天然气处理

地下开采的天然气除了含有宝贵的烃类组分之外,还可能含有水、汞、二氧化碳(CO2)、硫化氢 (H2S)、有机硫和羰基硫(COS)等多余的污染物。CO2、H2S、有机硫和COS通常被称为酸性气体,因为它们溶于水性溶液即可形成酸。需要根据气体的目标用途(例如LNG生产、管道输送或就地消耗用于电力生产),按照不同程度脱除这些污染物。此外,有些气井含有同样需要脱除的含硫物质。

 

要求

  • CO2CO2脱除规范要求会根据目标用途发生变动:
  • LNG (液化天然气)生产: 有在冷柜中发生凝固的风险,因而具有严格的规范要求
  • 管道输送:通常允许残留2%的CO2——该限值与管道腐蚀、气体热值和国际气体标准相关。
  • 就地消耗天然气用于电力生产:可以接受较高的CO2 浓度,因为下游设备能够经过调试以适应较高的浓度。

 

  • H2S出于安全、腐蚀和环境影响等因素的考虑,必须将硫降低到非常低的浓度。
  • 有机硫和COS:这些组分也可以利用胺溶剂脱除。这些组分都是酸性非常弱的酸,反应并不强烈,因而其脱除较为困难。需要单独评估这类情况。最有效的解决方案是将胺液与另一种酸性气体脱除技术相结合。

考虑压力和温度

压力:气体处理设施进气口的天然气股流压力通常为高到极高。这就有利于酸性气体脱除和其他处理步骤的进行。高压能够提高胺溶剂负载,降低再生要求并缩小设备设计尺寸。

温度:必须注意不要超过吸收塔中的温度范围,温度峰值(吸收塔内最高温度)可能远高于在净化气体和富胺溶剂股流中测得的表观吸收温度。

难题

要选出最理想的溶剂,还应当考虑压力和温度因素。这就要求具备丰富的知识和设计经验。

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