之二、天然气脱酸(醇胺法)概要
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适用于从天然气内分出大量CO2的场合。
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。
特点：脱酸设备只能批量生产，不能连续生产。
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) 二异丙醇胺(DIPA)等。
油气集输工作内容
天然气净化、加工流程框图
气体 净化
气体 加工
第二部分 天然气脱酸
天然气中存在酸性气体（H2S、CO2）影响：
有剧毒，污染环境，燃烧产生二氧化硫等污染空气 增加天然气对金属腐蚀 H2S（25.35,23.37 MJ/m3 ）降低天然气的热值(31.4 MJ/m3)。 硫磺回收（1000/吨）
含有H2S和硫化物的天然气称为酸性天然气。 不含H2S的天然气称为“甜气”、脱硫气。
2003年12月23日的晚上9点55分，重庆开县高
桥镇小阳村，罗家16号井发生特大井喷责任事故， 混有剧毒硫化氢毒气的天然气冲天ຫໍສະໝຸດ Baidu起,冲高30米左 右，243人失去了宝贵的生命。
氢脆：
H2S的氢原子渗入钢材，在钢组织缺陷处结合成氢 分子，产生极大的压力使裂纹沿平行于钢材表层方向 扩大，并产生鼓泡。
一、脱酸气方法
间歇法
按操作特点、 脱酸原理，
脱酸工艺可分：
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
一、脱酸气方法
1、间歇法
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，比如用分子筛脱除酸气。
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
一、醇胺与酸气的反应
1、醇胺的分子结构
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。
2、醇胺与酸气的主要化学反应
76~88℃
醇胺溶液吸收并 和酸气发生化学 反应形成胺盐
38~82℃ 76~88℃
高温使胺盐分 解放出酸气溶 液得到再生 高温水蒸汽
3、吸收-解吸系统
吸收-解吸
吸收
填料塔或板式塔
再生
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。
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。
第三节 化学吸收法
低温 高温
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。
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
54-62℃
回收装置生 产硫磺或送 至火炬灼烧
37~55℃
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
硫化物应力开裂： 金属在拉应力和酸性环境中（含H2S ，硫化物和 水）形成电化学腐蚀，产生原子氢和Fes,原子氢通过 表层的FeS渗入金属晶格，是金属韧劲下降，在金属 组织缺陷处原子氢聚集成氢分子，使金属内部产生极 大的局部应力，在外载荷和内应力的作用下韧性降低 的金属突然开裂并迅速扩大，这种现象为硫化物应力 开裂
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。
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 热又减压使溶液汽化，从而分出被吸收的溶质。
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。
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。
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。
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。 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。
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。
特点：脱酸设备只能批量生产，不能连续生产。
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) 二异丙醇胺(DIPA)等。
油气集输工作内容
天然气净化、加工流程框图
气体 净化
气体 加工
第二部分 天然气脱酸
天然气中存在酸性气体（H2S、CO2）影响：
有剧毒，污染环境，燃烧产生二氧化硫等污染空气 增加天然气对金属腐蚀 H2S（25.35,23.37 MJ/m3 ）降低天然气的热值(31.4 MJ/m3)。 硫磺回收（1000/吨）
含有H2S和硫化物的天然气称为酸性天然气。 不含H2S的天然气称为“甜气”、脱硫气。
2003年12月23日的晚上9点55分，重庆开县高
桥镇小阳村，罗家16号井发生特大井喷责任事故， 混有剧毒硫化氢毒气的天然气冲天ຫໍສະໝຸດ Baidu起,冲高30米左 右，243人失去了宝贵的生命。
氢脆：
H2S的氢原子渗入钢材，在钢组织缺陷处结合成氢 分子，产生极大的压力使裂纹沿平行于钢材表层方向 扩大，并产生鼓泡。
一、脱酸气方法
间歇法
按操作特点、 脱酸原理，
脱酸工艺可分：
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
一、脱酸气方法
1、间歇法
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，比如用分子筛脱除酸气。
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
一、醇胺与酸气的反应
1、醇胺的分子结构
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。
2、醇胺与酸气的主要化学反应
76~88℃
醇胺溶液吸收并 和酸气发生化学 反应形成胺盐
38~82℃ 76~88℃
高温使胺盐分 解放出酸气溶 液得到再生 高温水蒸汽
3、吸收-解吸系统
吸收-解吸
吸收
填料塔或板式塔
再生
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。
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。
第三节 化学吸收法
低温 高温
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。
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
54-62℃
回收装置生 产硫磺或送 至火炬灼烧
37~55℃
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
硫化物应力开裂： 金属在拉应力和酸性环境中（含H2S ，硫化物和 水）形成电化学腐蚀，产生原子氢和Fes,原子氢通过 表层的FeS渗入金属晶格，是金属韧劲下降，在金属 组织缺陷处原子氢聚集成氢分子，使金属内部产生极 大的局部应力，在外载荷和内应力的作用下韧性降低 的金属突然开裂并迅速扩大，这种现象为硫化物应力 开裂
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。
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 热又减压使溶液汽化，从而分出被吸收的溶质。
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。
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。
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。
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。 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。