天然气加工
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。
天然气化工工艺学第08章 天然气物理加工技术
8.2.3.3 吸附剂制备技术
吸附剂制备技术包括制备和成型两个步骤。 吸附剂的制备技术
目前多采用以KOH为主活化剂的化学活化法来制备天然气吸附 剂。其优点在于反应速度快、生产周期短、吸附剂孔径分布窄、 微孔含量大等，并可根据不同的原料和处理工艺，通过添加助活 化剂或特殊后处理工艺等方式来提高吸附剂的性能。 其制备过程在本质上可概括为四个步骤： (1)原料的选择和预处理； (2)与活化剂充分混合，并在300～500℃温度下进行脱水预活化； (3)500～1000℃下活化冷却； (4)充分水洗和干燥。前三个过程是决定吸附剂性能的关键技
吸附剂的成型技术
吸附剂成型的主要目的是提高单位体积内的微孔含 量。粉体吸附剂成型技术研究方向都倾向于添加粘结剂 压制成型。
常用的粘结剂有丙烯酰胺( PAM) 、聚乙烯醇( PVA) 、羧甲基纤维素(CMC) 、聚氯乙烯( PVC) 、酚醛 树脂( PF) 、石油树脂、聚四氟乙烯等。成型工艺主要 包括粉体吸附剂与粘结剂的混合、物料的成型，以及型 炭后处理过程。
8.1.3.1 天然气液化
天然气的液化工艺流程根据所采用的制冷循环可以分 为3 种，即阶式制冷循环、混合制冷剂循环和膨胀机制冷 循环。 （1）阶式制冷工艺
阶式制冷工艺是一种常规制冷工艺。一般是由丙烷、乙 烯和甲烷为制冷剂的3个制冷循环阶组成，制冷温度梯度分 别为-38℃、-85℃及 -160℃左右。后来将三个温度级改 进为九个温度级，即再将丙烷段、乙烯段、甲烷段各分为 三段。
8.2.5 ANG 技术展望及研究方向
ANG技术是一项先进的储气技术，可用于ANG汽车、 无法管输的零散气井以及放空天然气的吸附回收，并部 分替代地下储气库储存天然气，以供工业、民用、调峰 和国防等使用，从而极大地降低成本。国内ANG技术的 研究主要集中在高效天然气吸附剂的开发研究方面，并 已取得了一定的成果。ANG技术的研究工作上应集中于 寻找合适的吸附剂材料、增大比表面积和微孔孔容，优 化孔径分布技术和措施上探索，并在此基础上改进吸附 储存设备技术，为ANG技术推广应用提供技术保证。
天然气加工
3、透平膨胀机工作原理 ——等熵膨胀，流经膨胀机旳气体压力、温度下降。 由分离器来旳高压、低温气体经过喷嘴环进入膨胀机。近二分
之一旳膨胀机压降消耗于喷嘴上，使气体动能增长。高速气体经过 叶轮时，气体膨胀使气体动能转化为轴功，带动同轴相连旳压缩机。
为安全起见，有些国家和输气企业要求气体旳临界凝析温度低 于最低管输温度。
2、满足商品天然气旳质量要求 各国或气体销售协议对商品天然气旳热值和重组分含量都有要
求。对较富旳天然气，尤其是油田伴愤怒和凝析气，一般都需要回 收轻油，不然将不能到达商品天然气旳质量要求。能够用烃露点控 制气体内重组分含量和热值。 3、追求最大经济效益
膨胀机旳制冷温度和制冷量都优于节流膨胀，但因为节流阀构造 简朴、便于调整、合用于任何气液比旳流体，因而节流膨胀仍常用于 气体制冷或用于冷剂制冷、膨胀机制冷旳流程中。
膨胀机在为天然气制冷旳同步，对外界输出机械能或热能，根据 输出能量形式旳不同，膨胀机分为两大类，即输出外功型——透平膨 胀机和输出外热型——热分离机。在天然气制冷中，透平膨胀机旳使 用更为广泛。
阶式制冷旳特点是制冷温度低、气体液化率
高、能耗低，但所需旳设备多、投资大、制冷剂 用量多、流程复杂。
4）混合冷剂制冷
不论是分级制冷还是阶式制冷，冷剂旳蒸发温度曲线呈台阶 式，而天然气旳温降为连续下降曲线，冷剂和天然气旳温差时大 时小，使得换热效率降低。利用常沸点不同旳几种冷剂按百分比 混合构成混合冷剂，其有较宽旳蒸发温度范围和连续旳蒸发曲线， 合理拟定混合冷剂内各组分旳百分比，就能够使蒸发曲线尽量和 天然气温降曲线匹配，从而提升换热效率。
同而制定旳。
常用旳固体吸附剂有硅土、分子筛、活性炭。固定床回收 轻烃时，吸附周期常为2～3小时，称为“快循环”。
天然气及其化学加工工艺
天然气及其化学加工工艺
天然气是化学工业的重要原料，也是一种高热值、低污染的清洁能源。
随着“西气东输”工程的实现，天然气资源的开发利用前景更加广阔。
天然气是蕴藏于地下的可燃性气体，主要成分是甲烷，同时含有C2—C4的各种烷烃以及少量的硫化氢、二氧化碳等气体。
甲烷含量高于90%的称为干气；C2—C4烷烃的含量在15%—20%以上的称为湿气。
中国天然气资源丰富，不同产地的天然气组成有所差异，开采出来的天然气，在输送前要除去其中的水、二氧化碳、硫化氢等有害物质。
常用的净化处理方法有化学吸收法、物理吸收法和吸附法。
例如用碱、醇胺等水溶液为吸收剂，吸收脱除其中的硫化氢、二氧化碳等酸性气体。
天然气化学加工的主要途径如下：
①转化为合成气（CO+H2），进一步加工制造合成氨、甲醇、高级醇等。
②在930—1230E裂解生成乙炔、炭黑。
以乙炔为原料，可以合成多种化工
产品，如氯乙烯、乙醛、醋酸、醋酸乙烯酯、氯化丁二烯等（如图）。
炭黑可作橡胶增强剂、填料，同时也是油墨、涂料、炸药、电极和电阻器等产品的原料。
③通过氯化、氧化、硫化、氨氧化等反应转化成各种产品，如氯化甲烷、甲醇、甲醛、二硫化碳、氢氰酸等。
湿天然气经热裂解、氧化、氧化脱氢或异构化脱氢等反应，可以加工生产乙烯、丙烯、丙烯酸、顺酐、异丁烯等产品。
由乙炔出发生产的化工产品
1。
天然气加工厂行业营销方案
天然气加工厂行业营销方案第一部分行业概述 (2)第二部分目标市场分析 (4)第三部分竞争对手评估 (7)第四部分品牌塑造与市场定位 (10)第五部分营销渠道拓展 (13)第六部分产品特色与附加值 (15)第七部分客户关系管理策略 (18)第八部分营销活动策划与执行 (20)第九部分资源投入与预算规划 (24)第十部分成效评估与持续优化 (26)第一部分行业概述天然气加工厂行业营销方案第一章：行业概述天然气加工厂是指对原始天然气进行加工处理，将其从天然气井中采集的混合气体转化为纯净的天然气产品的设施和过程。
天然气加工是能源行业中重要的环节，它将天然气从含杂质的原始状态转化为可商业化的天然气产品，满足工业、民用、发电等领域的需求。
天然气加工厂的发展与能源需求、资源开采、管道运输等密切相关，对国民经济的健康发展和人民生活的改善起着关键作用。
1.1 行业发展历程天然气加工行业在中国经历了持续而稳健的发展历程。
早期，我国天然气资源开发程度较低，国内生产的天然气多为湿气，含硫、含氮化合物较高，无法直接供应市场。
随着国内能源需求的增长和天然气资源的逐步开发，天然气加工厂的兴建逐渐成为必然选择。
近年来，天然气加工技术不断改进，加工厂的规模和产能逐步提高，天然气质量明显改善，行业的现代化水平显著提升。
1.2 行业现状与发展趋势目前，我国天然气加工厂数量逐渐增加，分布在各大油气资源丰富的地区，如西北地区、东北地区、xxx等。
天然气加工厂的产能不断扩大，产品质量不断提高，市场需求稳步增长。
同时，随着环保意识的提升和能源结构调整的推进，天然气作为清洁能源的地位日益突出，天然气加工行业有望迎来更大的发展机遇。
行业的发展趋势主要表现在以下几个方面：1.2.1 技术升级与创新天然气加工技术不断升级与创新，以提高产能和降低生产成本。
包括先进的分离、脱硫、脱硝、脱碳技术，以及催化裂化、合成气制甲醇等新型工艺的应用，都将有助于提高天然气加工厂的竞争力。
天然气加工工程-脱水
5.3 TEG法工艺流程和主要设备 法工艺流程和主要设备
一、工艺流程 如图所示， 脱水装置主要包括两大部分： 如图所示，TEG脱水装置主要包括两大部分：天 脱水装置主要包括两大部分 然气在压力和常温下脱水； 然气在压力和常温下脱水；富TEG溶液在高温和低压 溶液在高温和低压 下再生(提浓 提浓)。 下再生 提浓 。
5.1 概述
4. calcium chloride Anhydrous calcium chloride absorbs 1 lb H2O per lb CaCl2 before forming brine. Dilution of the brine increases the capacity to 3.5 lb of H2O per lb CaC12, The brine is not reusable, and dew-point depressions range between 5080℉. Calcium chloride is suited best for ℉ modest dew-point depressions of small gas volumes in remote locations.
5.1 概述
1. Liquid Desiccants In the liquid state, water molecules are highly associated because of hydrogen bonding. The hydroxyl and ether groups in glycols form similar associations with water molecules. This liquid-phase hydrogen bonding explains why glycols have such a high affinity for water and why the equilibrium partial pressure of water vapor over a glycol water solution is far less than that predicted by Raoult's law.
天然气的加工和利用研究
天然气的加工和利用研究一、介绍天然气作为清洁能源之一，在现代化建设中具有重要意义。
天然气的加工和利用是一个涉及多学科、多领域的研究领域。
本文将从天然气的加工和利用两个方面展开研究。
二、天然气的加工天然气的加工是指将原始天然气中所含的杂质、水、硫化氢等物质去除，以提高天然气的质量，达到燃烧要求或工业需求的目的。
2.1 脱水原始天然气中常含有水分，高含量的水分会导致天然气的燃烧效率降低，造成能源浪费。
天然气的脱水工艺主要有三种方法：冷凝法、吸附法、膜分离法。
其中，冷凝法是最常用的方法。
通过降低气体温度，在其中形成水，从而使气体中的水分得到去除。
2.2 去硫原始天然气中通常含有硫化氢（H2S），高浓度的硫化氢会对环境造成危害，对身体健康也有害处。
因此，天然气中的硫化氢需要进行去除。
常用的方法有吸收法、催化氧化法等。
2.3 去杂质原始天然气中可能存在一些杂质，如氧气、二氧化碳、氮气等。
这些杂质会影响天然气的纯度和质量，因此需要进行去除。
去除杂质的方法主要有吸收法、膜分离法、凝析法等。
三、天然气的利用天然气的利用可分为工业、交通、民用等领域。
以下将从这几个领域分别进行介绍。
3.1 工业领域天然气在工业领域中的主要应用为：发电、化学品、冶金等。
（1）发电：目前，很多国家在发电领域中开始使用天然气，因为天然气是非常干净且环保的燃料类型。
相较于传统的燃煤发电，使用天然气发电可以减少大量的碳排放，通过节能减排，来保护环境和地球。
（2）化学品：天然气可以被转化成许多不同的化学品。
其中最常见的有合成氨和甲烷醇。
（3）冶金：天然气在冶金行业中的应用主要是用来供热，加热炉子或烤炉体，以提高生产效率。
3.2 交通领域天然气可以用作燃料，一般与液化石油气相似的方法储存和运输。
它可以被用于公共交通车辆、出租车、卡车等，以减少人类对环境造成的影响。
3.3 民用领域天然气在民用领域中普遍用于燃气供暖、热水器等。
由于天然气的可再生性和环保性，它已经成为一种广泛使用的能源类型。
天然气加工与工艺
（3）溶剂再生的能耗低。物理溶剂法中酸 气是溶解于其中故易于析出，而胺法中酸 气与醇胺系键结合故再生较难而能耗较高。 （4）具有选择脱硫能力。几乎所有的物理 溶剂对H2S 的溶解能力均优于CO2 ，所以 物理溶剂法可实现在 H2S及CO2 同时存在 的条件下选择性脱除 。 （5）优良的脱有机硫能力。胺法等对天然 气中的有机硫如硫醇、COS 及 CS2等的脱 除效率均较差；然而，物理溶剂法对上述 有机硫化合物有良好的脱除能力。
缺
点
1)溶液吸收重烃能力强 与醇胺相比，重烃在砜胺溶液中有 更大的溶解度。 吸收的烃类，除芳烃外，大部分可 在闪蒸罐中蒸出。 解吸过程中，轻烃的解吸率比重烃 的高。 对于酸气中烃含量过高时，要求硫 磺回收装置燃烧炉有特殊设计。或者在 酸气进硫磺回收装置前用活性炭吸附器 脱烃。
2）环丁砜是良好的溶剂 环丁砜能溶解油漆、铅油等密封 材料。 3）溶液价格较贵，且变质产物复活 困难。 4）凝固点高（-22℃） 在寒冷地区使用时防堵塞管线
由于物理溶剂法脱除酸气的原理与胺法 截然不同，当然有其独特的优点和缺点， 大体可概括如下： （1）传质速率慢。胺法由于溶液吸收酸气 后发生化学反应，传质速率大大增强（常 以增强因子表示），物理溶剂法在吸收过 程中缺乏此种推动力，故传质速率慢，需 要很大的气液传质界面。 （2）达到高的H2S 净化度较为困难。由 于体系的物理性质，物理溶剂法要使净化 气H2S含量达到小于20mg/m3 或者小于 5mg/m3的指标是较为困难的。
2）消耗指标低 由于酸气负荷高，所以相应的循环 量就低，为MEA法的50~70% 3）净化度高 可达管输要求 4）有机硫脱除能力强 能选择性脱除H2S，还能脱有机硫。
5）溶剂损失小 环丁砜化学性质稳定，不易受热 分解，蒸气压低，损失小 6）对设备的腐蚀较轻微 腐蚀比MEA和DEA轻，所有 的设备均可选用碳钢，投资小。
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1、天然气广义：在自然界中天然生成的气体化合物。
2、狭义：专指在岩石圈中生成并蕴藏于其中的以气态烷烃混合物为主的可燃性气体。
3、有机成因：成岩作用早期，在浅层生物化学作用带内沉积有机质经微生物的群体发酵和合成作用形成天然气。
4、无机成因：有水和二氧化碳与金属氧化物发生地球化学反应生成。
5、烃露点：一定压力下天然气中析出第一滴液烃时的温度。
水露点：一定压力条件下，天然气与液态水平衡时的温度。
1、当原料天然气中酸性气体分压较高时，为了降低重沸气的水蒸气消耗，可考虑采用分流循环流程。
2、醇胺法装置的腐蚀形态：电化学腐蚀、化学腐蚀、应力腐蚀。
3、醇胺溶液降解：热降解、化学降解、氧化降解。
4、醇胺溶剂损失：蒸发、降解、夹带、在烃液中的溶解、机械损失。
5、用于气体分离的膜材料按材质分为：多孔膜、均质膜、非对称膜、复合膜机理：微孔扩散机理、溶解扩散机理。
6、自然界中的氧化铁有多种类型，但只有α—Fe2O3~H2O和γ—Fe2O3~H2O两种可以用于气体脱硫，它们对H2S有很高的反应活性，生成的硫化铁易于再生而重新氧化为活性态的氧化铁。
7、克劳斯法应用型式：部分燃烧法、分流法、直接氧化法。
8、吸附操作：间歇操作、半连续操作、连续操作。
9、天然气工业中常用的吸附剂：硅胶、活性氧化铝、活性铝土矿、分子筛。
10、天然气用途：燃料（城镇居民、公共建筑、商业部门）、化工原料。
11、天然气中常用的平衡计算：泡点、露点、等温闪蒸、绝热闪蒸。
12、三甘醇工艺流程：脱水、再生、冷却。
13、醇胺法工艺流程：吸收、闪蒸、换热、再生。
14、1m³可燃冰=164m³天然气和0.8m³水。
15、天然气的取样原则：所取气样要有代表性、取样管线上不能含有游离水、气体在取样管线内应保持在露点温度之上、取样管线应尽可能短，以缩短取样时间并防治水蒸汽冷凝、系统中有过滤，气体应流动5min，让水饱和过滤器。
1、天然气分类：（1）按矿藏特点分类：气井气、凝析气、油田气；（2）按烃类组分分类：C3界定发—干气、湿气C5界定法—贫气、富气；（3）按酸气含量分类：酸性天然气、洁气。
2、砜胺法中为什么溶液含水量不应低于10%且上限为25%：溶液含水量过少，再生困难，溶液粘度大，导致换热设备效果变差，而且与酸性气体同时被吸收的烃类量也随溶液水量的减少而增加，因此溶液中水含量不应低于10%；但是水含量过高容易引起发泡，一般认为水含量的上限为25%。
3、硫磺回收催化剂的失活原因及其防治方法：（1）催化剂内部结构变化，高温下内部结构变化，引起比表面积逐渐变小。
方法：催化剂床层温度要低于500℃，比表面积高于123㎡/g；（2）外部因素，硫沉积、含碳物质沉积和硫酸盐化，可恢复。
4、液态硫磺的粘度随温度变化原因：液态硫在温度达到159℃以前主要以Sλ和Sπ存在，粘度降低；温度达到159℃以后开始变成Sμ,随着温度继续上升Sμ含量增加，粘度升高；从187℃开始直到硫沸点，由于S—S键断裂使Sμ的链变短，粘度降低。
5、分子筛作干燥剂的特点：选择性高、吸附性能好、为极性吸附剂、热稳定性和化学稳定性高。
6、硫磺回收工艺中反应炉、余热锅炉的作用，空速高低的影响：用空气燃烧1/3的H2S使其生成SO2，使其余2/3的H2S 于转换器中与生成的SO2继续反应；部分氧化H2S而直接生成元素硫；破坏原料酸气中的杂质；冷却反应炉出口气流并回收大量废热。
空速过高或过低会造成H2S与SO2比之偏高或偏低，造成化学平衡硫损失。
7、醇胺溶液发泡原因及后果：发泡通常是由溶液中的杂质引起的，（1）醇胺的降解产物（2）溶液中悬浮的固体（3）原料气带入装置的烃类凝液或气田水（4）几乎进入溶液的外来物都可能引起发泡溶液发泡会导致脱硫装置处理能力严重下降，醇胺溶液再生不合格，脱硫效率达不到设计标准，净化气中H2S含量超标，溶液损失增加。
8、为什么醇胺法脱硫工艺流程中需要向系统补充水分：由于离开吸收塔的净化气及离开回流冷凝器的酸气都含有饱和水蒸汽，而且净化气离塔的温度远高于原料气。
9、为什么醇胺可用于天然气脱硫：醇胺中的羟基能够降低化合物的蒸气压，并增加其在水中的溶解度；氨基则在溶液提供所需的碱度，以促进对酸气组分的吸收。
10、脱水原因：(1)含有二氧化碳和硫化氢的天然气在有水存在情况下形成酸而腐蚀管路和设备（2）在一定条件下形成天然气水合物而堵塞阀门管路和设备（3）降低管路输送能力，造成不必要的动力消耗（4）水会在管路中冷凝从而造成段塞流（5）外输气必须满足质量标准（6）脱水能保证天然气在深冷的条件下冷凝。
11、天然气脱水固体吸附剂的选择特征：多孔性，大比表面积；具有高度选择性；高传质速率；再生方便，寿命长；颗粒大小均匀，强度高；具有较大的堆积密度；有良好的化学稳定性，热稳定性以及价格便宜，原料充足。
12、天然气作为燃料的优点：天然气密度小，泄漏后会很快升空，易散失，而汽、柴油较重，液态挥发有过程，且不易散失，易着火爆炸，天然气的爆炸极限比汽、柴油高2.5~4.7倍，而且天然气自燃点高，故天然气比其、柴油泄露着火危险性小；天然气汽车的钢瓶系高压容器，其材质及制造检验试验在各国均装有防爆设施，不会因汽车碰撞造成失火或爆炸，而汽油汽车的油箱装置普通，易发生失火或爆炸。