天然气处理原理与加工艺培训课件(PPT 66页)
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《天然气处理工艺》PPT课件
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2、什么是天然气水合物
（2）结构 采用X射线衍射法对水合物进行结构测定发现，气体水合物是
由多个填充气体分子的笼状晶格构成的晶体，晶体结构有三种类 型：I、II、H型。
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一、天然气水合物
3、天然气水合物生成条件
具有能形成水合物的气体分子：如小分子烃类物质和H2S、CO2等酸 性组分
用于天然气脱水及脱硫的主要是A型及X型分子。NaA型分子筛的有效孔
径为0.4nm，即4A，所以NaA型分子筛又叫4A型分子筛。
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三、分子筛脱水
2、分子筛的吸附性能（选当择用于性富天吸然附气脱）水时，为防止乙烷
以上烃类被吸，可使用3A分子筛；如
分子筛是具有均一孔径的吸附剂，当被吸附分子的直径小于分子
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2、甘醇法脱水法工艺流程
（1）处理无硫气的甘醇脱水装置
由于甘醇脱水装置通常气液比很高， 即甘醇循环量小，且TEG又有较高的 粘度，故吸收塔均使用泡罩塔板。再 生塔用塔板或通用填料。三甘醇的过 滤通常置于富液一侧，包括机械过滤 及活性炭过滤。
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2、甘醇法脱水法工艺流程
（2）处理含硫气的甘醇脱水装置
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二、甘醇法脱水
3、甘醇法脱水法主要设备
（1）入口分离器
入口分离器的作用是分出进料湿天然气内的液体和固体杂质，如：游 离水、液烃、泥沙和铁锈等固体杂质以及流程上游采气、集气过程中加 人气流内的各种化学剂等。
进料湿天然气内液体和固体杂质的存在会带来以下几个方面的危害：
①使塔内甘醇容易发泡、堵塞塔板。
除分子筛外，其他的一些固体吸附剂如活性氧化铝及硅胶等在 天然气脱水中也有应用。
LNG天然气培训课件
• 高换，热基器本的不规需格要主使要用决。定于高峰小时燃气流量，单台气化能力最高可 达3000立方米/小时，通常要考虑备用，可以切换使用。气化站中的
储罐增压器、加热器、加热器等设备也采用空温式换热器。
中裕燃气培训
• 气化站设备、管道施工完成后，由于超低温及特殊要求，在 3正）式的预投冷产与之进前液 ，必须采用中间介质进行低温预冷，经过预冷检验调 试合格后方可接收，其过程也是对设备及工程的检验。通常采 用液氮作为预冷介质。气化站内的主要设备有储罐、（蒸发 气）罐、气化器、增压器、加热器、（放散排空气体）加热 器及相关工艺管道及管件，储罐的预冷是气化站预冷中的主要 内容。
中裕燃气培训
• 储罐是气化站中的关键设备，其绝热性及密封性的好坏直接影响 到的蒸发和泄漏速度，即的损耗速度和使用率。储罐的性能 参数主要有真空度、漏率、静态蒸发率。作为低温容器，储罐必 须满足国家及行业标准中的相关技术要求。储罐的真空封结度反映 储罐的真空性，但真空度随时间推移而降低；储罐的漏率影响储罐 真空寿命，即储罐真空度的变化速度；静态蒸发率则能够较为直观 的反映储罐在使用时的保冷性能。以一台50m3储罐为例说明：
中裕燃气培训
汽化站工艺流程图
中裕燃气培训
2、卸车工艺
• 通过公路槽车或罐式集装箱车将从气源地运抵用气城市 供气站后,利用槽车上的空温式升压气化器将槽车储罐 升压到0.6(或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集 装箱车进行升压),同时将储罐压力降至约0.4,使槽车与 储罐间形成约0.2的压差,利用此压差将槽车中的 卸入供气站储罐内。卸车结束时,通过卸车台气相管线回收 槽车中的气相天然气。
?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?第二章?lng供气站的操作技术和运营管理?一lng供气站操作技术?二运营安全管理?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?一lng供气站操作技术?1供气站的气化工艺流程城市lng供气站工艺流程见图?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?lng汽化站工艺流程图?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?2lng卸车工艺??通过公路槽车或罐式集装箱车将lng从气源地运抵用气城市?lng供气站后利用槽车上的空温式升压气化器将槽车储罐?升压到06mpa或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集?装箱车进行升压同时将储罐压力降至约04mpa使槽车与?lng储罐间形成约02mpa的压差利用此压差将槽车中的lng?卸入供气站储罐内
储罐增压器、加热器、加热器等设备也采用空温式换热器。
中裕燃气培训
• 气化站设备、管道施工完成后，由于超低温及特殊要求，在 3正）式的预投冷产与之进前液 ，必须采用中间介质进行低温预冷，经过预冷检验调 试合格后方可接收，其过程也是对设备及工程的检验。通常采 用液氮作为预冷介质。气化站内的主要设备有储罐、（蒸发 气）罐、气化器、增压器、加热器、（放散排空气体）加热 器及相关工艺管道及管件，储罐的预冷是气化站预冷中的主要 内容。
中裕燃气培训
• 储罐是气化站中的关键设备，其绝热性及密封性的好坏直接影响 到的蒸发和泄漏速度，即的损耗速度和使用率。储罐的性能 参数主要有真空度、漏率、静态蒸发率。作为低温容器，储罐必 须满足国家及行业标准中的相关技术要求。储罐的真空封结度反映 储罐的真空性，但真空度随时间推移而降低；储罐的漏率影响储罐 真空寿命，即储罐真空度的变化速度；静态蒸发率则能够较为直观 的反映储罐在使用时的保冷性能。以一台50m3储罐为例说明：
中裕燃气培训
汽化站工艺流程图
中裕燃气培训
2、卸车工艺
• 通过公路槽车或罐式集装箱车将从气源地运抵用气城市 供气站后,利用槽车上的空温式升压气化器将槽车储罐 升压到0.6(或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集 装箱车进行升压),同时将储罐压力降至约0.4,使槽车与 储罐间形成约0.2的压差,利用此压差将槽车中的 卸入供气站储罐内。卸车结束时,通过卸车台气相管线回收 槽车中的气相天然气。
?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?第二章?lng供气站的操作技术和运营管理?一lng供气站操作技术?二运营安全管理?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?一lng供气站操作技术?1供气站的气化工艺流程城市lng供气站工艺流程见图?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?lng汽化站工艺流程图?中裕燃气lng培训路漫漫其修远兮吾将上下而求索?2lng卸车工艺??通过公路槽车或罐式集装箱车将lng从气源地运抵用气城市?lng供气站后利用槽车上的空温式升压气化器将槽车储罐?升压到06mpa或通过站内设置的卸车增压气化器对罐式集?装箱车进行升压同时将储罐压力降至约04mpa使槽车与?lng储罐间形成约02mpa的压差利用此压差将槽车中的lng?卸入供气站储罐内
某天然气有限责任公司工艺培训资料PPT(共 55张)
• 1、原料气压缩机(根据入厂压力而定) • 2、胺(MDEA)脱碳脱硫装置，以脱除CO2至小于
50PPM(V)，H2S至小于4PPM(V)。 • 3、分子筛脱水系统(双塔系统)，以将水含量脱至小于
1PPM(V)并同时将汞脱除。 • 4、混合冷剂制冷压缩机(电机驱动离心式) • 5、冷箱系统(铝制板翅式)
一、LNG基础知识 二、 LNG工厂的主要组成 三、工艺流程
一、LNG基础知识
• 天然气在常压下，当冷却至约-162℃时，则由气态变成液 态，称为液化天然气（英文 Liquefied Natural Gas, 简称 LNG）。
• 天然气是一种混和物，其组分随气田不同而异，主要成分 有甲烷、氮气及C2～C5的饱和烷烃，另外还含有微量的 氦、二氧化碳及硫化氢等，通过制冷液化后，LNG就成为 含甲烷（96％以上）和乙烷（4％）及少量C3～C5烷烃的 低温液体。LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
吸收了大量二氧化碳的富胺溶液在58℃进入富胺闪蒸罐（V2150）闪蒸出少量二氧化碳和溶解烃类经富胺过滤器（F-2220
）后进入贫富胺换热器（E-2160），与来自解吸塔底再沸器的 115℃贫胺溶液换热，被预热至104℃左右后自中上部进入解吸 塔（T-2300）。富胺溶液在填料表面下落的过程中与塔底上升蒸 汽充分接触，逆向反应释放出二氧化碳。二氧化碳随蒸汽上升至 塔顶后经塔顶冷却器（E-2250）、塔顶回流罐（V-2240）冷却 分离后高点放空，冷凝液由回流泵（P-2270/2280）送回塔顶。 解吸塔内下落的贫胺溶液自塔底流出进入塔底再沸器（E-2290） 。加热产生的蒸汽作为解吸所需的热源返回解吸塔。贫胺溶液先 与富胺溶液在贫富胺换热器（E-2160）换热降温后进入贫胺罐（ V-2190）储存。
50PPM(V)，H2S至小于4PPM(V)。 • 3、分子筛脱水系统(双塔系统)，以将水含量脱至小于
1PPM(V)并同时将汞脱除。 • 4、混合冷剂制冷压缩机(电机驱动离心式) • 5、冷箱系统(铝制板翅式)
一、LNG基础知识 二、 LNG工厂的主要组成 三、工艺流程
一、LNG基础知识
• 天然气在常压下，当冷却至约-162℃时，则由气态变成液 态，称为液化天然气（英文 Liquefied Natural Gas, 简称 LNG）。
• 天然气是一种混和物，其组分随气田不同而异，主要成分 有甲烷、氮气及C2～C5的饱和烷烃，另外还含有微量的 氦、二氧化碳及硫化氢等，通过制冷液化后，LNG就成为 含甲烷（96％以上）和乙烷（4％）及少量C3～C5烷烃的 低温液体。LNG是由天然气转变的另一种能源形式。
吸收了大量二氧化碳的富胺溶液在58℃进入富胺闪蒸罐（V2150）闪蒸出少量二氧化碳和溶解烃类经富胺过滤器（F-2220
）后进入贫富胺换热器（E-2160），与来自解吸塔底再沸器的 115℃贫胺溶液换热，被预热至104℃左右后自中上部进入解吸 塔（T-2300）。富胺溶液在填料表面下落的过程中与塔底上升蒸 汽充分接触，逆向反应释放出二氧化碳。二氧化碳随蒸汽上升至 塔顶后经塔顶冷却器（E-2250）、塔顶回流罐（V-2240）冷却 分离后高点放空，冷凝液由回流泵（P-2270/2280）送回塔顶。 解吸塔内下落的贫胺溶液自塔底流出进入塔底再沸器（E-2290） 。加热产生的蒸汽作为解吸所需的热源返回解吸塔。贫胺溶液先 与富胺溶液在贫富胺换热器（E-2160）换热降温后进入贫胺罐（ V-2190）储存。
天然气输气工艺基础知识培训课程PPT教案
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天然气的物性
5. 天然气的热值 天然气作为燃料使用，热值是一项重要的经济指标。天然气的
热值是指单位数量的天然气完全燃烧所放出的热量。天然气主要 组分烃类是由炭和氢构成，氢在燃烧时生成水并被汽化，由液态 变为气态，于是一部分燃料热能消耗于水的汽化。消耗于水的汽 化的热叫汽化热（或蒸汽潜热）。将汽化热计算在内的热值叫高 热值（全热值），不计汽化的热值叫低热值（净热值）。由于天 然气燃烧的汽化无法利用，工程上通常使用低热值即净热值。
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天然气的物性
有的可燃气体的可燃性限与爆炸限是一致的，有的可燃气体 的爆炸限只是可燃性限内的更小浓度范围。一般情况下，可将爆 炸限与可燃烧性限混用，即用可燃烧性限代替爆炸限，这对于实 际工作是适宜的，有利于安全生产。
压力对于可燃烧气体的爆炸限有很大影响，例如当压力低于 6665 帕时，天然气与空气的混合物，遇明火不会发生爆炸，而在 常温常压下，天然气的爆炸限为 5％～15％， 随着压力的升高， 爆炸限急剧上升，压力为 1.5×107帕时,天然气的爆炸上限为 58% 。
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12
天然气的物性
节流效应又称为焦耳-汤姆逊效应。温度下降的数值与压力下 降数值的比值称为节流效应系数，又称焦耳-汤姆逊效应系数。
节流效应系数的意义是：下降单位压力时的温度变化值。它 随压力、温度而变。
在气田上，压力较高，天然气的节流效应系数一般为 3～4℃/ MPa 。干线输气管道上，压力较低，一般为 2.5～3.0℃/ MPa 。
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15
天然气的输送要求
净化的指标和要求目前各国不同。北美地区输气管道网大致 要求为：每标准立方米气体，含水量不超过 95～125mg;硫化氢 含量不超过2.3~5.8mg；有机硫含量不超过250mg；二氧化碳含量， 视热值不同而要求，允许含量为 2～5％。西欧地区，如西德和法 国要求较严，硫化氢含量不得超过 1.5～2 mg/m3 ；含水量，西 德要求低于80 mg/m3 ，法国要求低于 58 mg /m3 。我国要求有 机硫总含量不超过 200mg；硫化氢含量不得超过 20 mg/m3 ；二 氧化碳含量不得超过 3％；水露点在最高操作压力下应比最低输 送环境温度低 5℃。
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天然气的物性
5. 天然气的热值 天然气作为燃料使用，热值是一项重要的经济指标。天然气的
热值是指单位数量的天然气完全燃烧所放出的热量。天然气主要 组分烃类是由炭和氢构成，氢在燃烧时生成水并被汽化，由液态 变为气态，于是一部分燃料热能消耗于水的汽化。消耗于水的汽 化的热叫汽化热（或蒸汽潜热）。将汽化热计算在内的热值叫高 热值（全热值），不计汽化的热值叫低热值（净热值）。由于天 然气燃烧的汽化无法利用，工程上通常使用低热值即净热值。
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天然气的物性
有的可燃气体的可燃性限与爆炸限是一致的，有的可燃气体 的爆炸限只是可燃性限内的更小浓度范围。一般情况下，可将爆 炸限与可燃烧性限混用，即用可燃烧性限代替爆炸限，这对于实 际工作是适宜的，有利于安全生产。
压力对于可燃烧气体的爆炸限有很大影响，例如当压力低于 6665 帕时，天然气与空气的混合物，遇明火不会发生爆炸，而在 常温常压下，天然气的爆炸限为 5％～15％， 随着压力的升高， 爆炸限急剧上升，压力为 1.5×107帕时,天然气的爆炸上限为 58% 。
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天然气的物性
节流效应又称为焦耳-汤姆逊效应。温度下降的数值与压力下 降数值的比值称为节流效应系数，又称焦耳-汤姆逊效应系数。
节流效应系数的意义是：下降单位压力时的温度变化值。它 随压力、温度而变。
在气田上，压力较高，天然气的节流效应系数一般为 3～4℃/ MPa 。干线输气管道上，压力较低，一般为 2.5～3.0℃/ MPa 。
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天然气的输送要求
净化的指标和要求目前各国不同。北美地区输气管道网大致 要求为：每标准立方米气体，含水量不超过 95～125mg;硫化氢 含量不超过2.3~5.8mg；有机硫含量不超过250mg；二氧化碳含量， 视热值不同而要求，允许含量为 2～5％。西欧地区，如西德和法 国要求较严，硫化氢含量不得超过 1.5～2 mg/m3 ；含水量，西 德要求低于80 mg/m3 ，法国要求低于 58 mg /m3 。我国要求有 机硫总含量不超过 200mg；硫化氢含量不得超过 20 mg/m3 ；二 氧化碳含量不得超过 3％；水露点在最高操作压力下应比最低输 送环境温度低 5℃。
天然气基础知识PPT课件
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4、沼气（marsh gas ） 定义：有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经各种微生物
发酵及分解作用而产生的一种以甲烷为主要成分的混合可燃气体。 沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃
气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、 污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被 种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体， 可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。 成分：甲烷 含量约为60%,二氧化碳约为35%，此外，还含有少量的氢、一氧化碳。
③辛烷值比较
天然气 汽油
115~130 81~98
第18页/共61页
9、天然气质量要求 按照《天然气》GB17820-1999 ①天然气的高热值大于3； ②总硫含量小于270mg/m3； ③硫化氢含量小于20mg/m3； ④ CO2含量小于3%（体积）； ⑤无游离水。
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三、天然气的节流效应
成为摄氏温标。 ②绝对温标：以摄氏温度的领袖为起点，即为绝对零度，这种温标成为绝
对温标。 ③华式温标：以摄氏零度定位32F，100℃定位212F，这种温标称为华氏温
标。 ④三种温度的关系：T=273.15+t F=9/5 *t+32 式中：T表示绝对温度K； t表示设施温度℃； F表示华氏温标F。
第12页/共61页
第8页/共61页
二、天然气的基本性质
1、天然气化学性质 天然气的化学性质比较稳定，一般条件下不与氧气发生反应，也不与浓酸，
浓碱溶液及氧化剂反应，但与氯气只要在阳光照射或加热时就能发生反应。 2、天然气的物理性质
4、沼气（marsh gas ） 定义：有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经各种微生物
发酵及分解作用而产生的一种以甲烷为主要成分的混合可燃气体。 沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃
气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、 污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被 种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体， 可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。 成分：甲烷 含量约为60%,二氧化碳约为35%，此外，还含有少量的氢、一氧化碳。
③辛烷值比较
天然气 汽油
115~130 81~98
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9、天然气质量要求 按照《天然气》GB17820-1999 ①天然气的高热值大于3； ②总硫含量小于270mg/m3； ③硫化氢含量小于20mg/m3； ④ CO2含量小于3%（体积）； ⑤无游离水。
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三、天然气的节流效应
成为摄氏温标。 ②绝对温标：以摄氏温度的领袖为起点，即为绝对零度，这种温标成为绝
对温标。 ③华式温标：以摄氏零度定位32F，100℃定位212F，这种温标称为华氏温
标。 ④三种温度的关系：T=273.15+t F=9/5 *t+32 式中：T表示绝对温度K； t表示设施温度℃； F表示华氏温标F。
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二、天然气的基本性质
1、天然气化学性质 天然气的化学性质比较稳定，一般条件下不与氧气发生反应，也不与浓酸，
浓碱溶液及氧化剂反应，但与氯气只要在阳光照射或加热时就能发生反应。 2、天然气的物理性质
天然气加工ppt课件
.
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温度-组成（T-x-y)相图
露点线
t/C
泡点线
0
xA xf
yA 1.0
x(y)
釜内任一时刻的气、液两相组成互成平衡。蒸馏过程中系统的温度和
气、液相组成不断改变。
渐次汽化的逆过程是渐次冷凝。将蒸气混合物逐步冷却，将每次冷凝
得到的凝液引出系统，最后得到轻组分浓度较高的气体，但数量很少。
.
11
同一物料在相同汽化率下，渐次汽化轻重组分的分离效果好于平 衡汽化。这是由于渐次汽化时，逐次产生的微量气体中轻组分浓度不 断下降，达到规定汽化率的瞬间，所产生的微量气体内轻组分浓度较 低，与釜内残存液体达到平衡时，釜内液体的轻组分浓度更低。相应 地，达到相同汽化率所需的温度(或能耗)要高于平衡汽化。
第九章 气体加工
气体加工包括两方面内容： ①从天然气内回收较重的、高热值组分，把气体燃烧热值控制在商品
气要求的范围内； ②把从气体中回收的重组分，即天然气凝液（natural gas liquids，
NGL）或称“轻烃或轻油”，分馏成各种附加值高的产品，增加油 气田利润。
.
1
第一节 蒸馏 第二节 凝液回收的目的和方法 第三节 制冷方法 第四节 冷凝分离轻烃回收工艺 第五节 凝液的稳定切割
蒸发，气相中的重组分冷凝，气液相趋近于
相平衡。可见，相间的浓度差别是精馏的重
要前提。
从下向上，每一接触级的温度逐步递减
，形成温度梯度。最顶上接触级的温度最低
，这样才能获得高浓度轻组分；最底下接触
级的温度最高，这样才能获得高浓度重组分
。可见，合理的温度梯度是精馏的另一重要Fra bibliotek前提。
为了创造这两个重要前提，顶部冷凝器
天然气处理与加工工艺基本要求PPT教学课件
2020/12/112 Nhomakorabea第一章 基本知识
7. 水合物的结构、类型、形成条件及预测方法。 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。
2020/12/11
2020/12/11
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第四章 硫磺回收及尾气处理
1. 硫的物理性质与质量指标。 2. 克劳斯法氧化H2S的两个阶段。 由H2S转化为硫的平衡转化率与温度的关系。 克劳斯法工艺流程、设备和影响硫收率的因素。 温度对液硫中硫化氢含量的影响。 液硫脱气工艺（三种）。 硫磺成型工艺（4种）。 克劳斯装置尾气处理工艺（三种）
3
第二章 气体脱硫脱碳
1. 天然气脱硫、脱碳的目的。 2. 常用醇胺溶剂的性能比较。 3. 醇胺法典型工艺流程。 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。
2020/12/11
4
第二章 气体脱硫脱碳
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。
天然气处理与加工工艺
基本要求
2020/12/11
1
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。
天然气处理工艺,设备及原理ppt-课件
Gas Plant overview
Dehydration 三甘醇脱水
Wet Treated Gas 处理湿气
Feed Gas From Gas Terminal Station 来自末站的原 料气
Sulfur Removal Unit 脱硫 装置( 1)
Acid Gas 酸气
Sulfur Removal Unit 脱硫 装置 (2)
Acid Gas 酸气
Acid Gas 酸气
Commercial Metering Station 商业计量站
Sales Gas to Grid 商品气至管网
Incinerator 灼烧炉
Vent to Atm.
Sulfur Recovery Unit 硫磺回收装置 (1)
Tail Gas Treatment & Sour H2O Stripping 尾气 处理&酸H2O汽提(1)
Incinerator 灼烧炉
Vent to Atm.
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脱硫目的 Purpose
• 通过气-液吸收、气-固吸附和化学转化等 途径除去天然气中的含硫化合物和部分CO2， 使其达到商品天然气管输标准。
• To remove sulfur compounds and excessive CO2 from sour natural gas by means of gas-liquid absorption, gas-solid adsorption and chemical conversions so that the gas meets the pipeline transportation specifications.
35kV变电站 35kV Substation
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① M点温度：气、液能够 平衡共存的最高温度，称 为临界冷凝温度（TM）。 ② N点压力：气、液能够 平衡共存的最高压力，称 为临界冷凝压力（PN） ③ TM-TC、PN-PC并不重合 ④ 反凝析现象：由JH线和 LK线说明
(三) 相特性的实际应用
原油储层：在泡点线上边，储层为 液体，即原油层。 凝析气储层：在露点线外，气体储 层，开采中（降压）有液体析出， 所以叫凝析气储层。 天然气储层：DD’线有液体析出， 称为富天然气层；EE’线为“干” （或“贫”）天然气层。
6
清洁民用燃料 天然气作为城市居民生活用燃料，可极大地减少城市污染， 改善城市环境。我国大城市的供热正在逐步完成天然气锅炉代替燃煤锅炉的改造 过程，家用燃气锅炉在新建住宅小区中的使用也正在快速发展。天然气将成为城 市居民主要生活燃料。
我国于2002年7月4日正式开工建设的“西气东输”工程，西起新疆塔里木盆 地经甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏，输送天然气到上海、浙江， 供应沿线各省的民用和工业用气。这一工程的建成，不仅缓解东部经济发达地区 的能源短缺问题 ，同时也使这一地区的空气质量将有大的改进。另据报道，西气 东输二线已于2011年6月30日开工建设。来自土库曼斯坦阿姆河右岸的天然气通过 该线可以直达珠三角。工程总投资约1422亿元人民币，横贯中国东西两端，年输 气能力300亿立方米，并可稳定供气30年以上。
13
第二节 天然气的分类、组成和 体积参比条件
三、天然气体积计量的参比条件
参比条件
温度
压力
0℃ 101.3ห้องสมุดไป่ตู้5kPa
20℃ 101.325kPa
15.6℃ 101.325kPa
简写
备注
Nm3，m3(0℃)
我国《城镇燃气设计规范》采用
m3
我国大部分采用
m3(15.6℃)，m3(15℃)
外国采用
14
第三节 天然气的相特性
(一) 天然气含水量及其预测方法
预测方法
图解法
用图来查取天然气的水含量。根据天然气的温度、
压力及酸性组分含量来确定其水含量。
应用状态方程来进行多组份平衡计算来求取
热力学模型法 天然气中的水含量，如用 SRK、PR等方程。
1. 不含酸性组分的天然气含水量预测（见图1－6）
应用图1－6时应注意以下几点： ①图中水合物形成曲线（虚线）以下是水 合物形成区，气体和水合物呈平衡状态。 ②水合物曲线以上是液态水析出区，气体 与液态水之间程平衡。 ③纵坐标是相对密度为0.6，并与纯水接触 时天然气的饱和含水量, 单位为g/103m3。 ④已知天然气的含水量和压力，可查天然 气的水露点。 ⑤当天然气的相对密度不是0.6或者气体与 含盐水接触时，应对天然气的含水量进行 校正，其校正方法如下
当气体相对密度不是0.6时，可从附图中查得校正系数CRD，其定义式为：
CRD
相对密度 RD为 的气体含水量 相对密度 0.为 6的气体含水量
当气体与盐水接触时，可从附图中查得校正系数CB，其定义式为：
与盐水接触时的气体水含量 CB 与纯水接触时的气体水含量
因此，当气体密度不是0.6，且与盐水接触时，含水量W为
天然气是以甲烷为主的碳氢化合物的混合物，而且这些化合物大部分是 烷烃，其组成如下（详细见书第5页）：
CH4
C2H6 C3H8 C4H10 C5+ N2 CO2 H20 H2S He Ar Xer
(70-95%) C2+ (5-30%)
少量
微量
在C6+ 的组分中，还包括：①环烷烃（甲基环戊烷、环己烷等） ②芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）
W0.98 W 0 5 C RC DB
W0 — 由图1－6查得的未经校正天然气含水量 ，g/103m3
2. 含酸性组分的天然气水含量预测
（1） 坎贝尔（Campbell）法 当天然气中的酸性组分低于40％时，用下式计算其含水量
W s 0 . 9 ( y 8 H W H 5 C y C C 2 W O C 2 O y H 2 S W H 2 S )
11
第二节 天然气的分类、组成和 体积参比条件
2.按烃类组成可分为： ①干气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+5液体含量小于13.5cm3的天然气。 ②湿气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+5液体含量大于13.5cm3的天然气。 ③贫气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量小于100cm3的天然气。 ④富气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量大于100cm3的天然气。 通常，人们还习惯将脱水(脱除水蒸气)前的天然气称为湿气，脱水后水
天然气的组成并不是固定不变的，不仅不同地区油、气藏中采出的天然气 组分差别很大，甚至同一油、气藏的不同生产井天然气组成也会不同。
世界上有少数的天然气中含有大量的非烃组分，甚至主要成分是非烃气体。 例如胜利油田发现了含量是99%的二氧化碳井；美国发现了含量97.4%的氮气井； 我国也发现了高浓度硫化氢气井。
5
二、天然气的利用 天然气是一种清洁能源和优质化工原料。它与石油相比，在清洁 性、经济性、方便性和用途的广泛性有着明显的优越性。天然气的利 用主要集中在发电、工业燃料、化工原料、城市居民和商业用气等几 个方面、发动机燃料。
天然气发电 天然气发电不仅可以减少污染，而且燃气机组启动
速度快，既可带基本负荷，又可用于电网调峰，可有效提高电网调峰 能力，改善电网运行质量。
8
三、 天然气在能源消费中的地位
据近20年统计，世界天然气的消费量大致以平均每年2～3%的速度在增长；在 当今世界能源消费结构中，达到24%，成为三大主力之一。目前，世界正处于天然气 取代石油而成为世界主要能源的过度时期，国际能源界普遍认为，今后，世界天然 气产量和消费量将会以较高的速度增长，2020年以后世界天然气的产量将要超过煤 和石油，成为世界最主要的能源。“十二五”期间，我国天然气消费比例将翻番， 由目前在能源消费结构中占4%的比重提高到8%。 21世纪将是天然气的世纪。其发 展趋势见下图。
式中： WS－ 酸性天然气的含水量，g/103m3; yHC－酸性天然气中除CO2和H2S外所有组分的摩尔分数。 yCO2, yH2S－酸性天然气中CO2和H2S的摩尔分数。 WHC－由图1－6查得的天然气含水量，（已用附图校正） WCO2－纯CO2的含水量，由图2－8查得。 WH2S－纯硫化氢的含水量，由图2－9查得。
在天然气开采、集输及处理与加工过程中，天然气往往会发生相态的变化， 液态变成气相或气相变成液相。含水天然气在加工过程中会生成水合物固体或 所含水蒸汽冷凝出现水相，含二氧化碳的天然气在低温下会生成固体等等。所 以研究天然气的相态特性以及含水和二氧化碳天然气的相态特性，对于指导天 然气的开采和加工具有重大的指导意义。本章要研究的相态体系为：
据中国工程院介绍，我国非常规天然气资源也相当丰富，初步预测，页岩气、 致密气的可采资源总量在20-36万亿立方米，煤层气地质储量为36.8万亿立方米， 居世界第三位。我国境内也有丰富的水合物储藏。据专家分析,青藏高原盆地和东 海、南海、黄海的大陆坡及其深海,都可能存在体积巨大的水合物。据报道,我国 的南海海域蕴藏着丰富的水合物,约70万亿立方米,其能源总量大约是石油储量的 一半。
烃类的相特性 烃－水系统相特性 烃－二氧化碳系统相特性
一、烃类的相态特性
(一) 纯组分的 P-T图
FH－气、固相平衡线 HD－固、液相平衡线 HC－气、液相平衡线 H点－三相点 C点－临界点（Pc,Tc) 气体、过热蒸汽、超临 界流体的区别
压缩 液体
超临界 气体
气体
过热 蒸汽
(二) 两组份及多组分体系
二、烃-水体系相特性
不论是气田气还是伴生气，从井口采出后都含有饱和水。天然气中含有的这种 饱和水蒸气的量通称为天然气的含水量；以液态的形式存在于天然气中水，我们称 之为游离水或液态水。
天然气中水的危害： ① 降低了天然气的热值和输气管道的输送能力。 ② 当温度降低或压力增加时，天然气中的水会呈液相析出，在管道或设备中造 成积液，增加流动压降，加速天然气中酸性组分对管道和设备的腐蚀。 ③ 液态水在冰点时会结冰，在高压低温下形成水合物，堵塞管道或阀门。因此， 在天然气的加工处理过程中，首先要除去天然气中的水。
天然气处理原理与加工艺
1
第一章 天然气基础知识
第一节 天然气资源及其利用 第二节 天然气的分类、组成和体积参比条件 第三节 天然气的相特性 第四节 天然气处理的含义及产品质量要求 第五节 用作城镇燃气的天然气互换性和分类 第六节 综合能耗及其计算方法
2
第一节 天然气资源及其利用 天然气资源 天然气利用 天然气在能源消费中的地位
露点降低的天然气称为干气；将回收天然气凝液前的天然气称为富气，回收 天然气凝液后的天然气称为贫气。此外，也有人将干气与贫气、湿气与富气 相提并论。由此可见，它们之间的划分并不是卜分严格的。因此，讲课时提 到的贫气与干气、富气与湿气也没有严格的区别
12
第二节 天然气的分类、组成和 体积参比条件
二、天然气的组成
4
2.我国的天然气资源
我国的常规天然气远景资源量达56万亿立方米，其中59%的资源分布在中西 部的川渝、陕甘宁、青海和新疆四大气区，四大气区内天然气资源量约为22.4万 亿立方米。除陆上四大气区外，我国近海天然气资源也十分丰富，海南、渤海、 东海都是天然气富集地区。到2010年底月，全国累计探明的可开采天然气资源量 超过38万亿立方米。
3
一、天然气资源
1.世界天气资源 常规天然气资源：根据《中国能源报》2011年06月27日报道，世界天然 气资源量为471万亿立方米，其中俄罗斯天然气储量居世界之首，占世界天 然气储量的近23.7%，以下依次为伊朗、卡塔尔、阿联酋和沙特阿拉伯。 非常规天然气：非常规天然气主要包括页岩气、致密砂岩气、煤层气和 天然气水合物等。全球非常规天然气资源丰富,达4000万亿立方米,是常规天 然气资源量的8.3倍。其中煤层气256万亿立方米，致密气210万亿立方米， 页岩气456万亿立方米，水合物3000万亿立方米。（非常规天然气咨询网： ） 世界广义天然气资源量大大超过了石油，根据估计，世界广义天然气 可用250年，而石油的可用年限不到45年。
(三) 相特性的实际应用
原油储层：在泡点线上边，储层为 液体，即原油层。 凝析气储层：在露点线外，气体储 层，开采中（降压）有液体析出， 所以叫凝析气储层。 天然气储层：DD’线有液体析出， 称为富天然气层；EE’线为“干” （或“贫”）天然气层。
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清洁民用燃料 天然气作为城市居民生活用燃料，可极大地减少城市污染， 改善城市环境。我国大城市的供热正在逐步完成天然气锅炉代替燃煤锅炉的改造 过程，家用燃气锅炉在新建住宅小区中的使用也正在快速发展。天然气将成为城 市居民主要生活燃料。
我国于2002年7月4日正式开工建设的“西气东输”工程，西起新疆塔里木盆 地经甘肃、宁夏、陕西、山西、河南、安徽、江苏，输送天然气到上海、浙江， 供应沿线各省的民用和工业用气。这一工程的建成，不仅缓解东部经济发达地区 的能源短缺问题 ，同时也使这一地区的空气质量将有大的改进。另据报道，西气 东输二线已于2011年6月30日开工建设。来自土库曼斯坦阿姆河右岸的天然气通过 该线可以直达珠三角。工程总投资约1422亿元人民币，横贯中国东西两端，年输 气能力300亿立方米，并可稳定供气30年以上。
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第二节 天然气的分类、组成和 体积参比条件
三、天然气体积计量的参比条件
参比条件
温度
压力
0℃ 101.3ห้องสมุดไป่ตู้5kPa
20℃ 101.325kPa
15.6℃ 101.325kPa
简写
备注
Nm3，m3(0℃)
我国《城镇燃气设计规范》采用
m3
我国大部分采用
m3(15.6℃)，m3(15℃)
外国采用
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第三节 天然气的相特性
(一) 天然气含水量及其预测方法
预测方法
图解法
用图来查取天然气的水含量。根据天然气的温度、
压力及酸性组分含量来确定其水含量。
应用状态方程来进行多组份平衡计算来求取
热力学模型法 天然气中的水含量，如用 SRK、PR等方程。
1. 不含酸性组分的天然气含水量预测（见图1－6）
应用图1－6时应注意以下几点： ①图中水合物形成曲线（虚线）以下是水 合物形成区，气体和水合物呈平衡状态。 ②水合物曲线以上是液态水析出区，气体 与液态水之间程平衡。 ③纵坐标是相对密度为0.6，并与纯水接触 时天然气的饱和含水量, 单位为g/103m3。 ④已知天然气的含水量和压力，可查天然 气的水露点。 ⑤当天然气的相对密度不是0.6或者气体与 含盐水接触时，应对天然气的含水量进行 校正，其校正方法如下
当气体相对密度不是0.6时，可从附图中查得校正系数CRD，其定义式为：
CRD
相对密度 RD为 的气体含水量 相对密度 0.为 6的气体含水量
当气体与盐水接触时，可从附图中查得校正系数CB，其定义式为：
与盐水接触时的气体水含量 CB 与纯水接触时的气体水含量
因此，当气体密度不是0.6，且与盐水接触时，含水量W为
天然气是以甲烷为主的碳氢化合物的混合物，而且这些化合物大部分是 烷烃，其组成如下（详细见书第5页）：
CH4
C2H6 C3H8 C4H10 C5+ N2 CO2 H20 H2S He Ar Xer
(70-95%) C2+ (5-30%)
少量
微量
在C6+ 的组分中，还包括：①环烷烃（甲基环戊烷、环己烷等） ②芳烃（苯、甲苯、二甲苯等）
W0.98 W 0 5 C RC DB
W0 — 由图1－6查得的未经校正天然气含水量 ，g/103m3
2. 含酸性组分的天然气水含量预测
（1） 坎贝尔（Campbell）法 当天然气中的酸性组分低于40％时，用下式计算其含水量
W s 0 . 9 ( y 8 H W H 5 C y C C 2 W O C 2 O y H 2 S W H 2 S )
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第二节 天然气的分类、组成和 体积参比条件
2.按烃类组成可分为： ①干气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+5液体含量小于13.5cm3的天然气。 ②湿气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+5液体含量大于13.5cm3的天然气。 ③贫气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量小于100cm3的天然气。 ④富气 每m3(20,101.325kPa)天然气C+3液体含量大于100cm3的天然气。 通常，人们还习惯将脱水(脱除水蒸气)前的天然气称为湿气，脱水后水
天然气的组成并不是固定不变的，不仅不同地区油、气藏中采出的天然气 组分差别很大，甚至同一油、气藏的不同生产井天然气组成也会不同。
世界上有少数的天然气中含有大量的非烃组分，甚至主要成分是非烃气体。 例如胜利油田发现了含量是99%的二氧化碳井；美国发现了含量97.4%的氮气井； 我国也发现了高浓度硫化氢气井。
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二、天然气的利用 天然气是一种清洁能源和优质化工原料。它与石油相比，在清洁 性、经济性、方便性和用途的广泛性有着明显的优越性。天然气的利 用主要集中在发电、工业燃料、化工原料、城市居民和商业用气等几 个方面、发动机燃料。
天然气发电 天然气发电不仅可以减少污染，而且燃气机组启动
速度快，既可带基本负荷，又可用于电网调峰，可有效提高电网调峰 能力，改善电网运行质量。
8
三、 天然气在能源消费中的地位
据近20年统计，世界天然气的消费量大致以平均每年2～3%的速度在增长；在 当今世界能源消费结构中，达到24%，成为三大主力之一。目前，世界正处于天然气 取代石油而成为世界主要能源的过度时期，国际能源界普遍认为，今后，世界天然 气产量和消费量将会以较高的速度增长，2020年以后世界天然气的产量将要超过煤 和石油，成为世界最主要的能源。“十二五”期间，我国天然气消费比例将翻番， 由目前在能源消费结构中占4%的比重提高到8%。 21世纪将是天然气的世纪。其发 展趋势见下图。
式中： WS－ 酸性天然气的含水量，g/103m3; yHC－酸性天然气中除CO2和H2S外所有组分的摩尔分数。 yCO2, yH2S－酸性天然气中CO2和H2S的摩尔分数。 WHC－由图1－6查得的天然气含水量，（已用附图校正） WCO2－纯CO2的含水量，由图2－8查得。 WH2S－纯硫化氢的含水量，由图2－9查得。
在天然气开采、集输及处理与加工过程中，天然气往往会发生相态的变化， 液态变成气相或气相变成液相。含水天然气在加工过程中会生成水合物固体或 所含水蒸汽冷凝出现水相，含二氧化碳的天然气在低温下会生成固体等等。所 以研究天然气的相态特性以及含水和二氧化碳天然气的相态特性，对于指导天 然气的开采和加工具有重大的指导意义。本章要研究的相态体系为：
据中国工程院介绍，我国非常规天然气资源也相当丰富，初步预测，页岩气、 致密气的可采资源总量在20-36万亿立方米，煤层气地质储量为36.8万亿立方米， 居世界第三位。我国境内也有丰富的水合物储藏。据专家分析,青藏高原盆地和东 海、南海、黄海的大陆坡及其深海,都可能存在体积巨大的水合物。据报道,我国 的南海海域蕴藏着丰富的水合物,约70万亿立方米,其能源总量大约是石油储量的 一半。
烃类的相特性 烃－水系统相特性 烃－二氧化碳系统相特性
一、烃类的相态特性
(一) 纯组分的 P-T图
FH－气、固相平衡线 HD－固、液相平衡线 HC－气、液相平衡线 H点－三相点 C点－临界点（Pc,Tc) 气体、过热蒸汽、超临 界流体的区别
压缩 液体
超临界 气体
气体
过热 蒸汽
(二) 两组份及多组分体系
二、烃-水体系相特性
不论是气田气还是伴生气，从井口采出后都含有饱和水。天然气中含有的这种 饱和水蒸气的量通称为天然气的含水量；以液态的形式存在于天然气中水，我们称 之为游离水或液态水。
天然气中水的危害： ① 降低了天然气的热值和输气管道的输送能力。 ② 当温度降低或压力增加时，天然气中的水会呈液相析出，在管道或设备中造 成积液，增加流动压降，加速天然气中酸性组分对管道和设备的腐蚀。 ③ 液态水在冰点时会结冰，在高压低温下形成水合物，堵塞管道或阀门。因此， 在天然气的加工处理过程中，首先要除去天然气中的水。
天然气处理原理与加工艺
1
第一章 天然气基础知识
第一节 天然气资源及其利用 第二节 天然气的分类、组成和体积参比条件 第三节 天然气的相特性 第四节 天然气处理的含义及产品质量要求 第五节 用作城镇燃气的天然气互换性和分类 第六节 综合能耗及其计算方法
2
第一节 天然气资源及其利用 天然气资源 天然气利用 天然气在能源消费中的地位
露点降低的天然气称为干气；将回收天然气凝液前的天然气称为富气，回收 天然气凝液后的天然气称为贫气。此外，也有人将干气与贫气、湿气与富气 相提并论。由此可见，它们之间的划分并不是卜分严格的。因此，讲课时提 到的贫气与干气、富气与湿气也没有严格的区别
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第二节 天然气的分类、组成和 体积参比条件
二、天然气的组成
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2.我国的天然气资源
我国的常规天然气远景资源量达56万亿立方米，其中59%的资源分布在中西 部的川渝、陕甘宁、青海和新疆四大气区，四大气区内天然气资源量约为22.4万 亿立方米。除陆上四大气区外，我国近海天然气资源也十分丰富，海南、渤海、 东海都是天然气富集地区。到2010年底月，全国累计探明的可开采天然气资源量 超过38万亿立方米。
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一、天然气资源
1.世界天气资源 常规天然气资源：根据《中国能源报》2011年06月27日报道，世界天然 气资源量为471万亿立方米，其中俄罗斯天然气储量居世界之首，占世界天 然气储量的近23.7%，以下依次为伊朗、卡塔尔、阿联酋和沙特阿拉伯。 非常规天然气：非常规天然气主要包括页岩气、致密砂岩气、煤层气和 天然气水合物等。全球非常规天然气资源丰富,达4000万亿立方米,是常规天 然气资源量的8.3倍。其中煤层气256万亿立方米，致密气210万亿立方米， 页岩气456万亿立方米，水合物3000万亿立方米。（非常规天然气咨询网： ） 世界广义天然气资源量大大超过了石油，根据估计，世界广义天然气 可用250年，而石油的可用年限不到45年。