 理想气体是指分子本身无体积，分子间无相互作用力的一种假想气体。

第三章

1.天然气水合物也叫水化物，它是由非极性或弱极性气体分子与接近冰点的水接触，水分子靠氢键作用将形成有别于冰晶格的笼形晶格并将气体分子包络其中。

2.水合物形成条件：1、含过饱和水汽或液体水2、足够低温度，足够高压力

3、压力波动，气流突变和晶种存在。

3.⑴天然气水合物的防止措施：1、在给定温度、组分的天然气，降压至最

低形成压力以下。2、在给定压力、组分的天然气，保持温度在水合物形成温度以上。3、降低天然气湿度、水露点，即脱水。4、加入水合物抑制剂如CaCl2、乙二醇等。⑵加抑制剂防治水合物：ⅰ、热力学抑制剂：① 电解质类型，如NaCl，CaCl2等无机盐② 醇类，如甲醇，乙二醇。ⅱ、动力学抑制剂：酪氨酸

及其衍生物、N－乙烯基吡咯烷酮(NVP)的聚合物ⅲ、防聚剂：烷基芳香族磺酸盐、烷基聚苷。

第四章

1.净化厂的构成主要由主体工艺装置、辅助工艺装置和公用工程三部分组成。

2.主体工艺单元主要由原料气预处理、脱硫脱碳、脱水、硫磺回收及尾气处理等几个单元构成。

3.辅助工艺装置通常包括硫磺成型单元、火炬及放空单元等。