第二章--天然气预处理

1、1 液化天然气技术 2 p天然气中所含杂质：天然气中所含杂质： 水水 水蒸气水蒸气 硫化物硫化物 二氧化碳二氧化碳 重烃重烃 氮气、氦气等惰性气体氮气、氦气等惰性气体 汞汞 液化天然气技术 3 q 主要原因主要原因 为了满足液化天然气的应用规范；为了满足液化天然气的应用规范； 防止在低温下冻结而堵塞设备；防止在低温下冻结而堵塞设备； 避免设备的腐蚀和磨蚀。避免设备的腐蚀和磨蚀。 液化天然气技术 4 p不同类型的不同类型的LNGLNG工厂所处理的原料气不一样，因工厂所处理的原料气不一样，因 此处理方法和工艺也不尽相同。此处理方法和工艺也不尽相同。 其原料气多是已先期净化的管输天然气。但管输天然其

2、原料气多是已先期净化的管输天然气。但管输天然 气的气质标准比液化前对原料气的气质要求低，因此气的气质标准比液化前对原料气的气质要求低，因此 必须对管输气再次净化。必须对管输气再次净化。 靠近气源建立，井口气或先期简单处理，或直接进入靠近气源建立，井口气或先期简单处理，或直接进入 LNGLNG工厂，其原料气的杂质含量较高。工厂，其原料气的杂质含量较高。 液化天然气技术 5 组分组分在在LNG中的溶解度中的溶解度组分组分在在LNG中的溶解度中的溶解度 CO24 10-5（体积百分数）（体积百分数）壬烷壬烷10-7（体积百分数）（体积百分数） H2S7.35 10-4（体积百分数）（体积百分数）癸烷

3、癸烷510-12（体积百分数）（体积百分数） 甲硫醇甲硫醇4. 7 10-5（体积百分数）（体积百分数）环己烷环己烷l.15 10-4（体积百分数）（体积百分数） 乙硫醇乙硫醇1.34 10-4（体积百分数）（体积百分数）甲基环戊烷甲基环戊烷0.575（摩尔百分数）（摩尔百分数） COS3.2（摩尔百分数（摩尔百分数）甲基环己烷甲基环己烷0.335（摩尔百分数）（摩尔百分数） 异丁烷异丁烷62.6（摩尔百分数（摩尔百分数）苯苯1.53 10-6（体积百分数）（体积百分数） 正丁烷正丁烷15.3（摩尔百分数（摩尔百分数）甲苯甲苯2.49 10-5（体积百分数）（体积百分数） 异戊烷异戊烷2.3（

4、摩尔百分数）（摩尔百分数）邻二甲苯邻二甲苯2.2 10-7（体积百分数）（体积百分数） 正戊烷正戊烷0.89（摩尔百分数）（摩尔百分数）间二甲苯间二甲苯l.54 10-6（体积百分数）（体积百分数） 已烷已烷2.17 10-4（体积百分数）（体积百分数）对二甲苯对二甲苯0.012（摩尔百分数）（摩尔百分数） 庚烷庚烷7 10-5（体积百分数）（体积百分数）H2O10-11（体积百分数（体积百分数） 辛烷辛烷5 10-7（体积百分数）（体积百分数）汞汞 表表2-1 原料气杂质在原料气杂质在LNG中的溶解度中的溶解度 液化天然气技术 6 注：注：1.A1.A为无限时生产下的累积允许值；为无限时生产

5、下的累积允许值；B B为溶解度限制；为溶解度限制；C C为产品规格。为产品规格。 杂质杂质含量极限含量极限依据依据 H2O0.1mg/l (ppm)A CO250100mg/lB H2S3.5mg/Nm3C COS0.1mg/lC 总含总含S量量1050mg/Nm3C Hg0.01g/Nm3A 芳香烃族芳香烃族110mg/lA或或B 表表2-2 最大允许杂质含量最大允许杂质含量 液化天然气技术 7 液化天然气技术 8 当气体压力较低，使用冷却法脱水后的气体露点达不到液化 厂原料气的要求，还应采用其它方法对天然气进行进一步的 脱水。 通常用冷却脱水法脱除水分的过程中，还会脱除部分重烃。 液化天然

6、气技术 9 吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收的方法脱吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收的方法脱 除气流中的水蒸气。除气流中的水蒸气。 用作脱水用作脱水吸收剂吸收剂的物质应具有以下特点：对天然气有很强的物质应具有以下特点：对天然气有很强 的脱水能力；热稳定性好，脱水时不发生化学反应；容易再的脱水能力；热稳定性好，脱水时不发生化学反应；容易再 生；粘度小；对天然气和液烃的溶解度较低；起泡和乳化倾生；粘度小；对天然气和液烃的溶解度较低；起泡和乳化倾 向小；对设备无腐蚀性；同时还应价格低廉，容易得到。向小；对设备无腐蚀性；同时还应价格低廉，容易得到。 液化天然气技术 10 甘醇脱水的基本

7、原理甘醇脱水的基本原理 甘醇是直链的二元醇，其通用化学式是甘醇是直链的二元醇，其通用化学式是 CnH2n(OH)2。 液化天然气技术 11 从分子结构看，每个甘醇分子中都有两个羟基（从分子结构看，每个甘醇分子中都有两个羟基（-）。）。 羟基在结构上与水相似，可以形成氢键，氢键的特点是能羟基在结构上与水相似，可以形成氢键，氢键的特点是能 和电负性较大的原子相连，包括同一分子或另一分子中电和电负性较大的原子相连，包括同一分子或另一分子中电 负性较大的原子，所以甘醇与水能够完全互溶，并表现出负性较大的原子，所以甘醇与水能够完全互溶，并表现出 很强的吸水性。很强的吸水性。 因此甘醇水溶液可将天然气中的

8、水蒸气萃取出来形成因此甘醇水溶液可将天然气中的水蒸气萃取出来形成甘醇甘醇 稀溶液稀溶液，使天然气中水汽量大幅度下降。，使天然气中水汽量大幅度下降。 液化天然气技术 12 液化天然气技术 13 液化天然气技术 14 液化天然气技术 15 液化天然气技术 16 （4）甘醇法脱水工艺流程）甘醇法脱水工艺流程 液化天然气技术 17 流程中各设备的作用是：流程中各设备的作用是： 雾沫分离器雾沫分离器 分离干气携带的分离干气携带的 吸吸 收收 塔塔 是气流传质的场所，使气相中的水分转入是气流传质的场所，使气相中的水分转入 中；中； 泵泵 输送设备；输送设备； 贫液冷却器贫液冷却器 冷却贫甘醇以达到需要的温

9、度；冷却贫甘醇以达到需要的温度； 闪闪 蒸蒸 器器 使富液闪蒸除去进入富液中的轻组分，减少再使富液闪蒸除去进入富液中的轻组分，减少再 生塔的再生负荷；生塔的再生负荷； 贫富液热交换器贫富液热交换器 使贫液温度下降，富液温度升高，充使贫液温度下降，富液温度升高，充 分利用热能；分利用热能； 液化天然气技术 18 再再 生塔生塔 提浓富液的场所（精馏原理）；提浓富液的场所（精馏原理）； 缓缓 冲冲 罐罐 缓冲、贮存、补充液体；缓冲、贮存、补充液体； 过过 滤滤 器器 过滤溶液，除去腐蚀产物及其它杂质，减少溶液过滤溶液，除去腐蚀产物及其它杂质，减少溶液 发泡的可能性。发泡的可能性。 液化天然气技术

10、19 利用此法须注意利用此法须注意，当再生温度超过，当再生温度超过204204 及系统中有氧气及液态烃存在时，都会降低甘醇的及系统中有氧气及液态烃存在时，都会降低甘醇的pHpH值，值， 促使甘醇分解。因此需要定期检查甘醇的促使甘醇分解。因此需要定期检查甘醇的pHpH值，要控制值，要控制pHpH 值大于值大于7 7。在有条件时将甘醇用。在有条件时将甘醇用氮气保护氮气保护，以防止氧化。，以防止氧化。 甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的甘醇法适用于大型天然气液化装置中脱除原料气所含的 大部分水分。大部分水分。 与采用固体吸附剂脱水的吸附塔比较，与采用固体吸附剂脱水的吸附塔比较，甘醇吸收

11、塔的优甘醇吸收塔的优 点点：一次投资较低，压降少，可节省动力；一次投资较低，压降少，可节省动力；可连续运可连续运 行：行：容易扩建；容易扩建；塔易重新装配；塔易重新装配；可方便地应用于在可方便地应用于在 某些固体吸附剂易受污染的场合。某些固体吸附剂易受污染的场合。 液化天然气技术 20 “吸附吸附”的意思是一个或多个组分在界面上的富集（正的意思是一个或多个组分在界面上的富集（正 吸附或简单吸附）或损耗（负吸附）。其吸附或简单吸附）或损耗（负吸附）。其机理机理是在两相界面是在两相界面 上，由于异相分子间作用力不同于主体分子间作用力，使相上，由于异相分子间作用力不同于主体分子间作用力，使相 界面上

12、流体的分子密度异于主体密度而发生界面上流体的分子密度异于主体密度而发生“吸附吸附”。 按吸附作用力性质的不同，可将吸附分为按吸附作用力性质的不同，可将吸附分为物理吸附物理吸附和和化化 学吸附学吸附两种类型。物理吸附是由分子间作用力，即两种类型。物理吸附是由分子间作用力，即范德华力范德华力 产生的。由于范德华力是一种普遍存在于各吸附质与吸附剂产生的。由于范德华力是一种普遍存在于各吸附质与吸附剂 之间的弱的相互作用力，因此，物理吸附具有吸附速率快，之间的弱的相互作用力，因此，物理吸附具有吸附速率快， 易于达到吸附平衡和易于脱附等特征。易于达到吸附平衡和易于脱附等特征。 液化天然气技术 21 化学吸

13、附是由化学吸附是由的作用产生的，在化学吸附的的作用产生的，在化学吸附的 过程中，可以发生电子的转移、原子的重排、化学键的断过程中，可以发生电子的转移、原子的重排、化学键的断 裂与形成等微观过程。吸附质与基质之间形成的化学键多裂与形成等微观过程。吸附质与基质之间形成的化学键多 为共价键，而且趋向于基质配位数最大的位置上。为共价键，而且趋向于基质配位数最大的位置上。 化学吸附通常具有明显的选择性，且只能发生单分子化学吸附通常具有明显的选择性，且只能发生单分子 层吸附，还具有不易解吸，吸附与解吸的速率都较小，不层吸附，还具有不易解吸，吸附与解吸的速率都较小，不 易达到吸附平衡等特点。物理吸附和化学吸

14、附是很难截然易达到吸附平衡等特点。物理吸附和化学吸附是很难截然 分开的，在适当的条件下，两者可以同时发生。分开的，在适当的条件下，两者可以同时发生。 液化天然气技术 22 （1）吸附法脱水的优缺点）吸附法脱水的优缺点 与液体吸收脱水的方法比较，吸附脱水能够提供非常低与液体吸收脱水的方法比较，吸附脱水能够提供非常低 的露点，可使水的体积分数降至的露点，可使水的体积分数降至1 11010-6 -6m m3 3/m/m3 3以下；吸附以下；吸附 法对气温、流速、压力等变化不敏感；相比之下没有腐蚀、法对气温、流速、压力等变化不敏感；相比之下没有腐蚀、 形成泡沫等问题；适合于对于少量气体的形成泡沫等问题

15、；适合于对于少量气体的深度脱水深度脱水过程。过程。 它的主要缺陷是基本建设投资大；一般情况下压力降较它的主要缺陷是基本建设投资大；一般情况下压力降较 高；吸附剂易于中毒或碎裂；再生时需要的热量较多。高；吸附剂易于中毒或碎裂；再生时需要的热量较多。 液化天然气技术 23 吸附法脱水一般适用于吸附法脱水一般适用于小流量气体的脱水小流量气体的脱水。对于大流。对于大流 量高压天然气脱水，如要求的露点降仅为量高压天然气脱水，如要求的露点降仅为22 22 2828，一，一 般情况下采用甘醇吸收脱水较经济；如要求的露点降为般情况下采用甘醇吸收脱水较经济；如要求的露点降为 28 28 4444，则甘醇法和吸附

16、法均可考虑，可参照其它影，则甘醇法和吸附法均可考虑，可参照其它影 响因素确定；如要求的露点降高于响因素确定；如要求的露点降高于4444，一般情况下应考，一般情况下应考 虑吸附法脱水，至少也应先采用甘醇吸收脱水，再串接吸附虑吸附法脱水，至少也应先采用甘醇吸收脱水，再串接吸附 法脱水。法脱水。 在某些情况下，特别是在气体流量、温度、压力变化频在某些情况下，特别是在气体流量、温度、压力变化频 繁的情况下，由于吸附法脱水适应性好，操作灵活，而且可繁的情况下，由于吸附法脱水适应性好，操作灵活，而且可 保证脱水后的气体中无液体，所以成本虽高仍应采用吸附法保证脱水后的气体中无液体，所以成本虽高仍应采用吸附法

17、 脱水脱水 。 液化天然气技术 24 （2）常用吸附剂）常用吸附剂 与目前在天然气净化过程中，主要使用的吸附剂有活与目前在天然气净化过程中，主要使用的吸附剂有活 性氧化铝、硅胶和分子筛三大类。活性炭的脱水能力甚微，性氧化铝、硅胶和分子筛三大类。活性炭的脱水能力甚微， 主要用于从天然气中回收液烃。主要用于从天然气中回收液烃。 其主要成分是部分水化的、多孔的和无定型其主要成分是部分水化的、多孔的和无定型 的氧化铝，并含有少量的其它金属化合物。稳定性好，它常的氧化铝，并含有少量的其它金属化合物。稳定性好，它常 用于气体、油品和石油化工产品的脱水干燥。活性氧化铝干用于气体、油品和石油化工产品的脱水干燥

18、。活性氧化铝干 燥后的气体露点可低达燥后的气体露点可低达7373。活性氧化铝宜在。活性氧化铝宜在177-177- 316316下再生，因此其再生时耗热量较高。活性氧化铝吸附下再生，因此其再生时耗热量较高。活性氧化铝吸附 的的重烃在再生时不易除去重烃在再生时不易除去。氧化铝呈碱性，可与无机酸发生。氧化铝呈碱性，可与无机酸发生 化学反应，故化学反应，故不宜处理酸性天然气不宜处理酸性天然气。 液化天然气技术 25 典型活性氧化铝组成典型活性氧化铝组成 液化天然气技术 26 这是一种坚硬无定形链状和网状结构的这是一种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗硅酸聚合物颗 粒粒，为一种，为一种亲水性的极性吸

19、附剂亲水性的极性吸附剂。硅胶对极性分子和不饱。硅胶对极性分子和不饱 和烃具有明显的选择性，因此可用于天然气脱水。其吸附和烃具有明显的选择性，因此可用于天然气脱水。其吸附 性能和其它吸附剂大致相同，一般可使天然气的露点达性能和其它吸附剂大致相同，一般可使天然气的露点达 6060。硅胶很。硅胶很容易再生容易再生，再生温度为，再生温度为180 180 200200。 虽然硅胶的脱水能力很强，虽然硅胶的脱水能力很强，但易于被水饱和，且与液但易于被水饱和，且与液 态水接触很易炸裂，产生粉尘。态水接触很易炸裂，产生粉尘。为了避免进料气夹带的水为了避免进料气夹带的水 滴损坏硅胶，除了湿进料气进吸附塔前应很好

20、地脱除液态滴损坏硅胶，除了湿进料气进吸附塔前应很好地脱除液态 水外，有时也采用在吸附床进口处，加一层不易被液态水水外，有时也采用在吸附床进口处，加一层不易被液态水 破坏的吸附剂，称做破坏的吸附剂，称做吸附剂保护层吸附剂保护层。粗孔硅胶，如。粗孔硅胶，如WW型硅型硅 胶即可用于此目的。胶即可用于此目的。 液化天然气技术 27 硅胶是粉状或颗粒状物质，粒子外观呈硅胶是粉状或颗粒状物质，粒子外观呈透明或乳白色固体透明或乳白色固体。 分子式为分子式为mSiOmSiO2 2 nH nH2 2OO，它是用硅酸钠与硫酸反应生，它是用硅酸钠与硫酸反应生 成水凝胶，然后洗去硫酸钠，将水凝胶干燥制成。其典型成水凝

21、胶，然后洗去硫酸钠，将水凝胶干燥制成。其典型 组成如表所示。组成如表所示。 天然气脱水用的是细孔硅胶，平均孔径天然气脱水用的是细孔硅胶，平均孔径20203030 液化天然气技术 28 分子筛是一种天然或人工合成的沸石型分子筛是一种天然或人工合成的沸石型硅铝酸盐硅铝酸盐，天，天 然分子筛也称沸石，人工合成的则多称分子筛。然分子筛也称沸石，人工合成的则多称分子筛。 分子筛的物理性质取决于其化学组成和晶体结构。在分子筛的物理性质取决于其化学组成和晶体结构。在 分子筛的结构中分子筛的结构中有许多孔径均匀的孔道与排列整齐的孔穴有许多孔径均匀的孔道与排列整齐的孔穴。 这些孔穴不仅提供了很大的比表面，而且它

22、只允许直径比这些孔穴不仅提供了很大的比表面，而且它只允许直径比 孔径小的分子进入，而比孔径大的分子则不能进入，从而孔径小的分子进入，而比孔径大的分子则不能进入，从而 使分子筛吸附分子有使分子筛吸附分子有很强的选择性很强的选择性。 液化天然气技术 29 液化天然气技术 30 分子筛同其它吸附剂相比，具有以下优点：分子筛同其它吸附剂相比，具有以下优点： 吸附选择性强吸附选择性强，只吸附临界直径比分子筛孔径小的分，只吸附临界直径比分子筛孔径小的分 子；另外，对极性分子也具有高度选择性，能牢牢地子；另外，对极性分子也具有高度选择性，能牢牢地 吸附住这些分子。吸附住这些分子。 脱水用分子筛它脱水用分子筛

23、它不吸附重烃不吸附重烃，从而避免因吸附重烃而，从而避免因吸附重烃而 使吸附剂失效。使吸附剂失效。 具有具有高效吸附性能高效吸附性能，在相对湿度或分压很低时，仍保，在相对湿度或分压很低时，仍保 持相当高的吸附容量，特别适用于深度干燥。持相当高的吸附容量，特别适用于深度干燥。 吸附水时，同时可以进一步脱除残余酸性气体。吸附水时，同时可以进一步脱除残余酸性气体。 不易受液态水的损害不易受液态水的损害。 液化天然气技术 31 现代液化天然气工厂采用的吸附脱水方法大都是分子 筛吸附，常用4分子筛。尽管分子筛价格较高，但却是一 种极好的脱水吸附剂。在天然气液化或深度冷冻之前，要 求先将天然气的露点降低至很

24、低值，此时用分子筛脱水比 较合适。 。 在实际使用中，可将分子筛同硅胶或活性氧化铝等串 联使用。需干燥的天然气首先通过硅胶床层脱去大部分饱 和水，再通过分子筛床层深度脱除残余的微量水分，以获 得很低的露点。 液化天然气技术 32 （3 3）吸附）吸附 法 脱 水 工法 脱 水 工 艺流程艺流程 吸附吸附 再生再生 冷却冷却 液化天然气技术 33 第二节第二节 脱酸性气体脱酸性气体 由地层采出的天然气除通常含有水蒸气外，往往还含由地层采出的天然气除通常含有水蒸气外，往往还含 有一些酸性气体。这些酸性气体一般是有一些酸性气体。这些酸性气体一般是HH2 2S, COS, CO2 2、COSCOS与与

25、 RSHRSH等气相杂质。含有酸性气体的天然气通常称为等气相杂质。含有酸性气体的天然气通常称为酸性气酸性气 或含硫气。或含硫气。 酸性气体不但对人身有害，对设备管道有腐蚀作用，而酸性气体不但对人身有害，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，故必须脱且因其沸点较高，在降温过程中易呈固体析出，故必须脱 除。脱除酸性气体常称为除。脱除酸性气体常称为脱硫脱碳脱硫脱碳，或习惯上称为，或习惯上称为脱硫脱硫。 在净化天然气时，可考虑同时除去在净化天然气时，可考虑同时除去HH2 2S S和和COCO2 2，因为醇胺法，因为醇胺法 和用分子筛吸附净化中，这两种组分可以被一起脱除。和

26、用分子筛吸附净化中，这两种组分可以被一起脱除。 液化天然气技术 34 脱硫方法的分类脱硫方法的分类 脱硫方法一般可分为化学吸收法、物理吸收法、联合脱硫方法一般可分为化学吸收法、物理吸收法、联合 吸收法、直接转化法、膜分离法和低温分离法等。其中采吸收法、直接转化法、膜分离法和低温分离法等。其中采 用溶液或溶剂作脱硫剂的化学吸收法、物理吸收法、联合用溶液或溶剂作脱硫剂的化学吸收法、物理吸收法、联合 吸收法及直接转化法，习惯上统称为吸收法及直接转化法，习惯上统称为湿法湿法；采用固体床脱；采用固体床脱 硫的海绵铁法、分子筛法统称为硫的海绵铁法、分子筛法统称为干法干法。 化学吸收法：化学吸收法：以以弱碱

27、性弱碱性溶液为吸收溶剂，与天然气中的酸溶液为吸收溶剂，与天然气中的酸 性气体（主要是性气体（主要是HH2 2S S和和COCO2 2）反应形成化合物。吸收了酸）反应形成化合物。吸收了酸 性气体的溶液（富液）在高温低压条件下，性气体的溶液（富液）在高温低压条件下，分解分解放出酸气，放出酸气， 使溶液再生，恢复活性，使脱酸过程连续进行。使溶液再生，恢复活性，使脱酸过程连续进行。 液化天然气技术 35 以以MEA吸收吸收H2S和和CO2为例，来表明胺法脱硫的主要化学为例，来表明胺法脱硫的主要化学 反应过程。反应过程。 液化天然气技术 36 在化学吸收法中，各种烷醇胺法（简称在化学吸收法中，各种烷醇胺

28、法（简称胺法胺法）应用最）应用最 广，所使用的胺有一乙醇胺广，所使用的胺有一乙醇胺(MEA(MEA）、二乙醇胺（）、二乙醇胺（DEADEA）、）、 二异丙醇胺（二异丙醇胺（DIPADIPA）、甲基二乙醇胺）、甲基二乙醇胺(MDEA)(MDEA)等。胺法的等。胺法的 突出优点是成本低、高反应率、良好的稳定性和易再生。突出优点是成本低、高反应率、良好的稳定性和易再生。 一般对于一般对于H H2 2S S和和COCO2 2，胺吸收法更易吸收，胺吸收法更易吸收HH2 2S S。化学吸收法。化学吸收法 中另外还有碱性盐溶液法，如改良热钾碱法和氨基酸盐法。中另外还有碱性盐溶液法，如改良热钾碱法和氨基酸盐法

29、。 特别是特别是 COCO2 2含量高、含量高、H H2 2S S含量低的天然气，这样成本可以降低。含量低的天然气，这样成本可以降低。 经典醇胺法易起泡、腐蚀、在有机硫存在下会发生降解。经典醇胺法易起泡、腐蚀、在有机硫存在下会发生降解。 鉴于上述缺陷，在鉴于上述缺陷，在2020世纪世纪6060年代，研究开发了二甘醇胺法年代，研究开发了二甘醇胺法 （DGADGA法）、二异丙醇胺法（法）、二异丙醇胺法（ADIPADIP法）等新醇胺法。法）等新醇胺法。 液化天然气技术 37 物理吸收法：物理吸收法：此法采用有机化合物作为吸收溶剂，吸收天然此法采用有机化合物作为吸收溶剂，吸收天然 气中的酸性气体。物理

30、吸收法的溶剂用量与原料气中的酸性气中的酸性气体。物理吸收法的溶剂用量与原料气中的酸性 气体含量无关。因此，气体含量无关。因此， 由于物理溶剂对天然气中的重烃有较大由于物理溶剂对天然气中的重烃有较大 的溶解度，因而物理吸收法常用于酸气分压大于的溶解度，因而物理吸收法常用于酸气分压大于0.35MPa0.35MPa、 重烃含量低的天然气脱硫，其中某些方法可选择性地脱除重烃含量低的天然气脱硫，其中某些方法可选择性地脱除 HH2 2S S。 联合吸收法：联合吸收法：此法兼有化学吸收和物理吸收两类方法的特点。此法兼有化学吸收和物理吸收两类方法的特点。 目前在工业上应用较多的是砜胺法（目前在工业上应用较多的

31、是砜胺法（S Sulfinolulfinol）法、二乙醇）法、二乙醇 胺胺- -热碳酸盐联合法或称海培尔（热碳酸盐联合法或称海培尔（Hi-PureHi-Pure）法。）法。 液化天然气技术 38 直接转化法：直接转化法：称为氧化还原法。它以氧化还原反应为基称为氧化还原法。它以氧化还原反应为基 础，借助于溶液中氧载体的催化作用，把被碱性溶液吸收础，借助于溶液中氧载体的催化作用，把被碱性溶液吸收 的的H H2 2S S氧化为硫，然后鼓入空气，使吸收液再生。氧化为硫，然后鼓入空气，使吸收液再生。 膜分离法：膜分离法：2020世纪世纪8080年代以来，为解决酸气含量很高的天年代以来，为解决酸气含量很高

32、的天 然气净化问题，国外致力于开发利用然气净化问题，国外致力于开发利用物理原理物理原理进行分离的进行分离的 方法，其中膜分离方法是较成功的一种。膜分离器应用于方法，其中膜分离方法是较成功的一种。膜分离器应用于 气体分离有下列优点：气体分离有下列优点：在分离过程中不发生相变，因而在分离过程中不发生相变，因而 能耗甚低；能耗甚低；分离过程不涉及化学药剂，副反应很少，基分离过程不涉及化学药剂，副反应很少，基 本不存在常见的腐蚀问题；本不存在常见的腐蚀问题；设备简单，占地面积小，过设备简单，占地面积小，过 程容易控制。程容易控制。 液化天然气技术 39 n天然气液化中常用的净化方法天然气液化中常用的净

33、化方法 在天然气液化装置中，常用的净化方法有三种，即醇醇 胺法胺法、热钾碱法热钾碱法（Benfield）、砜胺法砜胺法(Sulfinol)。 n醇胺法醇胺法:利用以胺为溶剂的水溶液，与原料天然气中的酸 性气体发生化学反应来脱除天然气中的酸性气体的，此法 可同时脱除CO2和H2S。目前主要采用一乙醇胺及二乙醇胺 为溶剂。 液化天然气技术 40 液化天然气技术 41 (改良改良)热钾碱法（热钾碱法（Benfield）:Benfield溶剂是碳酸钾、 催化剂、防腐剂和水组成的混合物。可同时脱除H2S和 CO2。热钾碱法的吸收温度较高，净化程度好，对含有 大量CO2的原料气尤为适合。Benfield流

34、程已被世界上 600多座天然气预处理装置所应用。 液化天然气技术 42 砜胺法：砜胺法：是近年来发展最快的联合吸收法。该法的吸收溶 液由物理溶剂环丁砜、化学吸收剂二异丙醇胺加少量的水 组成。通过物理与化学作用，选择性地或同时吸收原料气 中的H2S和CO2 ，然后在常压（或稍高于常压）下将溶液 加热再生以供循环使用。由于溶液中存在着化学吸收剂， 吸收能力原则上不受酸性气体分压的影响，所以可使净化 后原料气中的H2S含量降得很低。 液化天然气技术 43 砜胺法对中至高酸气分压的天然气有广泛的适应性， 而且有良好的脱有机硫能力，能耗也较低。适合于在高压 下净化，净化度较高，在高温部分的腐蚀率只有一乙

35、醇胺 法的1/41/l0。此法的缺点是，会 造成有效组分的损失。 对于低温装置，经环丁砜洗涤后的天然气还要经过吸 附处理，以达到低温装置对H2S和CO2含量的要求。 液化天然气技术 44 第三节第三节 其它杂质的脱除其它杂质的脱除 一、汞一、汞 19731973年年1212月，在斯基柯达天然气液化装置的低温换热铝管中发现严重的月，在斯基柯达天然气液化装置的低温换热铝管中发现严重的 汞腐蚀现象，致使该液化系统停工汞腐蚀现象，致使该液化系统停工1414个月之久。个月之久。 当汞（包括单质汞、汞离子及有机汞化合物）存在时，铝会当汞（包括单质汞、汞离子及有机汞化合物）存在时，铝会 与水反应生成白色粉末状的腐蚀产物，造成铝制设备的与水