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、天然氣來源與分類 按礦藏特點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,天然氣來源與分類,氣井氣：即純氣田天然氣，氣藏中的天然氣以氣相存在，通過氣井開采出來，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,天然氣來源與分類,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。在油井開采情況中，借助氣層氣來保持井壓，而溶解氣則伴隨原油采出。 油田氣采出的特點是：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,天然氣來源與分類,為了降低原油的飽和蒸氣壓，防止原油在儲運過程中的揮發(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，回收回來的

3、氣體，稱為原油穩(wěn)定氣，簡稱原穩(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，必須通過油氣井開采出來。所謂天然氣處理與加工就是指從井口到輸氣管網(wǎng)的全部過程。一般經(jīng)過采氣管線、井場分離、集氣管線、凈化處理、輕烴回收、輸氣管網(wǎng)等過程。 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,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）含量來表示。 為了控制天然的腐蝕性和出于對人類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，故一般不進行脫硫處理,商品天然氣技術(shù)指標(biāo),烴露點（hydrocarbon point） 在一定壓力下從天然氣中開始凝結(jié)出第一滴液烴時的溫度，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，目前許多國家都對商品天然氣規(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,商品天然氣技術(shù)指標(biāo),水露

5、點（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表示，有時也用天然氣的水露點來表示,商品天然氣技術(shù)指標(biāo),水露點指在一定壓力條件下，天然氣與液態(tài)水平衡時（此時，天然氣的含水量為最大含水量，即飽和含水量）所對應(yīng)的溫度。 一般要求天然氣水露點比輸氣管線可能達到的最低溫度低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排出。常用的降溫手段為： （1）氨制冷：液氨氣化時要吸收大量的熱量，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：再生效果好；分解溫度高，蒸發(fā)損耗??；再生設(shè)備簡單；操作費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，硫化氫又可從吸收劑中分出，即常講的吸收和解吸過程。 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,適用范圍廣； 溶液吸收能力強、脫硫程度高 溶液反應(yīng)性強，酸性負(fù)荷最大易于再生； 溶解穩(wěn)定性強不易變質(zhì)。 易于實現(xiàn)自動化控制。降低工人勞動強度,乙醇胺法缺點,溶液易起泡，影響正常操作； 單位體積吸收過多酸氣后易于腐蝕設(shè)備； 不能脫除有機硫，當(dāng)天然氣中含羥基硫時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)-氣體脫硫過程 大于105 C自右向左反應(yīng)-溶液再生過程,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)展起來的新方法。它適用于含有機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,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； 能脫除有機硫，而溶液不會變質(zhì)； 不易起泡，對設(shè)備腐蝕小； 環(huán)丁砜蒸氣壓低，故損耗少，冬天不易凍結(jié)； 缺點：環(huán)丁砜價格較貴，來源困難,第二節(jié)輕烴回收,一、原理,輕烴回收工藝主要有三類：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現(xiàn)輕烴回收。 利用原料氣中各組分沸點不同，冷凝溫度不同的特點，在逐步降溫過程中，將沸點較高的烴類冷凝分離出來。該法的特點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)，若單獨采用外冷源時一般為淺冷工藝。 膨脹機制冷：采用膨脹機制冷的裝置，靠膨脹機出口低溫氣體作為主要冷源，一般用于深冷工藝。 膨脹機制冷與外加冷源相結(jié)合：補充膨脹機冷量供給不足，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)