天然氣處理與輕烴回收ppt課件

1、天然氣凈化與輕烴回收,天然氣凈化 輕烴回收,第一節(jié) 天然氣處理,1、天然氣來(lái)源與分類(lèi) 按礦藏特點(diǎn)的不同可將天然氣分為氣井氣（gas well gas）、凝析井氣（condensate gas）和油田氣（oil field gas）。前兩者合稱非伴生氣（unassociated gas），后者也稱為油田伴生氣（associated gas,天然氣來(lái)源與分類(lèi),氣井氣：即純氣田天然氣，氣藏中的天然氣以氣相存在，通過(guò)氣井開(kāi)采出來(lái)，其中甲烷含量高。 凝析井氣：即凝析氣田天然氣，氣藏中天然氣以氣體狀態(tài)存在，是具有高含量可回收烴液的氣田氣，其凝析液主要為凝析油，其次可能還有部分被凝析的水，這類(lèi)氣田的井口流出

2、物除含有甲烷、乙烷外，還含有一定量的丙烷、丁烷及C5+以上的烴類(lèi),天然氣來(lái)源與分類(lèi),油田氣：即油田伴生氣，它是伴隨原油共生，是在油藏中與原油呈相平衡接觸的氣體，包括游離氣（氣層氣）和溶解在原油中的溶解氣，從組成上亦認(rèn)為屬于濕氣。在油井開(kāi)采情況中，借助氣層氣來(lái)保持井壓，而溶解氣則伴隨原油采出。 油田氣采出的特點(diǎn)是：組成和氣油比（gas-oil ratio，GOR，一般為20500m3氣/t原油）因產(chǎn)層和開(kāi)采條件不同而異，不能人為地控制，一般富含丁烷以上組分,天然氣來(lái)源與分類(lèi),為了降低原油的飽和蒸氣壓，防止原油在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中的揮發(fā)耗損，油田上往往采用各種原油穩(wěn)定工藝回收原油中C1C5組分，回收回來(lái)的

3、氣體，稱為原油穩(wěn)定氣，簡(jiǎn)稱原穩(wěn)氣,2、天然氣處理與加工的范疇,天然氣是在巖石圈中生成的，必須通過(guò)油氣井開(kāi)采出來(lái)。所謂天然氣處理與加工就是指從井口到輸氣管網(wǎng)的全部過(guò)程。一般經(jīng)過(guò)采氣管線、井場(chǎng)分離、集氣管線、凈化處理、輕烴回收、輸氣管網(wǎng)等過(guò)程。 處理水飽和的、未加工的、酸性的富氣的天然氣步驟可以用下圖大概表示出來(lái),天然氣處理框圖,3、商品天然氣技術(shù)指標(biāo),熱值（heat value） 單位體積或質(zhì)量天然氣的高發(fā)熱量或低發(fā)熱量。 為使天然氣用戶能恰當(dāng)?shù)卮_定其加熱設(shè)備，確定熱值是必要的。 天然氣質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)就是沃泊數(shù)（Wobbe number），它是天然氣最高熱值與相對(duì)密度的平方根的比值,商品天然

4、氣技術(shù)指標(biāo),含硫量（sulfur content ） 常以H2S含量或總硫（H2S及其它形態(tài)的硫）含量來(lái)表示。 為了控制天然的腐蝕性和出于對(duì)人類(lèi)自身健康和安全的考慮，一般而言，H2S含量不高于624mg/m3。 油田氣由于往往不含硫，故一般不進(jìn)行脫硫處理,商品天然氣技術(shù)指標(biāo),烴露點(diǎn)（hydrocarbon point） 在一定壓力下從天然氣中開(kāi)始凝結(jié)出第一滴液烴時(shí)的溫度，它與天然氣的壓力和組成有關(guān)。 為防止天然氣在輸配管線中有液烴凝結(jié)并在管道低洼處積液，影響正常輸氣甚至堵塞管線，目前許多國(guó)家都對(duì)商品天然氣規(guī)定了脫油除塵的要求，規(guī)定了一定壓力條件下天然氣的最高允許烴露點(diǎn),商品天然氣技術(shù)指標(biāo),水露

5、點(diǎn)（water dew point）與水蒸氣含量 在地層溫度和壓力條件下，水在天然氣中通常以飽和水蒸氣的形式存在，水蒸氣的存在往往給天然氣的集輸和加工帶來(lái)一系列的危害，因此，規(guī)定天然氣的水蒸氣含量是十分重要的。 天然氣的含水量以單位體積天然氣中所含水蒸氣量的多少來(lái)表示，有時(shí)也用天然氣的水露點(diǎn)來(lái)表示,商品天然氣技術(shù)指標(biāo),水露點(diǎn)指在一定壓力條件下，天然氣與液態(tài)水平衡時(shí)（此時(shí)，天然氣的含水量為最大含水量，即飽和含水量）所對(duì)應(yīng)的溫度。 一般要求天然氣水露點(diǎn)比輸氣管線可能達(dá)到的最低溫度低56,天然氣氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),4、天然氣凈化內(nèi)容,伴生氣內(nèi)除烴類(lèi)外，一般還含有水蒸氣及相當(dāng)數(shù)量的H2 S、CO2等酸性氣體。

6、所謂天然氣凈化就是脫出水蒸氣、硫化氫和二氧化碳等有害氣體,5、天然氣脫水方法,冷凍法 固體吸收法 液體吸收法,1）冷凍法,將含水天然氣降溫使氣中所含水分凝析出來(lái)排出。常用的降溫手段為： （1）氨制冷：液氨氣化時(shí)要吸收大量的熱量，利用氨氣化吸取天然氣熱量，使其溫度下降到-5到-10C。 （2）節(jié)流膨脹：天然氣經(jīng)節(jié)流閥節(jié)流降壓后，管內(nèi)天然氣在近似絕熱條件下膨脹，致使天然氣自身溫度降低。 （3）加壓后冷卻：天然氣在溫度不變的條件下，含水量隨壓力的增高而減少，因而可以先對(duì)天然氣加壓然后冷卻除去水分,2）液體吸收法,采用吸濕性較強(qiáng)的液體與天然氣接觸，氣 中含水被吸收，吸收了水分的液體經(jīng)處理再生后重復(fù)使用

7、。 吸濕液主要是甘醇（三甘醇、二甘醇），使用較多的為三甘醇。 三甘醇優(yōu)點(diǎn)：再生效果好；分解溫度高，蒸發(fā)損耗小；再生設(shè)備簡(jiǎn)單；操作費(fèi)用和投資低于二甘醇,3）固體吸收法,采用內(nèi)部孔隙很多、內(nèi)部比面積很大的固體物質(zhì)與含水天然氣接觸氣中的水被吸附于固體物質(zhì)的空隙中。被水飽和了的固體物質(zhì)經(jīng)加熱再生后重復(fù)使用。 常用固體吸附物有：硅膠、分子篩、活性鐵礬土、活性氧化鋁等,6、天然氣脫水工藝,1）甘醇脫水,2）硅膠脫水,7、天然氣脫硫,目的：脫除天然氣中硫化氫、二氧化碳和有機(jī)硫化物。 常用方法：應(yīng)用醇氨溶液的化學(xué)吸收法和環(huán)丁砜脫硫法,1）化學(xué)吸收法,化學(xué)吸收法是以可逆反應(yīng)為基礎(chǔ)，采用循環(huán)使用的吸收劑吸收硫化氫

8、。而當(dāng)壓力、溫度和吸收劑的濃度變化時(shí)，硫化氫又可從吸收劑中分出，即常講的吸收和解吸過(guò)程。 化學(xué)吸收常用乙醇胺法、蘇打法及碳酸鉀法等。目前廣泛采用乙醇胺法,乙醇胺法優(yōu)點(diǎn),適用范圍廣； 溶液吸收能力強(qiáng)、脫硫程度高 溶液反應(yīng)性強(qiáng)，酸性負(fù)荷最大易于再生； 溶解穩(wěn)定性強(qiáng)不易變質(zhì)。 易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度,乙醇胺法缺點(diǎn),溶液易起泡，影響正常操作； 單位體積吸收過(guò)多酸氣后易于腐蝕設(shè)備； 不能脫除有機(jī)硫，當(dāng)天然氣中含羥基硫時(shí)將增大乙醇胺消耗量； 水、電、汽耗量大，硫磺回收需另增設(shè)一套裝置,化學(xué)反應(yīng)式,25-40C自左向右反應(yīng)-氣體脫硫過(guò)程 大于105 C自右向左反應(yīng)-溶液再生過(guò)程,工藝流程,2）

9、環(huán)丁砜脫硫法,環(huán)丁砜脫硫法是60年代發(fā)展起來(lái)的新方法。它適用于含有機(jī)硫和凝析油較多的高含硫天然氣的凈化其工藝流程與設(shè)備與乙醇胺法相間,環(huán)丁砜脫硫法優(yōu)點(diǎn),在高硫化氫分壓下，溶液允許負(fù)荷較胺液高一倍。 水、電、蒸汽耗量少1/2左右； 能脫除有機(jī)硫，而溶液不會(huì)變質(zhì)； 不易起泡，對(duì)設(shè)備腐蝕?。?環(huán)丁砜蒸氣壓低，故損耗少，冬天不易凍結(jié)； 缺點(diǎn)：環(huán)丁砜?jī)r(jià)格較貴，來(lái)源困難,第二節(jié)輕烴回收,一、原理,輕烴回收工藝主要有三類(lèi)：油吸收法；吸附法；冷凝分離法。當(dāng)前，普遍采用冷凝分離法實(shí)現(xiàn)輕烴回收。 利用原料氣中各組分沸點(diǎn)不同，冷凝溫度不同的特點(diǎn)，在逐步降溫過(guò)程中，將沸點(diǎn)較高的烴類(lèi)冷凝分離出來(lái)。該法的特點(diǎn)是需要提供足夠的冷量使氣體降溫。冷量有用冷劑制冷的，有用氣體膨脹制冷的，或者聯(lián)合應(yīng)用兩種制冷工藝的。 根據(jù)所提供冷量的級(jí)位可將其分為淺冷和深冷,二、冷源,冷量可有兩種冷源產(chǎn)生，即外加冷源，膨脹機(jī)自身制冷。 外加冷源：一般采用氨制冷循環(huán)，丙烷制冷循環(huán)或氟里昂制冷循環(huán)，若單獨(dú)采用外冷源時(shí)一般為淺冷工藝。 膨脹機(jī)制冷：采用膨脹機(jī)制冷的裝置，靠膨脹機(jī)出口低溫氣體作為主要冷源，一般用于深冷工藝。 膨脹機(jī)制冷與外加冷源相結(jié)合：補(bǔ)充膨脹機(jī)冷量供給不足，降低高壓氣體的冷凝溫度,三、工藝流程的七個(gè)環(huán)節(jié),原料氣預(yù)處理-除油、游離水和泥砂； 原料氣增壓 凈化 冷凝分離 制冷 凝液的穩(wěn)定與切割 產(chǎn)