天然气脱酸性气体
酸性气体脱除
脱盐水 上水 回水 回水 上水 尾气
E-40017
E-40018
E-40019
E-40020 T-40006
T-40007
新鲜甲醇
D -40004
E-40015
E-40014 T-40005
LP蒸 汽
P-40008 P-40006A/B D -40003
污甲醇
P-40007
E-40013A-I P-40004A/B
P-40001A/B 主 洗 泵 P-40002A/B 再 吸 收 循 环 泵 P-40003A-C 热 再 生 塔 进 料 泵 P-40004A/BCO 2吸 收 塔 进 料 泵 P-40005A/B甲 醇 水 分 离 塔 进 料 泵 P-40006A/B 热 再 生 塔 回 流 泵 P-40007 地 下 甲 醇 泵
P-40008 新 鲜 甲 醇 泵 P-40009A/B 尾 气 洗 涤 水 泵 P-40014贫 甲 醇 加 压 泵
E-40005A-D 吸 收 塔 进 料 冷 却 器 E-40012A/B 贫 甲 醇 冷 器
大唐国际煤化工 三合一项目部
低温甲醇洗工艺流程图
T-40006 甲 醇 水 分 离 塔 E-40006 压 缩 机 中 间 冷 却 器 T-40007 尾 气 洗 涤 塔 E-40007 压 缩 机 后 水 冷 器
低温甲醇洗的工艺特点
各种气体在甲醇中的溶解热
气体 H2S CO2 COS CS2 H2 CH4
溶解热
（KJ/mol）
19.264 16.945
17.364
27.614
3.824
3.347
装置状况
到20世纪末，全世界共有低温甲醇洗装置超过90套， 其中国内大约15套。从1960年至今，林德公司共设 计建设低温甲醇洗装置30多套，处理气量超过 52×106m3/d，操作压力2.6MPa到8.0MPa(A),其 中最大的是日本宇部氨厂的低温甲醇洗装置，处理 气量为160730 m3/h，鲁奇公司共设计建设低温甲 醇洗装置近60套，总生产能力达188×106m3/d， 其中最大的是南非SASOL公司煤气化制合成气装置， 处理气量为412500 m3/h。
LNG液化天然气基本知识
LNG液化天然气基本知识目录1. 内容综述 (2)1.1 液化天然气的概念 (3)1.2 液化天然气在全球能源结构中的地位 (3)1.3 液化天然气的基本物理特性 (4)2. 液化天然气的产业链分析 (5)2.1 液化天然气的生产 (6)2.2 液化天然气的储运 (8)2.3 LNG贸易的主要市场和运输方式 (9)3. 液化天然气的储存和运输 (10)3.1 LNG的储存方式 (12)3.2 LNG运输工具 (13)3.3 LNG储存和运输的安全措施 (13)4. 液化天然气的使用 (15)4.1 LNG在能源领域的应用 (16)4.2 LNG在工业领域的应用 (17)4.3 LNG在交通领域的应用 (18)5. 液化天然气的经济性 (20)5.1 LNG国际市场的价格波动 (21)5.2 LNG项目的经济评估 (22)5.3 LNG供应链的管理和成本控制 (23)6. 液化天然气的环保特征 (25)6.1 LNG的环境影响 (26)6.2 LNG的环保技术和措施 (27)6.3 LNG在全球气候治理中的作用 (28)7. 液化天然气的技术进步 (29)7.1 液化天然气的生产技术 (31)7.2 LNG储运技术的现状和发展趋势 (32)7.3 LNG使用技术的创新与应用 (34)8. 液化天然气的政策与发展 (35)8.1 LNG政策法规与标准 (37)8.2 LNG发展面临的挑战与机遇 (38)8.3 LNG产业的发展趋势与未来展望 (40)9. 液化天然气的安全与监管 (41)9.1 液化天然气的安全风险 (43)9.2 LNG设施的安全监管 (44)9.3 LNG应急管理与事故处理 (46)10. 结论与建议 (47)1. 内容综述定义与性质：是天然气在特定条件下液化的产物，主要成分是甲烷。
其常温下呈液态，体积能量密度高，便于存储和运输。
无色无味无毒，燃烧产生的二氧化碳和水蒸气相对较少，是一种环保的能源。
3-3 天然气脱水应用实例
生产操作中，尤其是海上气田，普遍通过三甘醇相接触脱水， 因此我们将讨论液体吸收法。
一、含水量的确定
设计天然气脱水系统的第一步，就是要确定含水量，天然气 中的含水量与天然气的压力、温度、组分及酸性气体(H2S、 CO2)等因素有关。
天然气中的饱和水汽含量随温度的升高而增加，随压力的增 加而减小，酸性气体以及重质烃类的含量也会导致含水量的增 加，而一定量的氮气则会使含水量降低。
烃类液体的挥发，不仅减轻了再沸器的负荷，而且H2S及CO2 的 挥发，避免它们升温后在再沸器内引起一些酸腐蚀。 富三甘醇流出闪蒸罐后，经过过滤器，清除固体颗粒物质（直 径大于5微米），部分三甘醇流经活性炭过滤器，用来脱除三甘 醇所携带的少量的烃类液体。对于循环率大于10gal/m的装置， 一般要求10%-50%三甘醇流过活性炭过滤器。过滤有助于将累积 的泡沫及淤渣减至最小的程度。
测定天然气中含水量的方法有：重量法、露点法、图算法等。 前两种在生产现场较常用，而图算法主要用于设计脱水系统来 估算天然气的含水量。
二、三甘醇（TEG）脱水工艺
1 脱水剂 用溶剂来吸收天然气中水分的方法是建立在不同气体在液 体中溶解度不同的基础上的，所以对气体的吸收剂有一定的要 求。 在天然气脱水工艺中，最常用的液体吸收剂是乙二醇的聚 合衍生物，如：乙二醇（MEG）、二甘醇（DEG）、三甘醇（ TEG）和四甘醇(T4EG）。 这类衍生物通常称为甘醇类，它们的化学通式为HO•CH2 （CH2 • O • CH2 ）n • CH2 • OH。甘醇类化合物对天然气有较高的脱水 深度和较低的溶解度，对化学反应和热作用稳定、蒸汽压低、 黏度小、发泡和乳化倾向小、对设备无腐蚀、容易再生、价格 比较便宜，并且容易获得。因此是十分理想的脱水剂。
中国液化天然气产业链
液化天然气是气田开采出来的天然气，经过脱水、脱酸性气体和重烃类，然后压缩、膨胀、液化而成的低温液体。
LNG是天然气的一种独特的储存和运输形式，它有利于天然气的远距离运输有利于边远天然气的回收、降低天然气的储存成本、有利于天然气应用中的调峰。
同时，由于天然气在液化前进行了净化处理，所以它比管道输送的天然气更为洁净。
液化天然气工业链是非常庞大的，主要包括天然气液化、储存、运输、接收终端、气化站等，见图l。
图 1 液化天然气工业链Fig．1 LNG Industry Chain近十年来，中国的液化天然气(LNG)产业已起步，在液化天然气链的每一环节上都有所发展。
下面分别介绍我国在LNG工业链各环节：即LNG工厂、LNG接收终端、LNG运输、LNG气化站等方面的现状和进展。
1液化天然气工业链1．1液化天然气工厂我国从20世纪80年代末开始就进行液化天然气装置的实践。
下面介绍的小型液化天然气装置的研制与开发，为我国探索天然气液化技术提供了宝贵的经验。
1．1．1中科院低温中心等单位研制的天然气液化装置中科院低温中心与四川省绵阳燃气集团总公司、中国石油天然气总公司勘探局、吉林油田管理局等单位联合研制了两台天然气液化设备，一台容量为0.3m3/hLNG，采用了天然气自身压力膨胀制冷循环。
另一台容量为0.5m3/h LNG，采用了氮气膨胀闭式制冷循环。
图 2天然气膨胀液化装置流程示意图Fig．2 Natural Gas Expand-liquefied Flow Chart1．1．2中原天然气液化工厂2001年，我国第一座小型生产性质的天然气液化装置在中原油田试运行成功，这标志着我国在生产液化天然气方面迈开了关键的一步。
其生产的LNG通过槽车运输的方式供应给山东、江苏等省的一些城市。
中原油田有较丰富的天然气储量，天然气远景储量为2800×10sm3,现已探明地质储量为947.57×10m3/d.这些天然气能为液化装置提供较长期稳定的气源。
天然气液化原理
生产原理一、天然气1、性质天然气是一种易燃易爆气体，和空气混合后，温度只要到达550℃就燃烧。
在空气中，天然气的浓度只要到达5-15%就会爆炸。
天然气无色，比空气轻，不溶于水。
一立方米气田天然气的重量只有同体积空气的55%左右。
天然气的热值较高，兆焦/立方米〔约合8500-10000千卡/立方米〕。
天然气的主要成分是甲烷，甲烷本身是无毒的，但空气中的甲烷含量到达10%以上时，人就会因氧气缺乏而呼吸困难，眩晕虚弱而失去知觉、昏迷甚至死亡。
天然气中如含有一定量的硫化氢时，也具有毒性。
硫化氢是一种具有强烈臭鸡蛋味的无色气味，当空气中的硫化氢浓度到达0.31毫克/升时，人的眼、口、鼻就会受到强烈的刺激而造成流泪、怕光、头痛、呕吐；当空气中的硫化氢含量到达1.54毫克/升时，人就会死亡。
因此，国家规定：对供应城市民用的天然气，每立方米中硫化氢含量要控制在20毫克以下天然气的主要成分是甲烷〔CH4〕，气标准沸点为111K〔-162℃〕，临界温度为190K〔-83℃〕。
标准沸点时液态密度426Kg/m3,标准状态时气态甲烷密度0.717 Kg/m3，两者相差约600倍。
2、生产目的1.1合成生产出的甲烷气，采用林德工艺进展深冷液化制成液态天然气〔LNG〕。
1.2 LNG能量密度大，便于储存和运输。
1.3 LNG密度小、储存压力低，更加平安。
1.4 LNG组分纯洁、燃烧完全、排放清洁。
1.5 LNG机动灵活，不受燃气管网制约。
3、生产任务液化天然气50000 Nm³/h，400000000 Nm³/年。
二、生产原理液化天然气是指天然气原料经过预处理，脱除其中的杂质后，再通过低温冷冻工艺在-162℃下所形成的低温液体混合物，常见的LNG是Liquefied Natural Gas的缩写。
目前，世界上80％以上的天然气液化装置采用混合制冷剂液化循环，该循环以C1-C5的碳氢化合物及氮气等组成的多组分混合制冷剂为工质，进展逐级冷凝、蒸发、节流、膨胀，得到不同温度水平的制冷量，以到达冷却和液化天然气的目的。
天然气脱水设计规范讲课
不需净化的,硫化氢含量符合产品标准中民用规定的天然气.
2.0.18 酸性天然气 sour gas
硫化氢含量超过产品标准中民用规定的天然气. 2.0.19 压缩天然气 compressed natural gas (CNG) 以甲烷为主要组分的压缩气体燃料.
天然气脱水设计规范
３.一般规定
3.0.1 天然气脱水装置包括气井气脱水和伴生气脱水.天然气脱水方
天然气脱水设计规范
4.2 工艺参数
4.2.1 进吸收塔的天然气温度宜维持在15℃~48℃,如果等于48 ℃
宜在进口分离器之前设置冷却装置. 4.2.2进入吸收塔顶层塔板的贫甘醇温度宜冷却到比气流温度高 6℃~16℃,且贫甘醇进塔温度宜低于60℃. 4.2.3 甘醇流率的确定必须考虑吸收塔进口处甘醇的浓度,塔盘数
天然气脱水设计规范
3.0.9 汽车用压缩天然气增压后的水露点应符合《车用压缩天然 3. 气》GB18047的规定,否则应设置脱水装置,CNG加气站脱水装 置宜采用吸附法脱水. 3.0.10 应充分利用原料气的压力能,包括气井气的井口压力和伴 生气分离器压力.
3.0.11 脱水装置的设置应与天然气集输处理系统统筹考虑,符合 产能建设的总体要求.分散的小气量宜集中脱水.压力低的天然气 可根据供气压力及处理工艺需要,增压集气后再脱水. 3.0.12 脱水装置的处理能力按任务书或合同规定的日处理量 计算.与天然气凝液回收装置配套的年工作时间为8000h.
天然气脱水设计规范
2) 甘醇闪蒸分离器可设置在贫富甘醇换热器的上游或下游,闪蒸 出的天然气可作燃料,含硫化氢的闪蒸气应去火炬. 4.1.6 重沸器可采用燃料气直接燃烧加热,热媒加热,电加热或其他 热源.设置在处理厂内的脱水装置的重沸器热源应与厂内供热系统 统一考虑. 4.1.7 富甘醇进甘醇再生塔前应设置颗粒过滤器.当原料气中含有 能引起甘醇起泡的重质烃,化学剂及润滑油时应设活性炭过滤器.活 性炭过滤器宜设置在颗粒过滤器之后.
脱硫方法
H2S在天然气是一种有害杂质,它的存在不仅会引起设备和管路腐蚀、催化剂中毒,而且更严重地威胁人身安全,是必须消除或控制的环境污染物之一。
脱硫装置按操作特点、脱酸原理可分为：1、间歇法：其特点是脱酸气容器只能批量生产，不能连续生产。
按脱酸气原理可分为化学反应法和物理吸附法。
属化学反应法的的有：海绵铁法、氧化锌法等，由于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。
用分子筛脱除酸气属物理吸附法。
2.化学吸收法：在塔器内以弱碱性溶液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内使用最广泛的吸收剂，他们有一乙醇胺（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。
此外，还有热钾碱法。
醇胺法是目前使用最广的天然气脱酸气工艺。
3.物理吸收法：以有机化合物为溶剂，在高压、低温下使酸气组分和水溶解于溶剂内，使天然气“甜化”和干燥。
吸收酸气的溶剂又在低压、高温下释放酸气，使溶剂恢复吸收能力，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，常用于海洋脱除大量CO2。
物理吸收法大都具有专利，如：Selexol法（吸收剂为聚乙二醇二甲醚）、Rectisol法（吸收剂为甲醇）、Fluor法（吸收剂为碳酸丙烯）等。
4.混合溶剂吸收法：由物理溶剂和化学溶剂配制的混合溶剂，兼有物理吸收和化学吸收剂性质。
如：Sulfinol法（吸收剂为属物理溶剂的环丁砜和属化学溶剂的DIPA或MDEA的混合溶剂，称砜胺法）。
5.直接氧化法：对H2S直接氧化使其转换成元素硫，如：Claus （克劳斯）法、LOCAT法、Stretford（蒽醌）法，Sulfa-check等。
国内外天然气脱水工艺技术现状调研
水 是天 然 气 从 采 出至 消 费 的各 个 处 理 加 工 步 骤 中最 常 见 的杂 质 组分 ， 含 量 经 常达 到 饱 和 。冷 凝 水 的 局部 积 累将 限 制 管道 中 且其 天 然 气 的流 率 ， 降低 输 气 量 ， 且水 的存 在 使 输 气 过 程 增 加 了不 必 而 要 的动 力 消 耗 ；液 相 水 与 Ｃ ＨＳ接 触 后 会 产 生 具 有 腐 蚀 性 的 Ｏ或 ２ 酸 ， ２ 不 仅 导 致 常见 的 电化 学 腐蚀 ， 溶 于水 生 成 的 Ｈ － Ｈｓ 它 ＳＪ ￣会促 使 阴极 放 氢加 快 ， Ｓ阻 止 原 子 氢结 合 为 分子 氢 ， 而造 成 大 量 原子 态 Ｈ一 从 氢积 聚在 钢 材 表 面 ， 致 钢 材 氢 鼓 泡 、 导 氢脆 及 硫 化 合 物 应 力腐 蚀 开 裂 （Ｓ ）湿 天然 气 中经 常遇 到 的 另一 个麻 烦 问题 是 ， 中所 含 水 分 ＳＣ ； 其 和小分子气体及其混合物可在较 高的压力和温 度高 于 ０ 的条 件 下 ， 成 一 种 外 观类 似 于 冰 的 固体 水 合 物 ｌ 形 １ ｌ 。 液 态 水 的危 害主 要 表 现 在 以下 ２ 面：１有 可 能形 成水 合 物 。 方 （） 水 合 物 晶 体 会 引 起 管 线 、 流 阀 、 种 阀 门 以及 仪 表 的 堵 塞 ，降 低 节 各 管 线 的 流动 能 力 或 产 生物 理 性 破 坏 ，因此 必 须 防 止 水合 物 的生 成 。 （ ）有 可 能形 成 具有 强 腐 蚀性 的酸 液 。天 然气 中通 常 含有 Ｃ Ｈｓ ２ Ｏ、２ 等 酸性 气 体 ，这些 气 体 溶 于 水 之后 ，形 成 具 有 强 腐蚀 性 的 酸液 ， 引 起管线 和设备的腐蚀，因此要防止酸液 的形成。可见，脱出天然气 中的 气态 水 ， 以 避 免水 合 物 和酸 液 的形 成 。 可 因 此 ， 然 气 一 般 都 应先 经 脱 水 处 理 ， 之 达 到 规 定 的指 标 后 天 使
液化天然气(LNG)
一、液化天然气（LNG）液化天然气(Liquified Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷,被公认是地球上最干净的能源。
无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，液化天然气的重量仅为同体积水的45%左右。
其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船运送。
燃烧后对空气污染非常小，而且放出热量大，所以液化天然气好。
它是天然气经压缩、冷却，在-160度下液化而成。
其主要成分为甲烷，用专用船或油罐车运输，使用时重新气化。
20世纪70年代以来，世界液化天然气产量和贸易量迅速增加，2005年LNG国际贸易量达1888.1亿立方米，最大出口国是印度尼西亚，出口314.6亿立方米；最大进口国是日本763.2亿立方米。
二、国内外概况及发展趋势1941 年在美国克利夫兰建成了世界第一套工业规模的LNG 装置，液化能力为8500 m3 /d 。
从60 年代开始，LNG 工业得到了迅猛发展，规模越来越大，基本负荷型液化能力在 2. 5 ×104 m3 /d 。
据资料[3]介绍，目前各国投产的LNG 装置已达160 多套，LNG 出口总量已超过46.1 8 ×106 t/a 。
天然气的主要成分是甲烷，甲烷的常压沸点是-16 1 ℃，临界温度为-84 ℃，临界压力为 4.1MPa 。
LNG是液化天然气的简称，它是天然气经过净化（脱水、脱烃、脱酸性气体）后[4]，采用节流、膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体而形成的[5]。
2.1 国外研究现状国外的液化装置规模大、工艺复杂、设备多、投资高，基本都采用阶式制冷和混合冷剂制冷工艺，目前两种类型的装置都在运行，新投产设计的主要是混合冷剂制冷工艺，研究的主要目的在于降低液化能耗。
制冷工艺从阶式制冷改进到混合冷剂制冷循环，目前有报道又有 C Ⅱ-2 新工艺[6]，该工艺既具有纯组分循环的优点，如简单、无相分离和易于控制，又有混合冷剂制冷循环的优点，如天然气和制冷剂制冷温位配合较好、功效高、设备少等优点。
天然气脱除CO2方法
天然气脱除CO2方法的比较与进展摘 要：总结了天然气脱除CO2的原因，对目前比较常用的三种脱除天然气中CO2的方法及其研究进展进行了综述，即醇胺吸收法、变压吸附法和膜分离法。
指出胺基溶剂、吸附剂以及膜的种类是决定分离效果的关键因素。
关键词：天然气；脱除CO2；进展天然气作为优质、清洁的燃料和重要的化工原料，其应用范围越来越广，工业发展步伐不断加快。
近年来，我国天然气勘探有重大进展，相继开发了一些重要气藏，其原料气中CO2的含量高低不等，如表1所示。
CO2的存在给天然气的输送和深加工带来许多危害。
首先，CO2的含量过高会降低天然气的热值和管输能力。
如果不将其脱除，单位体积天然气燃烧所产生的热量会大大降低。
若提供相同热量，天然气的输送量必然增大，从而使输送管道变粗，增加设备费。
按照GB1-7820—1999标准，1 m3天然气商品中CO2的含量不应超过3%。
其次，如果CO2的含量过高，低温时，它会成为固相（即干冰）析出，从而堵塞管道[1]。
另外，在对天然气进行深冷加工时，天然气的温度极低，又会堵塞深冷设备，引发深冷加工的不稳定。
第三，CO2腐蚀也是一个不容忽视的严重问题。
在水溶液存在的情况下，天然气中的CO2会对设备、管道造成严重的腐蚀。
例如，英国北海的ALPHA平台，其管线是由碳锰钢X 5 2制成的，仅用了两个多月就发生了爆炸，原因是油气中含1.5％～3.0％的CO2[2]。
大量研究认为，钢铁材料表面覆盖的碳酸铁和碳酸钙是造成CO2腐蚀的主要原因，这些腐蚀产物的生成膜在不同区域的覆盖程度不同，从而形成区域电偶，加速了钢铁的局部腐蚀。
研究发现[3]，CO2的分压、温度、pH值、湿度、流速、介质组成、腐蚀产物膜、管材的材质和载荷等都会影响钢铁的腐蚀。
因此对CO2要进行脱除。
1 天然气脱除CO2的方法目前，许多技术都可以有效脱除天然气、燃料气等物流中的CO2，但没有哪种技术适合所有的情况，因此，选择方法时必须根据各种技术的特点、原料气的组成及分离条件来选择最合适的工艺。