液化天然气(LNG)的预处理过程

液化天然气(LNG)的预处理过程


网站编辑:admin │ 发表时间:2016-05-27 │

工业窑炉的加热原料从原来的以煤炭为主逐渐被天然气等清洁能源替代,天然气在燃气窑炉中运用最为广泛,特别是近几年液化天然气技术的应用,使天然气成本有所降低。作为使用者,虽然自己的烧嘴用的是液化天然气,但并不知道它是如何加工成的,现在给大家详细讲解。

作为液化装置的原料气,首先必须对天然气进行预处理。天然气的预处理是指脱除天然气中的硫化氢、二氧化碳、水分、重烃和汞等杂质,以免这些杂质腐蚀设备及在低温下冻结而堵塞设备和管道.

一、脱水

若天然气中含有水分,则在液化装置中,水在低于零度时将以冰或霜的形式冻结在换热器的表面和节流阀的工作部分。另外,天然气和水会形成天然气水合物,它是半稳定的固态化合物,可以在零度以上形成,它不仅可能导致管线堵塞,也可造成喷嘴和分离设备的堵塞。水合物形成温度的影响因素主要有以下三个方面:

1.混合物中重烃特别是异丁烷的含量;

2.混合物的组分,即使密度相同而组分不同,气体混合物形成水合物的温度也大不相同;

3.压力愈高,生成水合物的起始温度也愈高。

为了避免天然气中由于水的存在造成堵塞现象,通常须在高于水合物形成温度时就将原料气中的游离水脱除,使其露点达到-100℃以下。目前,常用的天然气脱水方法有冷却法、吸收法和吸附法等。

冷却脱水

是利用当压力不变时,天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水。此法只适用于大量水分的粗分离。

吸收脱水

是用吸湿性液体(或活性固体)吸收的方法脱除气流中的水蒸气。

用作脱水吸收剂的物质应具有以下特点:对天然气有很强的脱水能力,热稳定性好,脱水时不发生化学反应,容易再生,粘度小,对天然气和液烃的溶解度较低,起泡和乳化倾向小,对设备无腐蚀性,同时还应价格低廉,容易得到。

吸附脱水

其机理是在两相界面上,由于异相分子间作用力不同于主体分子间作用力,使相界面上流体的分子密度异于主体密度而发生“吸附”。

按吸附作用力性质的不同,可将吸附区分为物理吸附和化学吸附两种类型。物理吸附是由分子间作用力,即范德华力产生的。由于范德华力是一种普遍存在于各吸附质与吸附剂之间的弱的相互作用力,因此,物理吸附具有吸附速率快,易于达到吸附平衡和易于脱附等特征。化学吸附是由化学键力的作用产生的,在化学吸附的过程中,可以发生电子的转移、原子的重排、化学键的断裂与形成等微观过程。吸附质与基质之间形成的化学键多为共价键,而且趋向于基质配位数最大的位置上。化学吸附通常具有明显的选择性,且只能发生单分子层吸附,还具有不易解吸,吸附与解吸的速率都较小,不易达到吸附平衡等特点。物理吸附和化学吸附是很难截然分开的,在适当的条件下,两者可以同时发生。

二、脱酸性气体

由地层采出的天然气除通常含有水蒸气外,往往还含有一些酸性气体。这些酸性气体一般是H2S、CO2、COS与RSH等气相杂质。天然气最常见的酸性气体是H2S、CO2和COS。含有酸性气体的天然气通常称为酸性气或含硫气。

H2S是酸性天然气中含有的毒性最大的一种酸气组分。H2S有一种类似臭蛋的气味,具有致命的剧毒。它在很低含量下就会对人体的眼、鼻和喉部有刺激性。CO2也是酸性气体,在天然气液化装置中,CO2易成为固相析出,堵塞管道。同时 CO2不燃烧,无热值,所以运输和液化它是不经济的。因此,酸性气体不但对人身有害,对设备管道有腐蚀作用,而且因其沸点较高,在降温过程中易呈固体析出,故必须脱除。脱除酸性气体常称为脱硫脱碳,或习惯上称为脱硫。在净化天然气时,可考虑同时除去 CO2和H2S,因为醇胺法和用分子筛吸附净化中,这两种组分可以被一起脱除。

 

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