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三甘醇脱水装置设计

发布时间:2023-08-22 20:47:48

Ⅰ 请问老师化工装置脱水方法是什么

1 液化天然气知识
1 天然气的用途:I
化工燃料,居民生活燃料,汽车燃料,联合发电,热泵、燃料电池等。nqP
2 液化天然气::
天然气的主要成分为甲烷,其临界温度为190.58K,LNG储存温度为112K(-161℃)、压力为0.1MPa左右的低温储罐内,其密度为标准状态下甲烷的600多倍,体积能量密度为汽油的72%。;Fd,
3 LNG工厂主要可分为基本负荷型、调峰型两类。液化流程以APCI(美国空气液化公司)流程为主。(丙烷预冷混合制冷剂液化流程)H(
4 我国天然气仅占能源总耗的2.6%,到2010年,这一比值预期达到7%—8%。)@Dt3
5 中国的LNG工厂:20世纪90年代末,东海天然气早期开发利用,在上海建设了一座日处理为10万立方米的天然气事故调峰站。2001年,中原石油勘探局建造第一座生产型的液化天然气装置,日处理量为15万立方米。2002年新疆广汇集团开始建设一座处理量为150万立方米的LNG工厂,储罐设计容量为3万立方米。.
6 LNG接收终端:深圳大鹏湾,福建湄州湾,浙江、上海等地。]
7 天然气的预处理:脱除天然气中的硫化氢、二氧化碳、水分、重烃和汞等杂质,以免这些杂质腐蚀设备及在低温下冻结而阻塞设备和管道。!,_&K=
8 脱水:若天然气中含有水分,则在液化装置中,水在低于零度时将以冰或霜的形式冻结在换热器的表面和节流阀的工作部分,另外,天然气和水会形成天然气水合物,它是半稳定的固态化合物,可以在零度以上形成,它不仅可能导致管线阻塞,也可以造成喷嘴合分离设备的堵塞。[K*av
9 目前常用的脱水方法有:冷却法、吸收法、吸附法等。k
10 冷却脱水是利用当压力不变时,天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水,此法只适用于大量水分的粗分离。48}*i2
11 吸附脱水:利用吸湿液体(或活性固体)吸收的方法。三甘醇脱水,适用于大型天然气液化装置中脱出原料气所含的大部分水分。7nu=
12 吸附脱水:主要适用的吸附剂有:活性氧化铝、硅胶、分子筛等。现代LNG工厂采用的吸附脱水方法大都是采用分子筛吸附。在实际使用中,可分子筛同硅胶或活性氧化铝、串联使用。8+-
13 脱硫:酸性气体不但对人体有害,对设备管道有腐蚀作用,而且因其沸点较高,在降温过程中易呈固体析出,必须脱除。F-
14 在天然气液体装置中,常用的净化方法有:醇胺法,热钾碱法,砜胺法。M@xZhT
15 天然气液化流程: 级联式液化流程、混合制冷剂液化流程、带膨胀机的液化流程。j-$

Ⅱ 国内外普遍采用三甘醇脱水的原因何在

国内外普遍采用三甘醇脱水的原因:甘醇的分子结构中含有羟基和醚键,能与水形成氢键,对水有极强的亲和力,具有较高的脱水深度。甘醇类属三甘醇再生容易,其贫液质量分数可达98%~99%,具有更大的露点降,且运行成本较低。
天然气三甘醇脱水(TEG)工艺属于溶剂吸收法,是目前天然气工业中应用最普遍的方法之一。其利用吸收原理,采用甘醇类物质作为吸收剂与天然气充分接触,使水传递到溶剂中从而达到脱水的目的
在甘醇的分子结构中含有羟基和醚键,能与水形成氢键,对水有极强的亲和力,具有较高的脱水深度。甘醇类属三甘醇再生容易,其贫液质量分数可达98%~99%,具有更大的露点降,且运行成本较低,因此得到广泛应用。

Ⅲ 我想知道天然气脱水工艺

含硫天然气中含有硫化氢、有机硫(硫醇类)、二氧化碳、饱和水以及其它杂质,因此需将其中的有害成分脱除,以满足工厂生产和民用商品气的使用要求。各国的商品天然气标准不尽相同,主要是需满足管道输送要求的烃露点和水露点,同时对天然气中硫化氢、硫醇、二氧化碳的最高含量和低燃烧值有要求。原料天然气组成和商品天然气的要求不同,所选择的天然气净化工艺技术方案也是不同的,本文将结合哈萨克斯坦国某油气处理厂处理的天然气的组成和需输往国际管道中的产品天然气的要求,提出含硫天然气脱硫脱水工艺技术方案的选择方法。

2 原料天然气条件

哈萨克斯坦国某油气处理厂处理的油田伴生天然气主要条件为:

1)处理量600×104m3/d (标准状态为0℃,101.325kPa,以下同);

2)压力为0.7MPa,为满足管输压力和净化工艺需要,经增压站升压后进装置压力为6.8MPa;

3)主要组成

组分
组成(mol%)

C1
75.17

C2
9.44

C3
7.21

C4
3.35

C5+
1.06

CO2
0.71

H2O
0.51

H2S
36g/m3

硫醇硫
500mg/m3 3 商品天然气技术指标

该厂商品天然气将输往国际管道,需满足ОСТ51.40-93标准的要求,应达到的主要技术指标为:

1)出厂压力6.3MPa;

2)水露点≤ -20℃;

3)烃露点≤ -10℃;

4)硫化氢(H2S)≤7mg/m3;

5)硫醇硫(以硫计)≤16mg/m3;

6)低燃烧热值≥32.5MJ/m3。

4 工艺路线初步选择

根据原料天然气条件和商品天然气技术指标,工厂总工艺流程框图见图1。

油田伴生天然气经增压站增压后,至天然气脱硫脱水装置进行处理,需脱除天然气中绝大部分的H2S和RSH,以满足产品天然气中硫化氢和硫醇硫含量的技术指标;同时需脱除天然气中绝大部分的水,以满足产品天然气水露点的技术指标,同时为回收更多的液化气和轻油产品,脱水深度还需满足后续的轻烃回收装置所需的水露点≤-35℃的要求。而原料气中CO2的含量较低,为0.71%(mol),商品天然气的低燃烧热值≥32.5MJ/m3,可不考虑脱除。

经天然气脱硫脱水装置处理的干净化天然气经轻烃回收装置回收天然气中的轻烃(C3以上),生产液化气和轻油产品,并使商品天然气满足烃露点≤ -10℃的技术指标。

脱硫装置脱除的酸性气体,主要由H2S、RSH、CO2、H2O等组成,输往硫磺回收装置回收硫磺,经硫磺成型设施生产硫磺产品,硫磺回收装置尾气经尾气处理装置处理后经燃烧后排放大气。

本文以下部分主要讨论脱硫脱水装置如何选择合理的工艺技术方案,以使脱硫脱水装置的产品气中硫化氢、硫醇含量合格,水露点能满足商品天然气和后续的轻烃回收装置的要求。

5 脱水工艺方案的初步选择

通常采用的脱水工艺方法有溶剂脱水法和固体干燥剂吸附法。溶剂吸收法具有设备投资和操作费用较低的优点,较适合大流量高压天然气的脱水,其中应用最广泛的为三甘醇溶液脱水方法,但其脱水深度有限,露点降一般不超过45℃。而固体干燥剂吸附法脱水后的干气,露点可低于-50℃。

由于本方案脱水装置产品天然气要求水露点≤-35℃,溶剂脱水法难以达到因此需采用固体干燥剂脱水工艺,如分子筛脱水工艺。

6 脱硫脱硫醇工艺方案的初步选择

本方案需处理的伴生天然气中H2S含量为36g/m3,硫醇含量为500mg/m3,而且天然气处理量达到600×104m3/d,规模较大,目前国内单套脱硫装置最大处理能力仅为400×104m3/d。

通常采用的脱硫脱硫醇的方法有液体脱硫法和固定床层脱硫法。

如果采用单一的固定床层脱硫法,如分子筛脱硫脱硫醇工艺,根据本方案需处理的天然气的流量和含硫量,按10天切换再生一次计算,10天内需脱除的硫化氢量为2.16×106kg,约需要DN3000的分子筛脱硫塔500座,这显然是不可行的。

目前国内较为成熟可行的液体脱硫工艺方法为醇胺法,因为含硫天然气中同时存在硫醇,所以可选择砜胺法来脱除硫化氢和硫醇。该工艺方法较为成熟,可把天然气中的硫化氢脱除至≤7mg/m3,同时对天然气中硫醇的平均脱除率为75%,则产品天然气中的硫醇硫含量为125mg/m3,尚不能达到硫醇硫≤16mg/m3的技术指标,此时可采用固定床层脱硫醇工艺,如分子筛脱硫醇工艺来脱除天然气中剩余的硫醇。

本方案还可以采用碱洗脱硫醇工艺来脱除天然气中的硫醇,为减少生产过程中碱的耗量和产生的废碱量,前面的醇胺法脱硫装置需采用一乙醇胺工艺,以脱除天然气中的大部分硫化氢和二氧化碳。

7 脱硫脱水工艺方案的比选

由5和6所述,脱硫脱水工艺方案有以下两个较为可行的方案:

1)方案一:砜胺法脱硫+分子筛脱水脱硫醇

该方案工艺框图见图2,经增压站升压的含硫天然气进入砜胺法脱硫装置脱除几乎全部的H2S和75%的硫醇,然后进入分子筛脱水脱硫醇装置脱除水分和剩余的硫醇,净化天然气经轻烃回收装置回收液化气和轻油产品。脱水脱硫醇装置的分子筛再生气需增压后再返回至砜胺法脱硫装置进行脱硫,是一个循环的流程。

2)方案二:一乙醇胺法脱硫+碱洗脱硫醇+分子筛脱水

该方案工艺框图见图3,经增压站增压的含硫天然气进入一乙醇胺法脱硫装置脱除几乎全部的H2S和CO2,然后进入碱洗脱硫醇装置脱除几乎全部的的硫醇,脱除硫化物后的天然气进入分子筛脱水装置脱水,净化天然气输往轻烃回收装置回收液化气和轻油产品。脱水装置分子筛再生气需增压后返回脱水装置脱水,是一个循环的流程。

7.1 方案一工艺特点

1)砜胺法脱硫装置,采用环丁砜和甲基二乙醇胺水溶液作脱硫剂,溶液的主要组成包括甲基二乙醇胺、环丁砜和水,其重量百分比为45:40:15,兼有化学吸收和物理吸收两种作用,而且还能部分地脱除有机硫化物(对硫醇的平均脱除率达到75%以上),溶液中甲基二乙醇胺对H2S的吸收有较好的选择性,减少对CO2的吸收,大大降低了溶液循环量,减小了再生系统的设备如再生塔、贫富液换热器、溶液过滤器、酸气空冷器等的规格尺寸,从而减少了投资,同时减少了再生所需的蒸汽量和溶液冷却所需的循环水量,节能效果更加显著。

2)分子筛脱水脱硫醇装置是利用分子筛的吸附特性,有选择性地脱除天然气中的水和硫醇。与传统的碱洗工艺不一样的是,分子筛工艺能有选择性地脱除硫化氢和硫醇,但不脱除CO2,这样可以使外输的天然气量比采用碱洗工艺时要增加2×104m3/d。

分子筛脱水和脱硫醇采用的分子筛是不同的,应用不同的两个分子筛床层,一般布置在同一座吸附塔内。

7.2 方案二工艺特点

1)—乙醇胺法脱硫,为典型的化学吸收过程,此法只能脱除微量有机硫,对H2S和CO2几乎无选择性吸收,在吸收H2S的同

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