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第14章 天然气处理 第三篇集输化学 自学为主1 基本概念 天然气 油田气 伴生气 天然气的绝对湿度和相对湿度 水露点 水合物等 2 基本方法与原理 1 天然气脱水的必要性 脱水的方法 降温法 吸收法 吸附法 2 天然气脱酸性气体的方法 吸附法 吸收法 及常用吸收剂和吸附剂 3 天然气水合物生成的条件 天然气水合物的结构 天然气水合物生成的抑制方法 常用的抑制剂 醇 活性剂 聚合物 及其作用原理 3 思考题 1 简述天然气水合物生成的条件 如何抑制其生成 2 如何开发天然气水合物 第1节 天然气脱水 一 天然气脱水的必要性水蒸汽存在的危害性 l 在硫化氢和二氧化碳等酸性气体存在下 水蒸汽的冷凝可使管道产生严重腐蚀 2 天然气可与水在一定条件下生成水合物堵塞管道 3 用低温分离法回收天然气中的轻烃时 水蒸汽冷凝成水后结冰 也可引起管道堵塞 第1节天然气脱水 二 天然气含水量表示法 天然气绝对湿度 单位体积天然气中所含水蒸汽的质量 单位为g m 1 标准状况 0 0 1MPa相对湿度 天然气的绝对湿度与天然气中水蒸汽的饱和含量的比值 水露点 在一定压力下 与天然气绝对湿度相等的天然气中水蒸汽的饱和含量所对应的温度 第1节天然气脱水 三 天然气脱水法 l 降温法随着天然气温度的降低和压力的升高 天然气中水蒸汽饱和含量降低 因此可用降温法或先增压后降温法脱除天然气的水蒸汽 天然气降温脱水所达到的温度必须比管站天然气的水露点低5 7 2 吸附法用吸附剂脱除天然气中水蒸汽的方法 吸附剂 比表面大 孔隙度大 对水有选择性 热稳定 化学稳定 有一定机械强度 易再生使用 来源广 成本低的固体 第1节天然气脱水 第1节天然气脱水 3 吸收法用吸收剂脱除天然气中水蒸汽的方法 吸收剂 对水溶解度高 对天然气溶解度低 热稳定 化学稳定 粘度低 蒸汽压低 起泡和乳化倾向小 无腐蚀性 易再生使用 来源广 成本低的溶剂 常用的吸收剂为甘醇 通过氢键与水结合 脱除天然气中的水 可用蒸馏和气提的方法将甘醇再生使用 第1节天然气脱水 第1节天然气脱水 第2节 天然气脱酸性气体 天然气中的酸性气体硫化氢会增加管线和设备的腐蚀 污染环境并在后加工过程中引起催化剂中毒 二氧化碳会增加管线和设备的腐蚀外 减小天然气的热值 单位质量天然气的发热量 二硫化碳 CS2 硫氧化碳 COS 硫酸 RSH 脱除 第2节天然气脱酸性气体 一 吸附法 1 化学吸附剂与酸性气体反应的吸附剂 海绵铁 化学成分为氧化铁 Fe2O3 对硫化氢有特殊的选择性 用过的海绵铁 可通入空气 在空气中氧的作用下再生海绵铁 不用于脱除二氧化碳 氧化锌 氧化钙作为化学吸附剂 不能再生 第2节天然气脱酸性气体 2 物理吸附剂 通过物理吸附脱除酸性气体的吸附剂 分子筛 需用耐酸的分子筛 硅铝比 分子筛组成中二氧化硅物质的量与三氧化二铝物质的量之比 耐酸的分子筛的硅铝比则在4 10范围 用热天然气再生 活性炭硅胶 第2节天然气脱酸性气体 二 吸收法 用吸收剂脱除酸性气体的方法 1 化学吸收剂可与酸性气体反应的吸收剂 一乙醇胺 可在低温 25 40 下将酸性气体吸收除去 可用升温 高于150 和气提的方法再生 第2节天然气脱酸性气体 醇胺法 第2节天然气脱酸性气体 碱洗法 用氢氧化钠溶液除去酸性气体的方法 不能再生碱渣处理 第2节天然气脱酸性气体 2 物理吸收剂 通过物理吸收脱除酸性气体的吸收剂 通过溶解作用除去酸性气体 用加热气提的方法再生 第2节天然气脱酸性气体 第3节 天然气水合物生成的抑制 天然气水合物 由天然气和水形成的固体化合物 又称可燃冰 1 天然气水合物的生成有两个条件 1 天然气中有水存在 2 有足够低的温度和足够高的压力 第3节天然气水合物生成的抑制 第3节天然气水合物生成的抑制 2 天然气水合物的结构 由水分子组成的三种基本空腔 一个小空腔512 两个大空腔51262 51264 第3节天然气水合物生成的抑制 2 天然气水合物的结构 型晶胞 小空腔a与大空腔b组成 型晶胞 小空腔a与大空腔c组成 第3节天然气水合物生成的抑制 2 天然气水合物的结构 天然气水合物的形成 1 结晶 2 长大 3 聚并 沉积 第3节天然气水合物生成的抑制 3 天然气水合物生成的抑制法 1 降低压力 2 保持一定温度 3 减少天然气水含量 4 天然气水合物抑制剂 第3节天然气水合物生成的抑制 3 天然气水合物生成的抑制法 4 天然气水合物抑制剂醇 与水完全互溶 将天然气水合物控制在结晶析出阶段 表面活性剂 通过吸附 将天然气水合物控制在结晶的长大阶段 聚合物 天然气水合物结晶可与聚合物链节结合 将天然气水合物控制在聚并 沉积阶段 第3节天然气水合物生成的抑制 3 天然气水合物生成的抑制法 4 天然气水合物抑制剂 第3节天然气水合物生成的抑制 3 天然气水合物生成的抑制法 4 天然气水合物抑制剂 第3节天然气水合物生成的抑制 3 天然气水合物生成的抑制法 4 天然气水合物抑制剂 第3节天然气水合物生成的抑制 3 天然气水合物生成的抑制法 4 天然气水合物抑制剂 第3节天然气水合物生成的抑制 自学为主1 基本概念 天然气 油田气 伴生气 天然气的绝对湿度和相对湿度 水露点 水合物等 2 基本方法与原理 1 天然气脱水的必要性 脱水的方法 降温法 吸收法 吸附法 2 天然气脱酸性气体的方法 吸附法 吸收