【《天然气净化方法概述》3300字】

1绪论天然气净化方法概述1概述粗天然气中不仅含有天然气还会含有不同数量的较重烃类，以及水蒸气、硫化物（主要是硫化氢）、二氧化碳、氮气等非烃类气体。一般使用管线运输天然气，由于天然气中一般都含有一部分饱和的水蒸气，当输送天然气的管线的环境温度低于管线内气体温度时，水蒸气将液化成液体，温度更低时也可能会结冰或形成水合物，情况严重时会发生堵塞阀门或管线的现象。天然气中含有的酸性气体CO2、H2S等带来的危害也更大，水蒸汽液化会使这些气体变成对应的酸，会对管壁产生腐蚀，减少运输天然气的管线的使用时限。若不加以处理就当做日常用气会对人产生严重危害。当用作化工原料时，这些酸性气体还会使催化剂中毒失活，降低催化剂的催化效果。需要经过一系列的净化工艺处理，才能满足人们生活和生产所需求的使用要求。

天然气净化处理是对从油气田开采出的粗天然气进行研究分析后，去除粗天然气中的如二氧化碳、硫化氢、二氧化硫等组分酸性气体组分，对于天然气中含有的水蒸气，一般采用吸收法或吸附法来进行处理。避免与酸性气体接触对管线造成严重的腐蚀性破坏，必须按照国家标准的相关处理规定，对天然气的处理过程中产生的三废进行严格的处理净化，可以将处理合格的污水再注入到油层中，起到水驱的效果。2天然气中的主要杂质及危害刚开采出来的天然气往往含有固体、液体、气体杂质。固体杂质主要是泥沙和岩石颗粒；液体杂质主要是水和油；气体杂质主要是二氧化碳和硫化氢。泥沙和岩石颗粒等固体粒子随运输器的流动，会磨损管道、仪表和其他运输设备，严重时也可能造成。而且如果发生堆积现象，会堵塞管道影响输气效率。水如果聚积在管道较低的位置，会增大输气阻力，减少输气量。水遇到管道气中的酸性气体会形成酸性溶液，对管道壁、管线进行腐蚀，这是发生输气管道损坏现象的重要原因之一。水在管线周围外界环境较低时，会凝结成冰也会造成管路堵塞。天然气中的会有危害，硫化氢有对人体不舒服刺激性的气味，接触会对人的呼吸道和眼黏膜造成灼烧感并造成破坏。当大气中硫化氢的含量超过人体所能接受的一定含量界限，人呼吸到的时间太久就会造成脑部缺氧窒息，最严重时危害生命，会有生命危险。当我们呼吸到的大气中二氧化硫浓度超过界限范围时，短时间就会对使人中毒窒息甚至死亡。硫化氢和二氧化碳还有腐蚀作用，与水接触腐蚀效果会更强。天然气作为化工原料时如果有硫化物存在，则容易使催化剂失活，降低催化效果，从而降低产品质量。硫化氢也可以作为制造化肥的重要原料，在天然气处理时可利用起来。二氧化碳遇水生成了弱酸液体，会轻易的侵蚀管道的内壁，使管线的质量下降，送气的效果也会下降，对天然气热值也有较大的影响，降低它的燃烧放出的热量，造成天然气燃烧利用的利用效率的降低。所以输送天然气之前要进行净化处理，除去其中的杂质。使天然气的利用效果增强，利用率越高越好。3气质标准我国对天然气气质颁布的国家标准从《天然气》(GB17820-1999)发展到2012年的（GB17820-2012），再到2018年11月发布的（GB17820-2018），经历了这么多年的发展，一次次颁布了新的国家标准，也是表明天然气在快速发展的一种显示。对天然气气质要求严格了，说明天然气越来越被重视起来，开发利用的研究也越来越精细，这样对环境也有保护，也是对我国的建设的推进。对比不同时期的天然气质量要求标准，可以发现（GB17820-2018）所要求的的质量标准相比于（GB17820-1999）和（GB17820-2012）取消了第三类标准。对天然气中硫含量的要求也逐渐严格，一类气体要求中总硫含量从100mg/m3降低到20mg/m3，二类气体从200mg/m3到100mg/m3。高位发热值也变的局中。体现了随着我国科技与技术的发展，天然气的利用率提高，对天然气的净化要求也逐渐提高，天然气净化处理技术的日益发展，使得天然气气质要求严格，能更好的、更有效、更清洁的利用天然气。4脱酸气处理4.1脱硫方法的分类在对天然气净化处理时粗天然气中含有酸性气体，脱酸气处理也是需要在掌握其方法，首先就是将天然气其中的酸性气体成分的含量，降到最低接近没有甚至彻底去除其中的酸性的气体组分。对天然气进行必要的脱酸工艺处理，使最后得到的天然气是符合我国净化指标中的规定要求。不去除其中的酸气成分，最终得到天然气产品会有瑕疵，产品的质量下降，会浪费掉优质的高效清洁能源。天然气的脱硫方法有很多种，脱酸气的主要方法如下：（1）间歇法：间歇法可分为通过发生化学反应来吸收的化学吸收法和以物理的手段吸附脱硫的物理吸附法。顾名思义，间歇法的反应过程或吸附的过程不是从开始持续结束的过程，而是可间断的过程。（2）化学吸收法：通过化学的手段来吸收的方法。它主要是让碱性的化学溶剂和天然气中的酸性气体组分发生反应，以这种方法来处理吸收。其中这类方法中的醇胺法和碱性盐溶液法是最见的，不过现在用的最多的是醇胺法来吸收天然气中的硫化氢等含硫气体。（3）物理吸收法：通过物理的手段来吸收的方法，是用有机化合物来当做吸收剂的这类方法。对天然气中的含硫组分进行吸收处理。物理吸收法的利用，有效的利用了有机溶剂对含硫组分的原则吸收性的原理。（4）直接转化法：这是通过类似化学反应中的氧化还原反应的处理方法所以也可以叫做氧化还原法。能起到吸收转化天然气中的含硫物质和回收反复利用的好处。4.2醇胺法醇胺法是让碱性的化学溶剂和天然气中的酸性气体组分发生反应，从而去除天然气中的酸性气体组分。醇胺法的缺点是有些反应是单向进行反应的，这会消耗掉其中的吸收剂，使吸收效果下降，降低处理产品的质量。醇胺是碱性溶剂，也会对设备造成一定的危害，降低设备的使用时间。处理时，逆流时需要大量的热量，对燃料能源的消耗量也会增加。（1）主要反应醇胺类化合物分子呈碱性的原因是，它们的分子结构中含有羟基和胺基这两种官能团。其主要发生的化学反应如下：表1-3醇胺法主要反应醇胺类型H2SCO2伯醇胺2RNH2+H2S=(RNH3)2S(RNH3)2S+H2S=2RNH3HS2RNH2+CO2=RNHCOONH3R2RNH2+H2O+CO2=(RNH3)2CO3(RNH3)2CO3+H2O+CO2=2RNH3HCO3仲醇胺2R2NH+H2S=(R2NH2)2S(R2NH2)2S+H2S=2R2NH2HS2R2NH+CO2=R2NCOONH2R22R2NH+H2O+CO2=(R2NH2)2CO3(R2NH2)2CO3+H2O+CO2=2R2NH2HCO3叔醇胺2R3N+H2S=(R3NH2)2S(R3NH2)2S+H2S=2R3NHHS2R3N+H2O+CO2=(R3NH)2CO3(R3NH)2CO3+H2O+CO2=2R3NHHCO3（2）醇胺性能比较几种常用醇胺的主要物理和化学性质见表1-5。用于气体脱硫的醇胺溶液及其它一些溶液的主事性质和典型操作条件见表1-6。表1-5几种常用醇胺的物理和化学性质性质MEADEADIPAMDEA相对分子质量61.091105.14133.19119.17相对密度1.01791.09190.98901.0418沸点，℃101.3kPa下170.4268.4248.7230.66.67kPa下100.0187.2167.0164.01.33kPa下68.9150.0133.0128.0蒸汽压（20℃）,Pa28<1.33<1.33<1.33凝固点，℃10.228.042.0-14.6闪点，℃93.3137.8-126.7水中溶解度（20℃）完全互溶96.4%87.0%完全互溶粘度，mPa·s24.1(20℃)380.0(30℃)198.0(45℃)101.0(20℃)反应热，kJ/kgH2S1905119011401050CO219201510218014205脱水处理天然气里面假如含有太多的水分，利用效果将会大打折扣，会对天然气的质量造成很大影响。在运送天然气途中，如果含水量较多将可能会发生一下问题：（1）水蒸汽在外界温度较低时会凝结，从而堵塞管道，降低天然气运输效率；（2）天然气中的酸性气体与水结合形成酸性溶液，往往会在管道内壁形成腐蚀或者对天然气管线造成伤害；（3）也会发生积液现象，减小天然气通过的截面积，从而减低天然气的运送效率。所以，天然气在经历远距离的输送之前，还得进行脱水处理，达到一种净化天然气的效果。天然气的脱水常用的处理方法有：(1)液体吸收法：以甘醇法吸收为主。最常用的就是利用三甘醇来进行天然气的脱水处理。让甘醇溶液与天然气逆流接触，在接触过程中吸收天然气中的水气，从而达到对天然气的脱水处理的最终想法。（2）减压降温法：在设备中，通过对压力的调节，降低压力让天然气的温度降低到一定温度下，使天然气中的水汽冷却到饱和状态以下，从而达到脱水愿望。（3）干燥法：利用干燥剂吸收天然气中的水分。6脱硫吸收剂的选择吸收方法确定为醇胺法，吸收剂的成分是甲基二乙醇胺MDEA（质量分数选择40%）。MDEA比较于其他种类吸收剂的优点或者优势：

(1)对H2S会有比较高的选择性的吸收性能，溶剂重新再生以后，酸性气中，硫化氢的浓度将能够达到70%或者以上。

(2)溶剂的损失量比较小。其中蒸汽压在其他几种醇胺中是最最低的，并且化学性质非常稳定，溶剂的降解物比较少。

(3)碱性在其他几种醇胺中是最低的一