第十章天然气预处理及轻烃回收-1讲述.ppt

采 气 工 程 重庆科技学院石油工程学院 第十章 天然气预处理及轻烃回收 概 述 不论是何种气藏产出的天然气，它不仅是一种优质的清洁燃料，也是近代化学工业的重要原料来源。 我国对管道输送的天然气提出如下指标： （1）在最大输压下，天然气的露点应比管线周围介质的月平均温度低5℃～7℃； （2）H2S含量小于20mg/m3； （3）CO2含量小于3%(体积)； （4）硫的总含量低于270mg/m3。 天然气预处理：脱出天然气中所含水分、硫化氢、二氧化碳和固相杂质，回收有经济价值的硫磺和二氧化碳，以获得符合标准的净化天然气的综合工艺过程。 轻烃回收：一般称为天然气凝析液回收，习惯称为轻烃回收。 第一节 天然气加工和轻烃回收目标 天然气的初加工和产品利用三大目标：天然气的净化、加工和化工利用。 1．天然气净化： 原因：天然气中水的存在可能在管线和设备中形成固体水合物堵塞管线和阀门，影响操作的稳定性；H2S的燃烧会污染环境，损害人类健康，同时它又是化工重要原料硫的来源之一；CO2的存在会降低天然气的热值。 而且这些酸性气体和水会生成酸或酸溶液，造成设备和输气管道的严重腐蚀。 目的：脱除水、硫化氢和二氧化碳。其矿场工艺过程即为天然气的净化过程。 2．轻烃回收： 定义：天然气中含有丰富的C2以上的轻质组分，回收这些轻质组分称为轻烃回收，其工艺过程为轻烃回收工艺。 回收产品：乙炔、液化石油气(LPG)混合物和凝析油。它们均为重要的石油化工原料。 分类：商品天然气主要组成为甲烷，LPG混合物主要成分为C3～C4的烃类化合物，凝析油为C5+以上的烃类。 方法：对轻烃回收的天然气液体经分离塔分馏可获得各种化工原料气。 第一节 天然气加工和轻烃回收目标 第一节 天然气加工和轻烃回收目标 3．天然气利用：把天然气及粗加工产物经过裂解、气化、分离、抽提、合成、聚合和缩聚等工艺过程，获得二次以上产品而使经济价值升值的工艺过程。 目标：获得8大基础原料，14种基本有机原料和3大合成材料及其它化工产品。 总之，天然气粗加工的内容是脱水、脱出CO2和H2S等酸性气体，轻烃回收和精馏制成商品天然气、乙烷、LPG、凝析油和天然气油。 尽管各种天然气站场粗加工工厂千变万化，结构繁杂，但它们都是由一些基本的操作单元：相分离器、吸附塔、压缩机、精馏塔、换热器、泵、管线、阀门等所组成。其中涉及的大多数操作是物理过程。 第二节 天然气净化技术 一、 发展现状及净化气质量要求 四川天然气净化技术和工艺以自研和引进相结合的方法发展，目前重要的工艺指标已接近或达到了国外同类先进水平。 天然气净化的目：是将天然气中的水、硫、和CO2等成份的含量降至工业和民用商品天然气所要求的指标，且符合环境法规的要求。 通常包括四类工艺处理：天然气脱水、脱硫、硫磺回收和废气处理。 天然气净化的气质标准：国家制定的商品天然气的气质要求，气质指标直接涉及到工艺技术的设计和发展。要求越高，工艺技术越复杂。 商品天然气以管道输往用户，因用途不同用户对气质的要求也不同；就管输来说，主要是根据安全平稳供气的要求并兼顾到人身健康安全而确定各项具体指标。 第二节 天然气净化技术 脱水工艺技术指标：露点降。 露点降：在同一压力下，被水汽饱和的天然气露点温度与经过脱水装置后天然气露点温度之差。 天然气脱水方法：溶剂吸收法、固体吸附法、直接冷却法和化学反应法。 在实际操作过程中，应根据具体的工况，对各种方法进行技术经济评价，选取最优的天然气脱水工艺。常用的是溶剂吸收法和固体吸附法两种脱水方法。 （一）溶剂吸收法（甘醇脱水法） 1.基本原理 利用溶剂对天然气、烃类的溶解度低，对水的溶解度高和对水汽吸收能力强的特点，使天然气中的水汽及液态水被溶解和吸收，然后再将含水溶剂与天然气分离，达到脱水目的（降低露点）。含水溶剂经再生除去水分后，可返回系统中循环使用。 第二节 天然气净化技术 第二节 天然气净化技术 用作脱水的吸收溶剂应具备以下性能： （1) 对水有较高的亲合力，具有较高的脱水深度。天然气的脱水深度：天然气吸收操作温度与脱水后干气露点温度之差(露点降)来表示，露点降愈大，脱水程度愈深。 （2) 脱水吸收剂应对天然气和烃液体具有较低的溶解度，以避免脱水过程中损失更多的气体和液态烃。 （3) 蒸汽压低，对化学反应和热作用稳定，以减少吸收剂的损失。 （4) 容易再生，价格低廉，易于取得。 （5) 粘度小，发泡和乳化倾向小，便于输送和吸收操作。 第二节 天然气净化技术 3.工艺流程及设备 1）工艺流程 包括两大部分：含水天然气与三甘醇贫液充分接触后，在操作压力和常温下脱水；富甘醇溶液在高温低压下再生。 含水天然气进入吸收塔，在塔的操作压力与温度下与三甘醇接触，水被脱除