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撬裝式煤層氣脫酸氣設備

撬撬裝式天然氣脫酸氣成套設備天然氣凈化過(guò)程基本包括原料氣脫酸、脫水脫汞系統工藝過(guò)程,首先經(jīng)過(guò)預處理撬塊的井口氣直接進(jìn)入凈化撬塊,脫酸工藝(主要指二氧化碳和硫化氫)采用溶劑吸收法,吸收劑為MDEA;脫水工藝采用分子篩脫除微量水分;脫除的重烴直接進(jìn)入火炬系統燃燒處理;脫汞工藝采用浸硫活性炭吸附法;

  • 產(chǎn)品型號:3萬(wàn)噸-100萬(wàn)噸
  • 廠(chǎng)商性質(zhì):生產(chǎn)廠(chǎng)家
  • 更新時(shí)間:2023-08-30
  • 訪(fǎng)  問(wèn)  量:1387
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產(chǎn)品詳情

煤層氣脫酸氣凈化過(guò)程基本包括原料氣脫酸、脫水脫汞系統工藝過(guò)程,首先經(jīng)過(guò)預處理撬塊的井口氣直接進(jìn)入凈化撬塊,脫酸工藝(主要指二氧化碳和硫化氫)采用溶劑吸收法,吸收劑為MDEA;脫水工藝采用分子篩脫除微量水分;脫除的重烴直接進(jìn)入火炬系統燃燒處理;脫汞工藝采用浸硫活性炭吸附法;

1、煤層氣脫酸氣成套設備CO2工藝選擇

天然氣中含有的CO2統稱(chēng)為酸性氣體,它們的存在會(huì )造成金屬腐蝕并污染環(huán)境。此外,CO2含量過(guò)高,會(huì )降低天然氣的熱值。因此,必須嚴格控制天然氣中酸性組分的含量,以達到工藝和產(chǎn)品質(zhì)量的要求。

用于天然氣脫除酸氣的方法有溶劑吸收法、物理吸收法、氧化還原法和分子篩吸附法。目前普遍*和廣泛應用的溶劑吸收法。它是以可逆的化學(xué)反應為基礎,以堿性溶劑為吸收劑的脫硫方法,溶劑與原料氣中的酸組分(主要是CO2)反應而生成化合物;吸收了酸氣的富液在升高溫度、降低壓力的條件下又能分解而放出酸氣,從而實(shí)現溶劑的再生利用。

溶劑吸收法所用溶劑一般為烷醇胺類(lèi),主要有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二異丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等。本方案從適用性和經(jīng)濟性的角度考慮,選擇甲基二乙醇胺(MDEA)作為脫除酸性氣體的溶劑。

MDEA(N-Methyldiethanolamine)即N-甲基二乙醇胺,分子式為CH3-N(CH2CH2OH)2,分子量119.2,沸點(diǎn)246~248℃,閃點(diǎn)260℃,凝固點(diǎn)-21℃,汽化潛熱519.16kJ/kg,能與水和醇混溶,微溶于醚。在一定條件下,對二氧化碳等酸性氣體有很強的吸收能力,而且反應熱小,解吸溫度低,化學(xué)性質(zhì)穩定,無(wú)毒而不降解。

MDEA溶液與CO2不發(fā)生反應,但其水溶液與CO2可按下式反應:

CO2 + H2O == H+ + HCO3- (1)

H+ + R2NCH3 == R2NCH3H+ (2)

式(1)受液膜控制,反應速率極慢,式(2)則為瞬間可逆反應,因此式(1)為MDEA吸收CO2的控制步驟,為加快吸收速率,在MDEA溶液中加入活化劑(R2/NH)后,反應按下式進(jìn)行:

R2/NH + CO2 == R2/NCOOH (3)

R2/NCOOH + R2NCH3 + H2O ==R2/NH + R2CH3NH+HCO3- (4)

(3)+(4):

R2NCH3+ CO2 + H2O == R2CH3NH+HCO3- (5)

由式(3)~(5)可知,活化劑吸收了CO2,向液相傳遞CO2,大大加快了反應速度。MDEA分子含有一個(gè)叔胺基團,吸收CO2后生成碳酸氫鹽,加熱再生時(shí)遠比伯仲胺生成的氨基甲酸鹽所需的熱量低得多。

從能耗、處理規模和投資運行成本等角度,MDEA胺液法是最合適的工藝,因此本方案選擇MDEA胺液法脫酸氣。

原料氣進(jìn)入脫酸氣單元,本單元采用 MDEA 溶液的方法脫除原料氣中的 CO2 H2S 等酸性氣體。

天然氣從吸收塔下部進(jìn)入,自下而上通過(guò)吸收塔;*再生后的 MDEA (貧液從吸收塔上部進(jìn)入,自上而下通過(guò)吸收塔,逆向流動(dòng)的 MDEA 溶液和天然氣在吸收塔內充分接觸,氣體中的 CO2 被吸收而進(jìn)入液相,未被吸收的組份從吸收塔頂部引出,進(jìn)入脫碳氣冷卻器和分離器。出脫碳氣分離器的氣體進(jìn)入原料氣干燥單元,冷凝液去閃蒸罐。

處理后的天然中 CO2 含量小于 50ppmV,H2S 含量小于 4 ppmV。

吸收了 CO2 MDEA 溶液稱(chēng)富液,至閃蒸塔,降壓閃蒸出的天然氣送往燃料系統。閃蒸后的富液與再生塔底部流出的溶液(貧液)換熱后,升溫到 98℃去再生塔上部,在再生塔進(jìn)行汽提再生,直至貧液的貧液度達到指標。

出再生塔的貧液經(jīng)過(guò)貧富液換熱器、貧液冷卻器,貧液被冷卻到~40℃, 被貧液泵加壓后,從吸收塔上部進(jìn)入。

再生塔頂部出口氣體經(jīng)酸氣冷卻器,進(jìn)入酸氣分離器,出酸氣分離器的氣體送往酸氣排放系統,冷凝液經(jīng)過(guò)回收泵加壓后送至閃蒸分離器。

再生塔再沸器的熱源由來(lái)自導熱油系統的導熱油提供。本單元主要工藝設備為吸收塔和再生塔。



2、煤層氣脫酸氣脫水工藝選擇

天然氣中水分的存在往往會(huì )造成嚴重的后果:水分與天然氣在一定條件下形成水合物阻塞管路,影響冷卻液化過(guò)程;另外由于水分的存在也會(huì )造成不必要的動(dòng)力消耗;由于天然氣液化溫度低,水的存在還會(huì )導致設備凍堵,故必須脫水。

天然氣脫水工藝方法一般包括:低溫脫水、固體干燥劑吸附和溶劑吸收三大類(lèi)。冷凍分離主要用于避免天然氣在溫度低時(shí)出現水合物,然而它所允許達到的低溫是有限的,不能滿(mǎn)足天然氣液化的要求;溶劑吸收通常包括濃酸(一般是濃磷酸等有機酸)、甘醇(常用的是三甘醇)等,但這些方法脫水深度較低,不能用于深冷裝置;固體干燥劑脫水法常見(jiàn)的是硅膠法、分子篩法或這兩種方法的混合使用。

天然氣液化脫水必須采取固體吸附法,由于分子篩具有吸附選擇能力強、低水汽分壓下的高吸附特性,以及同時(shí)可以進(jìn)一步脫除殘余酸性氣體等優(yōu)點(diǎn),因此本方案采用4A分子篩作為脫水吸附劑。

3、煤層氣脫酸氣脫汞工藝選擇

目前,脫汞工藝主要有兩種:即美國UOP公司的HgSIV分子篩吸附法和采用浸硫活性炭使汞與硫產(chǎn)生化學(xué)反應生成硫化汞并吸附在活性炭上。前者成本高,適用于汞含量高的場(chǎng)合;后者運行成本低,適用于汞含量低的場(chǎng)合。

一方面,HgSIV分子篩運行成本很高;另一方面,本裝置的原料氣中汞含量比較低。因此,采用浸硫活性炭脫汞,此種工藝本公司已有有成功的使用經(jīng)驗。





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