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。
天然气处理与加工工艺总结
天然⽓处理与加⼯⼯艺总结天然⽓处理与加⼯⼯艺重点第⼀章基本知识1. 国内外天然⽓资源情况以及在未来能源结构中的地位。
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。
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，南海、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。
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。
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%。
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)
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。
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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）
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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。
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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
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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。
天然气处理加工工艺流程文字描述
天然气处理加工工艺流程文字描述下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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天然气处理工艺
2020年7月16日10时16分
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化学溶剂法
工业应用：
我国第一套采用MDEA配方溶液的脱硫脱碳装置已于 2003年底在长庆气田第三净化厂(以下简称三厂)建成投产 ，实际运行情况良好，达到了设计预期效果。该装置处理 量为300×104m3/d，原料气为含硫含碳的天然气。原料气 进装置压力为5.5～5.8 MPa，温度为3～18℃。三厂原料气 来自长庆气田靖边气区的酸性天然气，原料气中CO2含量 为5.286%，H2S含量为0.028%，CO2/H2S高达188.8 (均为设 计值)。
2.从含少量H2S 而CO2/H2S 比值高的气体混合物中深度 脱除CO2，也可兼脱一定量的H2S。
特点如下：
1.用于天然气净化可保证净化度。DEA的碱性较MEA稍 弱，平衡时气相中的H2S及CO2分压要高一些，不适用于高 压条件的天然气净化。
2.基本不为COS及CS2降解。DEA与COS及CS2的反应产物 在装置再生条件下可分解而使DEA获得再生，故适于处理 含COS及CS2的天然气。
3.DEA法通常不安排溶液复活设施。采用侧线加碱真空蒸 馏复活DEA溶液的效果不佳，故DEA装置通常不设复活设 施。
5.其他类型的方法
除上述四大类脱硫方法外，还可以使用分子筛、膜分离、低温分 离及生物化学等方法脱除H2S及有机硫。此外，非再生性的固体及液 体除硫剂以及浆液脱硫剂则适于处理低H2S含量的小量天然气。
2020年7月16日10时16分
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化学溶剂法
化学溶剂(主要是醇胺类) 法是天然气脱硫中 使用最为频繁的方法，迄今仍处于主导地位。
2020年7月16日10时16分
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化学溶剂法
二异丙醇胺(DIPA)法
特点如下：
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。
天然气造气操作规程
天然气造气操作规程第一节岗位任务入厂天然气脱硫合格后，经过转化、变换、净化为合成氨制备合格的氮氢气，并为其他工段提供所需的蒸汽。
第二节天然气造气的基本原理一、天然气加压蒸汽转化的基本原理由于气态烃中主要组分是甲烷，并且其他烃类转化反应与甲烷基本相同，因此这里只介绍甲烷蒸汽转化。
烃类蒸汽转化是指以气态烃为原料在一定压力、温度及催化剂的作用下，按下列反应进行以制取合成氨或合成甲醇所用的原料气，其主要反应如下：CH4+H2O=CO+3H2CH4+2H2O=CO2+4H2CO+H2O=CO2+H2在一定条件下，甲烷蒸汽转化过程中还可能发生下列析碳反应：CH4=C+2H2-Q2CO=CO2+C+QCO+H2=C+H2O+Q对于甲烷的同系物，例如乙烷、丙烷、丁烷等，与蒸汽转化反应，可以在低温下进行，反应通式为：C n H2n+2+nH2O=nCO+（2n-1）H2-Q我公司转化工序采用双一段加二段转化，在方箱一段炉里，烃类和水蒸汽在反应管内的镍触媒上反应，由管外天然气燃烧提供反应所需热量，而换转炉内烃类和水蒸汽在反应管内的反应所需热量由二段出口气体提供。
一段炉和换转炉的气体进入二段炉，在二段炉里加入空气或纯氧燃烧放热，又继续进行甲烷的转化，经二段转化后，可使粗原料气达到下列要求：1、制取合成氨原料气（1）H2+CO/N2(分子比)在2.8—3.1左右（2）残余甲烷在0.3—0.5%左右。
2、制取甲醇原料气（1）H2-CO2/CO+CO2=2.1—2.2（2）残余甲烷在0.3—0.5%左右二、一氧化碳变换的基本原理一氧化碳不是合成氨所需的直接原料组分，而且对氨合成催化剂有害，在送往合成氨工序之前，必须将一氧化碳彻底清除，生产中一般分为两步除去，首先，利用中温变换与低温变换相结合方法将一氧化碳与水蒸汽作用生成氢和二氧化碳，将大部分一氧化碳变成二氧化碳，这一过程称为一氧化碳的变换。
其反应机理为：CO+H2O=CO2+H2三、甲烷化反应的基本原理甲烷化法清出H2、N2混合气中少量的一氧化碳和二氧化碳，是在一定条件下使二者与氢反应生成甲烷，要求甲烷化前CO+CO2低于0.7-1.0%，而反应后气体中CO+CO2小于10ppm。
天然气加工与工艺
3、吸附压力 压力对吸附剂的湿容量影 响较微，因此操作压力由上游 和下游工艺系统压力决定。但 在操作过程中要注意操作压力 的平稳避免波动。若吸附塔放 空过急，床层截面局部气速过 高，会引起床层移动和摩擦， 导致吸附剂颗粒粉碎而被气流 夹带出塔。
4、再生温度
再生加热温度：指床层再生加 热的最高温度。 再生加热的温度越高，再生后 吸附剂的湿容量越高，可获得更高的 脱水深度，但温度太高会影响吸附剂 的寿命幵增加能耗。
再生：干燥器内的吸附剂达到饱 和前就需要对干燥器进行切换再 生。小部分的再生气（湿气）经 再生加热器加热至200～300℃后 进入再生干燥器。热的再生气将 床层加热，幵使水在吸附剂上脱 附。脱附出的水蒸气随再生气一 起离开再生床层后进入再生冷却 器，大部分水蒸气在冷却器中冷 凝下来，幵在再生分离器中分离。 分离后出的再生气与进料湿气汇 合后又去进行脱水。
项目 再生气进塔方向 再生效果 投资费用 切换周期 ……
湿法再生
干法再生
热的再生气将床层加热，幵 使水在吸附剂上脱附。脱附出 的水蒸气随再生气一起离开再 生床层后进入再生冷却器，大 部分水蒸气在冷却器中冷凝下 来，幵在再生分离器中分离。 分离后的再生气与进料湿气汇 合后又去进行脱水。
1、吸附过程
饱和区 传质区
未吸附区
当分子筛用于天然气脱水时，由于天 然气是多组分混合物 ，各个组分会 以不 同的速 度为分子筛所吸附。在脱水过程 中，分子筛对水有最高 的吸附强度 ，所 以分子筛 的水饱 和区也不断 由入 口向出 口方 向推进 ,而且水饱和 区的不断推进也 是顶 替其他吸附质 的过程 。因此 ，就水 为吸附剂而言，在吸附过程 中分子筛床 层存在饱和段 、吸附段及未吸附段三个 区域 ；未吸附段虽未吸附水，但却可能 吸附了酸气或烃类组分 。
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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。
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。
2.甲醇与甘醇类抑制剂的性能比较。
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