天然气处理与加工工艺基本要求(1-3章)
《天然气处理与加工》课程教学(自学)基本要求
《天然气处理与加工》课程教学（自学）基本要求
上交作业：
1.概述我国天然气资源及地区分布情况（截至2005年最新统计数据）
2.简述水合物的形成条件、危害及预测方法。
3.简述热力学抑制剂、动力学抑制剂和防聚剂的作用机理及应用特点
4.当用天然气甘醇吸收法脱水时，要求的干气含水量确定以后，进塔贫甘醇的浓度如何确定？
5.请说明天然气吸附法脱水工艺中，为什么要用分子筛吸附剂。
6.在用乙醇胺吸收法脱除酸性气体工艺中，醇胺溶液的循环量是如何确定的？
7.请简述轻烃回收工艺中，冷凝压力是如何确定的。
天然气加工技术手册
天然气加工技术手册1. 引言天然气是一种重要的能源资源，加工技术对于提高天然气的利用率和降低环境污染具有重要意义。
本手册旨在介绍天然气加工技术的基本原理、工艺流程和设备选型等内容，以供相关从业人员和研究者参考使用。
2. 天然气加工的基本原理天然气的主要成分是甲烷，同时伴随着少量的乙烷、丙烷、丁烷以及硫化氢等杂质。
天然气加工的基本原理是通过物理和化学方法，将天然气中的杂质进行分离和去除，以获得高纯度的甲烷气体。
3. 天然气加工的工艺流程3.1 脱水工艺脱水是天然气加工的关键步骤之一，主要是将气中的水蒸气去除，以防止管道结露和设备腐蚀。
常用的脱水方法包括物理吸附法、冷凝法和化学吸附法等。
3.2 脱硫工艺硫化氢是天然气中的常见污染物，具有毒性和腐蚀性，需要进行脱除。
脱硫工艺主要有物理吸附法、化学吸收法和催化氧化法等。
3.3 分离工艺天然气中的乙烷、丙烷、丁烷等烃类可以通过分离工艺进行回收利用。
常用的分离方法有吸附分离、凝析分离以及膜分离等。
4. 天然气加工的设备选型4.1 脱水设备常见的脱水设备有冷凝器、旋风分离器和吸附剂床等。
根据脱水工艺的不同选择合适的脱水设备。
4.2 脱硫设备脱硫设备主要包括塔式吸收器、布袋过滤器和催化剂床等，根据脱硫工艺的需求选择适合的设备。
4.3 分离设备分离设备主要包括塔器和膜组件等，根据分离工艺的要求选择适合的设备。
5. 天然气加工技术的应用5.1 天然气净化通过天然气加工技术的应用，可以将天然气中的杂质及有害物质去除，提高气体的纯度，以满足工业、民用和交通等领域的需求。
5.2 天然气液化天然气液化是将气态的天然气转化为液态的过程，通过降低温度和压力，使天然气体积减小，便于储运和利用。
5.3 天然气转化通过天然气转化技术，可以将甲烷转化为合成气、合成液体燃料和化工原料，扩大天然气的利用范围和价值。
6. 结论天然气加工技术在能源领域扮演着重要的角色，能够有效提高天然气的利用率和降低环境污染。
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，压缩天然气 4.天然气处理与加工含义（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；是代表燃气特性的一个参数，是燃气互换性的一个判定指数第二章1.预测天然气水含量的方法：图解法和状态方程法2.引起水合物形成的主要条件是：（1）天然气的温度等于或低于露点温度，有液态水存在（2）在一定压力和气体组成下，天然气温度低于水合物形成的温度（3）压力增加，形成水合物的温度相应增加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.吸附负荷曲线（吸附波）：在吸附床层中，吸附质沿不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平衡吸附量：当床层达到饱和时，吸附剂的吸附量动态（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含水量：在一定温度压力下，天然气与液态水达到平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；动力学抑制剂注入水后在溶液中的浓度（w）很低（小于0.5%），且不影响水合物形成的热力学条件，但是，它们可以推迟水合物成核和晶体生长的时间，因此也可以起到防止水合物堵塞管道的作用第四章1.天然气脱水的方法有冷却法、吸收法和吸附法，其中冷却脱水的方法又可分为直接冷却法、加压冷却法、膨胀制冷冷却法、机械制冷冷却法。
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！。
天然气加工与工艺
图：1-2 原油稳定：把油田上密闭集输来的原油进行 处理，从原油中把轻质组分甲烷、乙烷、丙 烷、丁烷等分离出来并加以利用。 作用：1、回收了大量轻烃 2、原油的安全储运，减少环境污染 使用方法： 1、负压分离 2、闪蒸 3、分馏稳定法 4、多级分馏稳定法
1、液化天然气（LNG) 甲烷占 80～95%
在-162℃时液化，体积为气体体积的1/625. 用于运输和储存
沸点℃ 凝点℃ 沸点℃ 凝点℃
甲烷 丙烷 正丁烷 CO2
－161.5 －182.5 －42.1 －187.6 －0.5 －138.4 －78.5 －56.6
乙烷 异丁烷 异戊烷 H2S
－88.6 －11.8 27.83 －60.3
－182.8 －159.6 －159.9 －85.46
1、天然气处理：也叫天然气净化，指天然气 符合商品质量或管输要求而采取的措施。 例：脱除杂质、水分 脱除酸性气体 尾气处理 2、天然气加工：指从天然气中分离、回收某 些组分。 例：轻烃回收 天然气液化
处理的目的：？ 加工的目的：？ 加工和处理所涉及的单元大多是物 理过程：相分离、精馏、回收、吸 附、压缩、传热、膨胀。 硫磺回收属于化学反应过程
2、天然气凝液 也称为轻烃，指从天然气中回收的液 烃混合物。包括乙烷、丙烷、丁烷、戊烷 用途：1）直接作为产品 2）分离出乙烷、丙烷、丁烷、戊 烷 3）作为汽车燃料
3、液化石油气 C3、C4组分
（炼厂液化石油气含有40～60%的烯烃成分）
4、天然汽油 天然气液烃经过稳定后得到， 主要以戊烷及更重的烃类为主的 液态。 5、压缩天然气 甲烷为主 20～30MPa
030105天然气处理与加工
030105天然气处理与加工一、1-5√√√√√6-10√×××√11-15××××二、1、足够的水蒸气、适宜的温度和压力。
2、答：①甘醇浓度越高，天然气在理论上所能达到的露点越低。
②在相同甘醇浓度下，甘醇的循环量越大，天然气的露点越低。
③当循环量达到一定值后，再增加循环量时，露点降变化很小。
3、4、5、轻烃又称为天然气凝液（NGL），在组成上覆盖C2~C6+，含有凝析油组分（C3~C5）。
轻烃回收是指天然气中比甲烷或乙烷更重的组分以液态形式回收的过程。
其目的一方面是为了控制天然气的烃露点以达到商品气质量指标，避免气液两相流动；另一方面，回收的液烃有很大的经济价值，可直接用作燃料或进一步分离成乙烷、丙烷、丁烷或丙丁烷混合物（液化气）、轻油等，也可用作化工原料。
6、答：①热力学抑制剂：作用机理是改变水溶液或水合物的化学位，使水合物的形成温度更低或压力更高。
特点是效果好，价格便宜，但用量大，有时需后处理系统。
②动力学抑制剂：在水合物成核和生长的初期吸附于水合物颗粒的表面，防止颗粒达到临界尺寸或者使已达到临界尺寸的颗粒缓慢生长，从而推迟水合物成核和晶体生长的时间，因而可起到防止水合物堵塞管道的作用。
特点是用量少（小于0.5％），但价格较贵，效果不如热力学抑制剂。
③防聚剂：作用机理是不能防止水合物的形成，却可以防止水合物颗粒聚结及在管壁上粘附，而成浆液状在管道内输送，因而也不会堵塞管道。
特点是用量少，不受过冷度的影响，只有当液烃中的水含量低于30％～40％时，防聚剂才有效果。
三、1. 解：叙述馏程1.压缩机；2.换热器；3.蒸气压缩制冷冷却器；4.换热器；5.节流阀；6.气液分离罐；7.膨胀剂；8.分离罐；1.换热器；10.脱乙烷塔。
2. 解：回收NGL 1.压缩机；2.多股物流换热器；3.分离罐；4.膨胀机；5.脱甲烷塔。
天然气加工工艺学——第五章 天然气脱水
教材名称： 《天然气处理与加工工艺 》
参考教材： 《天然气加工工程》 《天然气处理与加工》
内容提要
第一章 天然气概述 第二章 天然气的相特性与状态方程计算 第三章 天然气水合物及其防治 第四章 天然气酸性组分脱除 第五章 天然气脱水 第六章 硫磺回收 第七章 尾气处理 第八章 天然气凝液回收 第九章 天然气液化与提氦
4、化学反应脱水法
它是利用化学试剂与天然气中水份 发生不可逆的反应脱除水份，因溶剂 无法回收，只能用于实验之中。
第二节 溶剂吸收法脱水
一、三甘醇（TEG）的主要物性
三甘醇分子式 HOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OH (Triethylene Glycol) 无色或微黄粘稠液体，相甘醇浓
度,故在略低于大气压条件操作。
汽提气
常温常压下，常使用被水蒸气饱和的湿气。
甘醇循环率
在吸收塔塔板数、贫甘醇浓度确定后，气体 露点与甘醇循环率成一函数关系。常用的循环率 为吸收1Kg水需25－60升TEG；循环率过大会增 大再沸器负荷。
汽提塔温度
较高汽提塔顶温度会增大甘醇损耗，建议顶 温为107.2℃ ,当温度超过121.1℃ 甘醇会显著地蒸 发损失；塔顶温度过低也会使冷凝水增加.
第五章 天然气脱水 Natural Gas Dehydration
第一节 天然气脱水方法概述 一、天然气脱水目的、意义
防止水合物生成，堵塞集输管线、设备 防止液体水与酸气形成酸液腐蚀管线、设
备 提高天然气输送效率及热值
二、天然气脱水方法概述
天然气脱水工艺一般包括： 低温脱水，溶剂吸收法脱水，固 体吸附法脱水和化学反应脱水。
甘醇浓度
贫甘醇浓度越高，露点降越大，离 开吸收塔的气体实际露点一般较平衡露 点高5.5－8.3℃ 普遍的贫甘醇浓度在98% －99%之间。
天然气加工工艺学——第四章 天然气酸性组分脱除
3、公用工程
公用工程是指除主要生产装置以外 的公用工程装置和辅助生产设施，如变 配电所、循环水、空分、仪表空压站、 三修（机、电、仪表维修）、原料和成 品仓库、消防站等。
从专业上分为：给排水、热工、电 气、自控、电讯、采暖通风、化学来自析、 环保、工业安全与卫生等。
第一节 脱硫方法概述
一、脱硫目的
1、主体工艺装置
净化厂的主体工艺单元主要 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。
(1) 原料气预处理单元
从集气站送至净化厂的天然气中含 有三类杂质： 固体杂质(岩屑、金属腐蚀产物) 液体杂质(水、凝析油)、 气体杂质(硫化氢、有机硫、二氧化碳、水 汽)。
原料气预处理装置通常与脱硫脱碳 装置合建。
(5) 固体吸咐及吸收法(Dry-bed processes )
该法通过多孔性固体颗粒以物理吸 附作用吸收酸气，再降压解析使吸附剂 再生。
(6)膜分离法(Membrane processes )
此法在海上平台处理天然气中CO2 已获得工业应用，但专用于脱硫目的仍 然处于试验阶段。它通过膜渗透原理而 吸收酸气。
(3) 物理－化学吸收法(Sulphinol )
兼有物理、化学吸收剂的优点， 能选择性脱硫，可脱有机硫，再生 能耗低，吸收重烃，是目前天然气 脱硫领域运用最广泛的方法之一， 典型代表是砜胺法(Sulphinol )。
(4) 直接氧化法(Direct conversion processes )
利用溶剂与酸气发生氧化还原反 应脱除硫，此法工艺简单，但净化 度不高，有废液污染问题，常用方 法有铁碱法(Stretford)，蒽醌二磺酸 盐法(Takahax )。
(2) 物理吸收法(Physical solvent processes)
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8.天然气处理与加工的4个目的。
9.不同类型燃气热值的比较。
10.天然气烃露点和水露点的概念
11.天然气处理主要产品组成。
12. 城镇燃气互换性的指标。
13. 城镇燃气分类。
第二章
天然气脱硫脱氮
1.天然气脱硫、脱氮的目的。
2.常用醇胺溶剂的性能比较。
3.醇胺法典型工艺流程。
2.甲醇与甘醇类抑制剂的பைடு நூலகம்能比较。
3.甘醇脱水的工艺流程。
4.天然气吸收法脱水工艺各参数选择的基本原则。
5.提高甘醇纯度的几个方法。
6. 几种天然气脱水吸附剂的种类及特性。
7. 联合固体吸附剂的有点。
8. 有关吸附过程的几个概念。
9.固体吸附剂脱水工艺流程
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各章基本要求
章节
基本要求
第一章
基本知识
1.国内外天然气资源情况以及在未来能源结构中的地位。
2. 天然气的几个应用领域。
3. 天然气临界冷凝压力与临界冷凝温度的概念及与临界温度（Tc）与临界压力（Pc）的区别。
4.天然气的基本组成、分类及参比条件。
5..天然气的反凝析现象。
6. 天然气中酸性组分对其饱和含水量的影响。
4.分流法脱硫脱碳的优点。
5.硫化氢与二氧化碳在醇胺溶液中的溶解特性。
6.天然气醇胺法脱硫脱碳工艺中，循环量的确定方法。
7.用MDEA对天然气进行脱硫、脱碳的特性。
8.用MDEA进行天然气脱硫脱碳时，吸收塔温和塔板数的确定原则。
9.醇胺溶剂降解原因。
第三章
天然气脱水
1.天然气水合物抑制剂的作用机理。