能源化学概论天然气的利用市公开课获奖课件

1、4.2 天然气利用第7组曾浦君、梁钰沛、罗利淦、谭志新第1页第1页 天然气是一个优质能源形式，可直接作为民用燃气使用，也可作为电力生产燃料，或经过压缩作为车用燃料。 不同地域天然气组成有着显著差异，多数存在少许杂质。我国天然气及液化质量指标以下图所表示。第2页第2页4.2.1天然气分离和净化 天然气在开采和集输过程中往往混有砂、铁锈等固体杂质，以及水、硫化物和二氧化碳等有害物质。因此，进行天然气分离和精髓是天然气利用前提。第3页第3页天然气分离和净化包括四个基本过程：1.原料气首先分离脱除固体杂志；2.从其体重回收可凝析组分和烃蒸汽；3.从气体中除去水蒸气；4.从气体中除去其它有害组分并回收有

2、用组分，如除去硫化物及二氧化碳，回收硫磺。第4页第4页(1)天然气脱除固体杂质 重力分离和离心分离是天然气脱除固体及液体惯用办法。第5页第5页(2)天然气脱硫脱碳 从天然气中脱除酸性组分工艺过程统称为脱硫脱碳或脱酸气。下图是几种常见脱硫脱碳办法。第6页第6页化学吸取法 采用弱碱性溶液为吸取剂，与酸性组分反应生成化合物。吸取了酸性富液，在高温低压条件下解析，放出酸气，使溶液再生，吸取过程连续进行。醇胺法是最为常见天然气脱硫脱碳办法。第7页第7页(3)天然气脱水 天然气脱水是指从天然气中拖出饱和水蒸气或从天然气凝液(NGL)中脱除溶解水过程。天然气及其凝液脱水办法有吸取法、吸附法、低温法、膜分离法

3、、汽提法和蒸馏法等。图为常见天然气脱水装置。第8页第8页 三甘醇脱水法为典型天然气脱水办法之一、该装置由高压吸取系统和低压再生系统两部分构成。含有投资低、系统压降较小、能够连续运营、脱水时补充三甘醇比较容易、再生是所需热量小等长处。第9页第9页(4)硫磺回收及尾气处理 天然气中硫主要以硫化氢形式存在。将天然中有毒气体硫化氢进行提取、回收、不但有助于天然气利用，还能够避免污染坏境、变废为宝。当前，全世界50%硫磺起源于含硫天然气中。 其中，克劳斯工艺是天然气硫磺回收典型工艺。第10页第10页(5)天然气凝液回收 天然气除含甲烷外，还含有一定量多元烷以及重烃类，为了符合商品天然气质量指标质量要求，

4、同时取得液化燃料和化工原料，需要分离和回收天然气中乙烷以上组分烃类。天然气凝液回收基本属于物理过程，主要回收办法包括吸附法、油细法、和冷凝法分离三种。 吸附法中，NGL吸附法是最为常见一个。第11页第11页除此之外，尚有油吸附法和冷凝分离法。详细流程请看图第12页第12页4.2.2 天然气化工利用天然气化工是以天然气为原料生产化工产品工业。通过净化处理后天然气，通过裂解、蒸汽转化、氧化、氯化、硫化、芳构化、异构化、脱氢、气重整部分氧化等反应能够合成氨及尿素、甲醇及其加工产品(甲醛、乙酸等)、乙炔、炭黑、氢氰酸、甲烷氯化物等其它产品。第13页第13页(1)天然气制合成油简介由于全球天然气储采比远

5、不小于石油，预计天然气产率不断增长。以天然气为原料合成液态燃料，补充石油资源不足，已成为一个主要战略选择。当前，以天然气为原料合成气，催化转化为液态烃办法，即天然气制合成油路线(GTL)，含有比以煤为原料生产路线更清洁、更环境保护特点，越来越多国家和石油公司都准备加入到发展GTL行列中。第14页第14页(2)天然气制合成油发展历程天然气制合成油也是合成气制合成油(GTL)技术一个，依赖于费托合成。该技术是1923年由德国科学家 Frans Fischer 和 Hans Tropsch 创造，简称费托合成。并最早于1936年在德国实现工业化。 费托合成流程图第15页第15页第二次世界大战后，GTL发展经历了三个阶段发展，无论是催化剂还是工艺，都取得突破性进展。其中具代表性是美孚(Mobil)公司、南非Sasol公司、Energe International公司等。第16页第16页(3)天然气制合成油工艺GTL技术由合成气制备、F-T法合成和产品精制三个部分构成。其工艺流程如右图所表示。第17页第17页(4)天然气制合成油发展前景GTL产品在世界市场上不断增长，预计在此后十多年间，全球中馏分油需求以年3%速率增长。预计在，GTL石蜡将占全世界石蜡市场需求量25%左右。我国消费天然气在能源消费结构中所占百分比远远低于世界平均水平，并且