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天然气净化

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天然气净化完整原理                                 销售副总:李金生         电话:17705409129


一、总体原理

从气井采出的原料天然气含有硫化氢、二氧化碳、水蒸气、凝析油、粉尘、微量汞、重烃等杂质,净化本质就是利用物理分离、化学反应吸收、吸附、冷凝相变等方式,分级脱除各类杂质,让天然气满足管道输送、民用、LNG 液化、化工原料气的气质标准,同时防腐、防爆、环保达标。
整体逻辑:先除液固杂质→脱酸性气体→脱水防冻堵→深度精制除汞除重烃

二、各单元详细工作原理

1、预处理(脱游离水、凝析油、固体泥沙)

原理:重力沉降 + 离心分离 + 聚结破乳
  1. 重力分离器:气、液、固密度不同,大液滴、固体靠自重下沉分离;

  2. 旋风分离器:气流高速旋转,重的液滴、粉尘受离心力甩到筒壁汇集排出;

  3. 聚结过滤器:细小雾滴穿过特殊滤芯聚结成大液滴脱除。

    作用:保护后端脱硫、脱水设备不被污染堵塞。

2、脱硫脱碳(脱除 H₂S、CO₂,核心单元,主流 MDEA 胺法)

吸收原理(低温高压吸收酸性气)

甲基二乙醇胺(MDEA,碱性醇胺溶液)在高压、常温下,与酸性气体发生可逆化学反应:天然气从吸收塔下部向上走,贫胺液塔顶喷淋逆流接触,H₂S、CO₂进入胺液变成富胺液,塔顶流出脱酸粗天然气。

再生原理(低压高温解析,胺液循环复用)

富胺液降压、加热升温,化学反应逆向进行,H₂S、CO₂从溶液中解析出来,得到酸性混合气;溶液重新变为贫胺液,冷却后打回吸收塔循环使用。解析出的酸性气送入硫磺回收装置,把硫化氢转化成固态硫磺资源化利用。
小众工艺原理:
  • 干法脱硫:氧化铁 / 氧化锌固体吸附剂,化学反应固定硫化氢;

  • 物理吸收(Selexol、低温甲醇洗):依靠溶解度差异溶解酸性气,无化学反应。

3、脱水单元(脱除水蒸气,防止水合物冻堵)

① 三甘醇 TEG 吸收脱水(管输天然气常用)

原理:三甘醇是强吸湿性溶剂,常温高压下选择性吸收天然气中的水蒸气;吸水后的富甘醇加热精馏脱出水,再生为贫三甘醇循环喷淋,可将天然气水露点降至 - 35~-40℃。

② 分子筛吸附深度脱水(LNG 液化必备)

原理:分子筛内部有均匀微孔,依靠物理吸附作用选择性吸附水分子;吸附饱和后高温热再生(TSA 变温吸附)脱附水分,吸附塔切换交替工作,净化气露点可达 - 70℃以下,避免低温生成水合物、干冰堵塞设备。

4、脱汞、脱重烃精制原理

  1. 脱汞:浸硫活性炭,汞与硫发生化学反应生成硫化汞固定在吸附剂孔隙内,保护 LNG 铝制冷箱腐蚀;

  2. 脱重烃(C5 + 及以上烃类):低温冷凝降温,重烃组分液化分离回收,避免低温积液、影响液化工况。

5、硫磺回收(环保配套原理)

Claus 反应核心:一部分硫化氢燃烧生成二氧化硫,再与剩余硫化氢反应生成单质硫磺后端配套 SCOT 尾气处理,进一步回收残余硫,满足超低排放。


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