气体物理过程及设备.

1、 主讲内容：主讲内容： （1）气体的种类及特性）气体的种类及特性 ； （2）气体的制备）气体的制备 ； （3）工业气体储存设备）工业气体储存设备 ； （4）工业气体运输新技术）工业气体运输新技术 4.1 气体的种类及特性气体是自然界中最基本的物质形式之一，各行业都离不开气体气体是自然界中最基本的物质形式之一，各行业都离不开气体常见气体与应用：常见气体与应用：（1）空气：作为原料生产氧、氮、氩等，大量用于化工、冶）空气：作为原料生产氧、氮、氩等，大量用于化工、冶 金、电子等部门；金、电子等部门；（2）天然气、石油气、氢等：在能源、交通及化工领域推广）天然气、石油气、氢等：在能源、交通及化工领域推

2、广 利用；利用；（3）液氧、液氢、纯氧在航空航天、科学实验、医疗领域广）液氧、液氢、纯氧在航空航天、科学实验、医疗领域广 泛使用；泛使用；（4）碳氧化合物气体、氮氧化合物气体、卤素化合物气体都）碳氧化合物气体、氮氧化合物气体、卤素化合物气体都 是化学、电子、冶金必不可少的重要原料。是化学、电子、冶金必不可少的重要原料。4.1.1 气体种类与基本性质（1）氧气（）氧气（O2） 纯净的氧气是一种无色、无味的气体，密度稍大于空气，纯净的氧气是一种无色、无味的气体，密度稍大于空气，微溶于水。微溶于水。 液态氧呈淡蓝色，进一步冷却可凝结成蓝色晶体。大气中液态氧呈淡蓝色，进一步冷却可凝结成蓝色晶体。大气中

3、氧气的体积比为氧气的体积比为20.95%。 氧的分子式为氧的分子式为O2， 自然界还存在氧的两种同素异形体，即自然界还存在氧的两种同素异形体，即O3（称为臭氧）和（称为臭氧）和O4（氧的正聚合体）。（氧的正聚合体）。 氧的一般物理性质 密度：密度： 1.4291 （kg/m3） 沸点温度：沸点温度： -182.98摩尔质量：摩尔质量： 31.9988 （g/mol）临界状态：临界状态： 温度：温度：154.581 (K) （-118.42） 压力：压力：5.043 (MPa) 密度：密度：436.14 （kg/m3） 氧气一般从空气中分离氧气一般从空气中分离制氧工艺过程：低温精馏法、常温变压吸

4、附法、膜分离法和吸制氧工艺过程：低温精馏法、常温变压吸附法、膜分离法和吸收收 法等。水电解、氯酸盐和过氯酸盐分解、过氧化物和超氧法等。水电解、氯酸盐和过氯酸盐分解、过氧化物和超氧 化物分解等方法制取。化物分解等方法制取。氧气的用途：（1）冶金工业，氧气顶吹转炉炼钢，高炉炼铁；）冶金工业，氧气顶吹转炉炼钢，高炉炼铁；（2）化学工业，氧与燃料（天然气、重油、煤）及水蒸气合）化学工业，氧与燃料（天然气、重油、煤）及水蒸气合 成氨，生产尿素；氧和天然气经部分转化可以生产乙成氨，生产尿素；氧和天然气经部分转化可以生产乙 炔、乙烯或丙烯；四氯化钛在高温氧气中燃烧可以制取炔、乙烯或丙烯；四氯化钛在高温氧气中

5、燃烧可以制取 二氧化钛（钛白粉）；二氧化钛（钛白粉）；（3）医疗行业，在病房、手术室急救室、高原、水下、特殊）医疗行业，在病房、手术室急救室、高原、水下、特殊 工作环境等。工作环境等。（4）军事方面，航空、航天、火箭、潜艇等方面，用液态氧）军事方面，航空、航天、火箭、潜艇等方面，用液态氧 作为燃料。作为燃料。（5）造纸过程中被用来漂白纸浆，效果好，无公害。）造纸过程中被用来漂白纸浆，效果好，无公害。（6）污水处理、科学研究、生物制备等方面被广泛应用等。）污水处理、科学研究、生物制备等方面被广泛应用等。 氮气是空气中最主要的成分，大气中氮气的体积比为氮气是空气中最主要的成分，大气中氮气的体积比为

6、78.48%，主要分布在地球表面的大气层中，在地下也蕴藏着，主要分布在地球表面的大气层中，在地下也蕴藏着氮气。氮气。 氮气在常温常压下无色、无味，低温下冷凝为无色的液体，氮气在常温常压下无色、无味，低温下冷凝为无色的液体，更低温度下可凝固成固体。更低温度下可凝固成固体。在常温常压下，氮气为惰性气体，几乎不与任何物质发生反应在常温常压下，氮气为惰性气体，几乎不与任何物质发生反应（除金属锂外）。在高温、高压或催化剂作用下，氮与许多物（除金属锂外）。在高温、高压或催化剂作用下，氮与许多物质发生反应。质发生反应。（2）氮气（N2）氮气一般从空气中分离，工艺过程：氮气一般从空气中分离，工艺过程： 低温精

7、馏法、变压吸附法、膜分离法等。还可通过燃烧法、氨低温精馏法、变压吸附法、膜分离法等。还可通过燃烧法、氨热分解法、叠氮化钠（热分解法、叠氮化钠（NaN3）热分解法等制取。）热分解法等制取。 氮的一般物理性质 临界状态：温度温度/(K) 126.21 K （-146.79） 压力压力/(MPa) 3.3978 密度密度/（kg/m3） 313.22三相点三相点：温度/（K） 63.148 压力压力 0.01253液体密度/（kg/m3） 873固体密度/（kg/m3） 947熔解热/（kJ/kg） 25.73沸点温度： 195.65（常压）（常压）氮气的用途：氮气的用途：（1）化学工业，合成氨及液

8、氮洗涤净化合成气；合成氰氨化）化学工业，合成氨及液氮洗涤净化合成气；合成氰氨化 钙、氰化钠、氮化硅；生产聚乙烯的辅助气；作为阻燃钙、氰化钠、氮化硅；生产聚乙烯的辅助气；作为阻燃 剂。剂。（2）食品行业，一种保护气，防止霉菌生长、保鲜、防腐、）食品行业，一种保护气，防止霉菌生长、保鲜、防腐、 食品速冻等；食品速冻等；（3）石油工业，液氮进行负压钻井、负压完井，酸化、压裂）石油工业，液氮进行负压钻井、负压完井，酸化、压裂 等井下作业。等井下作业。（4）机械与电子工业，液氮用于零部件装配，液氮下零件加工，）机械与电子工业，液氮用于零部件装配，液氮下零件加工， 清除金属表面锈斑，制作陶瓷超导电缆，氮气

9、吹洗硅片或集清除金属表面锈斑，制作陶瓷超导电缆，氮气吹洗硅片或集 成电路，电子器件的干燥、清洁和防腐保护作用。成电路，电子器件的干燥、清洁和防腐保护作用。（5）科学研究方面，高纯度氮气在气相色谱分析、液氮冷冻、低）科学研究方面，高纯度氮气在气相色谱分析、液氮冷冻、低 温下实验、及低温超导研究等。温下实验、及低温超导研究等。（6）生物和医疗方面，液氮做冷源进行生物、组织、胎胚等的冷）生物和医疗方面，液氮做冷源进行生物、组织、胎胚等的冷 藏与保护。藏与保护。 氢气（氢气（H2）是已知气体中最轻的气体，液体状态下的氢密度）是已知气体中最轻的气体，液体状态下的氢密度只有水的密度的只有水的密度的1/14

10、。常温下，氢无色、无嗅、无毒、易燃易。常温下，氢无色、无嗅、无毒、易燃易暴，燃烧时呈微弱的白色火焰。氢气和空气、氧、氟以及一氧暴，燃烧时呈微弱的白色火焰。氢气和空气、氧、氟以及一氧化碳混合均有爆炸的危险。化碳混合均有爆炸的危险。 （3）氢气临界点：温度临界点：温度/K 压力/MPa 密度/(kg/m3) 33.1833.18（-239.82 -239.82 ）1.31529.88沸点： 沸点温度/K 气体密度/(kg/m3) 液体密度/(kg/m3) 气化热/(kJ/mol) 20.38（-259.05 -259.05 ）1.33371.021446.65氢气的应用：（1）工业中大约）工业中大

11、约90%的氢气用作石油化工原料，生产合成的氢气用作石油化工原料，生产合成 氨（氨（NH3）、炼油中加氢反应、甲醇。（重整；催化）、炼油中加氢反应、甲醇。（重整；催化） （2）电子工业，制造激光管、离子管、氢闸管、显像管等充）电子工业，制造激光管、离子管、氢闸管、显像管等充 气电气电子管中需要填充高于子管中需要填充高于99.99%纯度的氢气；非晶硅太阳电池制造、纯度的氢气；非晶硅太阳电池制造、光导纤维制造。光导纤维制造。（3）浮法玻璃生产中，高纯度的氢氮混合气，维持玻璃成型槽内）浮法玻璃生产中，高纯度的氢氮混合气，维持玻璃成型槽内正压与还原气氛。正压与还原气氛。（4）食品工业，用氢气抑制细菌的生

12、长，提高油的黏度。）食品工业，用氢气抑制细菌的生长，提高油的黏度。（5）燃料和航空航天工业应用方面，氢的燃烧热值为）燃料和航空航天工业应用方面，氢的燃烧热值为119900141900kJ/kg，是石油类燃料燃烧值的，是石油类燃料燃烧值的1.8倍。氢气燃料汽车、倍。氢气燃料汽车、燃料电池、航空燃料等应用。燃料电池、航空燃料等应用。（6）工业中常被用作冷却剂和制冷剂，液态氢更是超低温科学研）工业中常被用作冷却剂和制冷剂，液态氢更是超低温科学研究中不可缺少的制冷剂。究中不可缺少的制冷剂。（7）常温常压下，氢气密度低，被用于填充气球和飞艇。）常温常压下，氢气密度低，被用于填充气球和飞艇。 氢气燃料电池

13、汽车氢气燃料电池汽车（4 4）烃类气体与燃气）烃类气体与燃气烃类气体的分子通式为：烷烃烃类气体的分子通式为：烷烃CnH2n+2，烯烃，烯烃CnH2n， 二烯烃和炔烃二烯烃和炔烃CnH2n-2。烃类气体物质是天然气及石油的重要成分。烃类气体物质是天然气及石油的重要成分。常用的典型烃类气体：常用的典型烃类气体： 甲烷甲烷CH4 ，为无色无臭的可燃气体，是优质民用燃料。，为无色无臭的可燃气体，是优质民用燃料。 乙烷乙烷CH3CH3 ，亦是无色、无臭的可燃气体。，亦是无色、无臭的可燃气体。 丙烷丙烷CH3CH2CH3，无色无臭的易燃气体。，无色无臭的易燃气体。 丁烷，正丁烷丁烷，正丁烷CH3CH2CH

14、2CH3，异丁烷，异丁烷(CH3)2CHCH3， 为无色可燃气体。为无色可燃气体。 乙烯、丙烯和丁烯，二烯烃有丙二烯烃和丁二烯烃，炔烃即乙烯、丙烯和丁烯，二烯烃有丙二烯烃和丁二烯烃，炔烃即乙炔和丙炔。乙炔和丙炔。 烃类气体的用途：烃类气体的用途：（1）作燃料、燃料添加剂或燃料添加剂和化工原料。）作燃料、燃料添加剂或燃料添加剂和化工原料。（2）用乙烷、丙烷和丁烷裂解制乙烯；以甲烷作为原料，采）用乙烷、丙烷和丁烷裂解制乙烯；以甲烷作为原料，采 用电弧法或部分氧化法可以生产乙烯。用电弧法或部分氧化法可以生产乙烯。（3）工业上用烃类生产合成气及各种化工产品，）工业上用烃类生产合成气及各种化工产品，C1

15、C4烷烃烷烃均可用蒸汽转化生产合成气。一氧化碳和水蒸汽经过变换反应均可用蒸汽转化生产合成气。一氧化碳和水蒸汽经过变换反应可生成氢气，氢气与空气中的氮气反应生成合成氨，制造化肥。可生成氢气，氢气与空气中的氮气反应生成合成氨，制造化肥。氨还可以进一步生产化工产品，如丙烯腈、尼龙氨还可以进一步生产化工产品，如丙烯腈、尼龙6等。等。（4）由烃类合成气还可生成甲醇、乙烯、丙烯、乙醇、低碳）由烃类合成气还可生成甲醇、乙烯、丙烯、乙醇、低碳混合醇、乙二醇、甲酸、乙酸等。大量的合成产品在不断产生。混合醇、乙二醇、甲酸、乙酸等。大量的合成产品在不断产生。（5 5）天然气、石油气及其他混合燃气）天然气、石油气及其

16、他混合燃气天然气一般分为四种：天然气一般分为四种：（1）从油气井开采的纯天然气，以甲烷）从油气井开采的纯天然气，以甲烷CH4为主。为主。（2）从石油轻质油井采出的凝析气，有甲烷、戊烷等。）从石油轻质油井采出的凝析气，有甲烷、戊烷等。（3）从井下煤层中抽出来的煤层气，主要是甲烷）从井下煤层中抽出来的煤层气，主要是甲烷 。 液化石油气，由炼油厂或油田天然气经加压液化形成。炼油液化石油气，由炼油厂或油田天然气经加压液化形成。炼油厂主要是催化裂化装置所产生的副气，约占此装置产量的厂主要是催化裂化装置所产生的副气，约占此装置产量的7%8%。液化石油气主要成分为丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。液化石油气主要成分为

17、丙烷、丙烯、丁烷和丁烯。 用煤燃料气化的方式同样可获得煤气，主要有压力气化煤气、用煤燃料气化的方式同样可获得煤气，主要有压力气化煤气、水煤气、发生炉煤气等。水煤气、发生炉煤气等。 一氧化碳（一氧化碳（CO）和二氧化碳）和二氧化碳(CO2)是常见的碳氧化物。是常见的碳氧化物。一氧化碳主要由煤的气化、天然气或石油烃的水蒸气转化而来，一氧化碳主要由煤的气化、天然气或石油烃的水蒸气转化而来，无色、无味、无刺激性、可燃烧的无色、无味、无刺激性、可燃烧的有毒气体有毒气体，可作为工业原料，可作为工业原料气，其纯度不低于气，其纯度不低于98%99%。 二氧化碳在自然界中也大量存在，工业上二氧化碳是从合二氧化碳

18、在自然界中也大量存在，工业上二氧化碳是从合成氨、作为一种化工原料、溶剂、制冷剂或惰性介质被广泛应成氨、作为一种化工原料、溶剂、制冷剂或惰性介质被广泛应用。用。 （6 6）一氧化碳和二氧化碳气体）一氧化碳和二氧化碳气体 4.2 工业气体的制备气体的分离与制备工艺种类较多：气体的分离与制备工艺种类较多：（1）工业中大量使用的氧气、氮气和氩气、氖、氦、氪、氙）工业中大量使用的氧气、氮气和氩气、氖、氦、氪、氙 等一般是从空气中分离得到。等一般是从空气中分离得到。（2）氢气，）氢气，95%的氢气制备是由石油、天然气和煤经蒸汽转的氢气制备是由石油、天然气和煤经蒸汽转 化法、部分氧化法或煤气化法而来；水电解

19、制氢工艺技化法、部分氧化法或煤气化法而来；水电解制氢工艺技 术成熟，但成本较高。术成熟，但成本较高。（3）烃类气体、燃气、氮化物气体、硫化物气体等由天然气、）烃类气体、燃气、氮化物气体、硫化物气体等由天然气、石油和煤经分离、合成、燃烧等方法制备。石油和煤经分离、合成、燃烧等方法制备。 采用深度冷冻、吸附、膜分离等方法从空气中分离出氧气、采用深度冷冻、吸附、膜分离等方法从空气中分离出氧气、氮气，或同时提取氦气、氩气、氖气、氪气、氙气等稀有气体氮气，或同时提取氦气、氩气、氖气、氪气、氙气等稀有气体的过程，称为的过程，称为空气分离空气分离（air separation），其设备为空气分），其设备为空

20、气分离设备，简称空分设备。离设备，简称空分设备。 4.2.14.2.1空气的分离及设备空气的分离及设备空气分离：空气分离： 最常用的方法是最常用的方法是深度冷冻法深度冷冻法，产生，产生气液相变化气液相变化，利用精馏塔，利用精馏塔进行精馏分离。此方法可制得氧、氮与稀有气体，得气体产品进行精馏分离。此方法可制得氧、氮与稀有气体，得气体产品的纯度可达的纯度可达98.099.9。 深度冷冻法分为两步：先行制冷，再加之精馏。深度冷冻法分为两步：先行制冷，再加之精馏。 当压力达到某一定值时，饱和蒸汽点和饱和液体点汇合成当压力达到某一定值时，饱和蒸汽点和饱和液体点汇合成一点，称为一点，称为“临界点临界点”。

21、这时的温度称为临界温度，该温度对。这时的温度称为临界温度，该温度对应的压力则称为临界压力。应的压力则称为临界压力。 任何气体或液体在冷凝或蒸发时都不会超过其临界值，任何气体或液体在冷凝或蒸发时都不会超过其临界值，达到该液体或气体的临界值时，可直接进行液体与气达到该液体或气体的临界值时，可直接进行液体与气体转换，没有汽化阶段和冷凝阶段。体转换，没有汽化阶段和冷凝阶段。 名称分子式临界值温度（温度（K）压力（压力（kPa）空气空气氧氧氮氮氢氢氩氩氖氖O2N2H2ArNe132.43132.52154.78 （-118.22）126.1 （-146.9）33.18 （-239.82）150.744.

22、43774.363766.255080.443394.3913154863.602653.70 （1 1）常温分子筛净化增压膨胀空分流程）常温分子筛净化增压膨胀空分流程 分子筛净化技术是以分子筛吸附剂在常温下吸附空气中水分子筛净化技术是以分子筛吸附剂在常温下吸附空气中水分和二氧化碳及碳氢化合物。分和二氧化碳及碳氢化合物。产产 品品产产 量量纯纯 度度氧气氧气液氧液氧氮气氮气液氩液氩6000m3/h（标态）60m3/h（标态）13000 m3/h（标态）120 m3/h（标态）99.6%99.6%1010-6氧气99.999% Ar 6000m3/h空分设备典型装置为：空分设备典型装置为： 主要

23、由空气过滤压缩、空气预冷、单层分子筛净化、增压膨胀制主要由空气过滤压缩、空气预冷、单层分子筛净化、增压膨胀制冷、换热器、双级精馏塔、精氩塔、蒸发器等设备组成。冷、换热器、双级精馏塔、精氩塔、蒸发器等设备组成。 空气压缩机空气压缩机 空气冷却器空气冷却器 水冷却器水冷却器 增压机增压机 冷凝蒸发器冷凝蒸发器 双级精馏塔双级精馏塔 分子筛吸附器分子筛吸附器 精氩塔精氩塔 蒸发器蒸发器 精氩蒸精氩蒸发器发器 双级精馏塔双级精馏塔 由下塔、上塔和冷凝蒸发器组成。由下塔、上塔和冷凝蒸发器组成。中间冷凝蒸发器是液氧和液氮进行热交换中间冷凝蒸发器是液氧和液氮进行热交换设备，为列管式（铜管）结构。设备，为列管

24、式（铜管）结构。 根据空气中各组分沸点的不同，如氧的沸根据空气中各组分沸点的不同，如氧的沸点为点为182.98、氮的沸点为、氮的沸点为185.8、氩的沸点为氩的沸点为185.86，进行低温精馏，进行低温精馏，实现气体组分分离目的。实现气体组分分离目的。（压力（压力0.49MPa） 在塔中部高浓度氮气进入冷凝蒸发器列在塔中部高浓度氮气进入冷凝蒸发器列管内，被管外液氧冷凝成液氮。一部分作管内，被管外液氧冷凝成液氮。一部分作为下塔回流液，下塔底部得到含氧为下塔回流液，下塔底部得到含氧3840%的富氧液态空气。另一部分液氮聚集的富氧液态空气。另一部分液氮聚集在液氮槽内，经液氮节流阀减压后，导入在液氮槽

25、内，经液氮节流阀减压后，导入上塔顶部，作上塔回流液。上塔顶部，作上塔回流液。含氧含氧99.5%的液氧，部分作为产品被引出的液氧，部分作为产品被引出富氧液态空气富氧液态空气 双级精馏制氧塔设备 （2）常温分子筛净化大型内压缩空分装置）常温分子筛净化大型内压缩空分装置（第七代空分）（第七代空分） 30000m3/h产能空分设备产能空分设备 ：高压换热器高压换热器 主换热器主换热器 精氩填料塔精氩填料塔 （4）空分设备的技术进步与发展）空分设备的技术进步与发展（1）透平膨胀机实现了大型空分设备的全低压流程。）透平膨胀机实现了大型空分设备的全低压流程。（2）高效板翅式换热器。）高效板翅式换热器。（3）

26、分子筛吸附器的改进，改变了能耗高的缺陷。）分子筛吸附器的改进，改变了能耗高的缺陷。（4）规整填料在空分行业的应用，降低了空分设备的能耗。）规整填料在空分行业的应用，降低了空分设备的能耗。（5）计算机使大型空分设备的自动控制、变负荷跟踪和无人）计算机使大型空分设备的自动控制、变负荷跟踪和无人 操作成为现实。操作成为现实。（6）低温精馏法的应用成为大型装置的发展重点。）低温精馏法的应用成为大型装置的发展重点。 4.2.3 4.2.3 天然气净化与液化装置天然气净化与液化装置天然气中含有三类杂质：固体杂质天然气中含有三类杂质：固体杂质(岩屑、金属腐蚀产物岩屑、金属腐蚀产物)；液；液体杂质体杂质(水、

27、凝析油水、凝析油)；气体杂质；气体杂质(硫化氢硫化氢H2S 、有机硫、二氧化、有机硫、二氧化碳、水汽碳、水汽)。 脱硫方法分类：脱硫方法分类：（1）湿法，如化学吸收法、物化吸收法等。）湿法，如化学吸收法、物化吸收法等。（2）干法，如固体吸附法、膜分离法；）干法，如固体吸附法、膜分离法；天然气脱硫脱碳目的：天然气脱硫脱碳目的： 脱除天然气中的脱除天然气中的H2S和部分和部分CO2和有机硫。和有机硫。 化学吸收法化学吸收法 依靠化学溶剂与酸气发生酸碱中和反应而脱除硫化氢等，依靠化学溶剂与酸气发生酸碱中和反应而脱除硫化氢等，在升温、降压条件下使溶液析出酸气，溶剂得以再生。在升温、降压条件下使溶液析出

28、酸气，溶剂得以再生。 此类方法以氨法，热碱钾法为代表。该法净化度高，适此类方法以氨法，热碱钾法为代表。该法净化度高，适应性宽，技术成熟，应用广。应性宽，技术成熟，应用广。 物理吸收法物理吸收法 依靠亨利定理依靠亨利定理(C=KP)为工作原理，在高压低温时溶剂吸收为工作原理，在高压低温时溶剂吸收酸气，再通过逐级闪蒸释放酸气，溶剂再生。常见有冷甲醇法酸气，再通过逐级闪蒸释放酸气，溶剂再生。常见有冷甲醇法(Rectisol )、碳酸丙烯酯法、碳酸丙烯酯法(Fluor solvent )、多乙二醇醚法、多乙二醇醚法(Selexol )等。物理吸收法能耗低，吸收重烃，高净化度需特殊等。物理吸收法能耗低，

29、吸收重烃，高净化度需特殊再生措施，主要用于脱碳。再生措施，主要用于脱碳。 物理化学吸收法物理化学吸收法 兼有物理、化学吸收剂的优点，能选择性脱硫，可脱有机兼有物理、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，典型代表是砜胺法泛的方法之一，典型代表是砜胺法(Sulphinol )。 固体吸咐及吸收法固体吸咐及吸收法 该法通过多孔性固体颗粒以物理吸附作用吸收酸气，再降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。压解析使吸附剂再生。 膜分离法膜分离法 在海上

30、平台处理天然气中在海上平台处理天然气中CO2已获得工业应用，但专用于已获得工业应用，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。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。 脱硫脱碳装置： 规模较大的脱硫脱碳装置首先采用醇胺法，醇胺种类有：规模较大的脱硫脱碳装置首先采用醇胺法，醇胺种类有：MEA、DEA。在原料气碳硫比较高。在原料气碳硫比较高(CO2/H2S大于大于6)，硫收率，硫收率较高，达较高，达99%以上，加工的酸气需要选择性脱除以上，加工的酸气需要选择性脱除H2S时，在脱时，在脱除除H2S同时亦需脱除相当数量同时亦需脱除相当数量CO2时，可采用时，可采用MD

31、EA和其他醇和其他醇胺胺(如如DEA)组合的混合胺法；组合的混合胺法； MDEA(甲基二乙醇胺选择性脱硫法甲基二乙醇胺选择性脱硫法)的主要反应为的主要反应为 2R3N+H2S(R3NH)2S (R3NH)2S+H2S2R3NHHS 2R3N+H2O+CO2(R3NH)2CO3 (R3NH)2CO3+H2O+CO22R3NHHCO3 胺法脱硫的化学原理：223RNHH SRNH HS2232RNHCORNH RNHCOO22233RNHCOH ORNH HCO 天然气自吸收塔底进入与由上而下的醇胺液逆流接触，脱除天然气自吸收塔底进入与由上而下的醇胺液逆流接触，脱除酸气后从吸收塔顶部出来，成为湿净

32、化气。吸收了硫化氢的醇胺液酸气后从吸收塔顶部出来，成为湿净化气。吸收了硫化氢的醇胺液叫富液，从吸收塔底出来后进入闪蒸罐降压闪蒸，脱除烃类气，再叫富液，从吸收塔底出来后进入闪蒸罐降压闪蒸，脱除烃类气，再经贫富液换热器升温后进入再生塔解吸，再生完全部的醇胺液叫贫经贫富液换热器升温后进入再生塔解吸，再生完全部的醇胺液叫贫液，经降温后泵送回吸收塔顶部继续循环使用。液，经降温后泵送回吸收塔顶部继续循环使用。 吸收塔吸收塔 净化气天然气净化气天然气闪蒸罐闪蒸罐 再生塔再生塔 重沸器重沸器 酸气酸气 换热器换热器 胺法脱硫工艺流程醇胺液醇胺液 (1) 吸附法：利用固体吸附剂对天然气中各组分的吸附容量吸附法：

33、利用固体吸附剂对天然气中各组分的吸附容量 不同而把轻烃成分选择性地吸收。不同而把轻烃成分选择性地吸收。 (2)油吸收法：利用不同烃类在吸收油中溶解度差异，而使油吸收法：利用不同烃类在吸收油中溶解度差异，而使 天然气中各组分得以分离。天然气中各组分得以分离。 （3）冷凝分离法：利用在一定压力下天然气中各种组分的）冷凝分离法：利用在一定压力下天然气中各种组分的 挥发度不同，将天然气冷却至露点温度以下，得到挥发度不同，将天然气冷却至露点温度以下，得到 一部分富含较重烃类的一部分富含较重烃类的NGL，并使其与气体分离的，并使其与气体分离的 过程。过程。 天然气天然气NGL中轻烃回收方法：中轻烃回收方法

34、：从天然气中回收的液烃混合物从天然气中回收的液烃混合物天然气凝液（天然气凝液（NGL） 天然气凝液（NGL） 净化后的天然气以甲烷（净化后的天然气以甲烷（CH4）为主，）为主， 在在20，101.32kPa下，无游离水，下，无游离水， 高位发热量大于高位发热量大于31.46.5MJ/m3， 总硫含量小于总硫含量小于120200 mg/m3， 二氧化碳小于二氧化碳小于3%，硫化氢小于，硫化氢小于620 mg/m3。 压缩天然气（CNG） 城市燃气、天然气汽车、加气站储存等过程中，采用加压城市燃气、天然气汽车、加气站储存等过程中，采用加压方法对净化处理后的天然气进行储存和运输。天然气压缩到方法对净化处理后的天然气进行储存和运输。天然气压缩到2025MPa时，同质量的天然气体积缩小时，同质量的天然气体积缩小1/250。一般天然气。一般天然气产地经脱水和净化处理，在常温下压缩到不大于产地经脱水和净化处理，在常温下压缩到不大于25MPa之后，之后，充装给气瓶转运车送至城镇燃气公司的充装给气瓶转运车送至城镇燃气公司的CNG供应站或汽车加气供应站或汽车加气站，供给居民、工业或天然气燃料汽车使用。站，供给居民、工业或天然气燃料汽车使用。 液化天然气（液化天然气（LNGLNG） 密度为密度为420480kg/m3, 沸点为沸点为166157（在常压下）（在常压下） 热值热值38.546.1