天然气处理工艺的优化

2油气田地面工程第27卷第2期(2008.2)天然气处理工艺的优化王育明(胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司)摘要:当今天然气处理所面临的主要任进行研究,研究这些技术对整体天然气厂设计的影务是脱酸气、脱硫、脱CO2、脱水、脱汞等响,以及如何将其应用到整体天然气厂的设计中。以及相关的处理工艺的选择和优化。鉴于气2.2酸气脱除体处理设备投资巨大,应对处理工艺的选择湿式溶剂吸收工艺脱除酸气是最经济的方法,进行研究,找出最经济适用的处理工艺。在目前有三种类型的溶剂吸收工艺:①物理吸收工艺,工艺选择上投资研究的最好回报是设计出性凭借溶剂对酸气组分的选择性溶解;②化学吸收工能可靠、满足要求和投资经济的处理系统。艺,基于溶剂与酸气组分的化学反应,包括一般性水关键词:天然气处理;脱除工艺;优化溶剂胺和配方水溶剂胺;③混合溶剂,上述两种类型的混合,结合了各自的优点。壳牌 Sulfinol法就是天然气处理通常是为了满足以下三种应用的要应用最广泛的混合溶剂工艺。求:即到LNG(液化天然气)厂进行原料气处理、2.3硫回收NGL(天然气凝析液)厂的液相处理和使天然气根据进料气中的含硫量选择H2S和有机硫转达到销售管输标准的处理。天然气中所含杂质的种换成元素硫的工艺。为了大幅度地减小克劳斯装置类及含量影响着三种不同应用的处理成本。的规模并提高其效率,可先脱CO2以提高进料气中1天然气中的杂质H2S的含量。如果酸气中的H2S含量很低,也可考虑采用其它工艺,如可以采用 Selector直接氧化法按照用途不同,典型天然气气质指标见表1。取代常规克劳斯工艺,只是这种工艺在天然气处理表1典型天然气气质指标装置上的运行经验还较少。如果总硫量较少(<5H2S胺法处理)LNG迅S/甲片试AMB艺,如 SulFerox工艺或新的Sh. eques生物法处<3.5mg/m3<3.5mg20t/d),可采用某种氧化还原类工艺代替克芳斯工H2S碱法处理)<50mg/m优化…’<5~20mkg理工艺。这两种工艺均不受进料气最低H2S含量总硫20mg/m3<20mg/m3检硫试验为负的限制燃料气中总硫<300mg/m32<300mg/m3<300mg/m3焚烧炉出口SO2释放量<250mg/m3<250mg/m3如上所述,重要的是针对处理的需要找出最佳硫纯度99.9%w99.9%w的、经济的工艺方案组合。如果要求硫磺总回收率硫回收率95~9.9%95~99.9%高于99.8%,通常采用SCOT(壳牌克劳斯废气处干燥器出口含水<0.5mg/m32<0.5mg/m3<0.5mg/m3LNG中汞含量20%V),则需对气体处理装置排出的酸气专门进行浓缩,以便提供合格的工艺方案的投资取决于进料气中杂质的类型、克劳斯进料气。处理成本需额外增加10%~90%含量及环保要求。脱水和脱汞段的成本主要取决于的投资费用。H2S/CO2比率愈低,满足克劳斯进处理量。若采用无水溶剂,脱水的费用则非常低廉。料气要求的成本就愈高。脱汞床的大小主要由接触时间和处理量所决定。5.1深度脱CO2实例6结论表2为一套典型的LNG装置(300×10t/a),迄今为止,在天然气处理工艺中,应用溶剂处含硫量可忽略不计,不同CO2含量时其各处理装置理技术的范围比较广。随着含硫量的增加,选择经相对成本的比较。处理方案基于一套 Sulfinol-D脱济有效的处理系统的范围明显变窄。此外必须考虑CO2装置、分子筛脱水和活性碳床脱汞。各项成本环保对废弃物的限制。对于每个气体开发新项目关用联合处理装置成本的百分率表示。键是进行工艺选择研究,以设计出经济适用的处理表2相对于各处理装置总成本的预处理段基建投资系统。项目进料气含进料气含进料气含参考文献2%CO 11%cO 14%CO脱汞/%[1]王开岳,天然气净化工艺[M],北京:石油工业出版社,2005脱水/%[2] Tyalor N A,et al. Gas-desulfurisation plant handles wide range脱CO2装置/%13.0of sour gas compositions[J]. oil Gas Journal, 1991(8)157.研究得出的结论为:若CO2含量小于15%%mol,且处理量大时, Surfing工艺较各种纯[3] Welker DR R Retrofitting natural gas purification plants[J].Hydrocarbon Engineering, 1998(4):25-31物理工艺更为经济;各种水溶剂工艺和混合溶剂工[作者简介]王育明:硕士,1986年毕业于华东石艺的基建投资没有明显差异。油学院机械专业,现任公司副总经理,从事国内外5.2选择性脱硫实例油气地面工程建设项目的经营管理工作。(0546)如果进料气含H2S和有机硫化合物,则气体处理成本会明显增加。对于所含的有机硫成分, Sulfinol经常是首选工艺,因为它可以一步脱除H2S、CO2THe中国煤化工CNMHGCOs和硫醇。若进料气的H2S和CO含量很高,脱