天然气净化工艺设计要点及优化

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1、学兔兔www.xuetutu.com36天NAT然URA与LGA与SA右ND油OIL2012年2月天然气净化工艺设计要点及优化蒲远洋罗绍春闵刚’李文丰黄文峰’韩国强。1．中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，I~)11成都6100172．中国石油吉林油田分公司，吉林松原1380003_中国石油塔里木油田公司，新疆库尔勒841000摘要：胺法至今仍是国内外应用最广泛的酸性天然气脱硫脱碳工艺方法，国内已有超过五十年的使用经验。脱硫脱碳装置在生产中出现不同程度的拦液现象，导致脱硫脱碳装置处理能力严重下降；天然气净化度不合格

2、，溶液发泡引起雾沫夹带，导致大量胺溶液随气流带走，造成溶液损耗急剧增加及严重的经济损失。在总结过去几十年天然气净化工艺设计和生产操作经验的基础上，提出了天然气净化工艺设计要点，重点为脱硫脱碳装置工艺流程设计和关键设备选型；阐述了脱硫脱碳装置的原料气分离系统、胺液再生系统、胺液过滤及惰气保护、胺液和酸气冷却、贫胺液增压及循环泵等方面应重点注意的问题和工艺设计方案的优化；分析了净化工艺流程中的塔、容器、冷换设备、泵类等关键设备的设计要点。关键词：工艺设计；天然气净化；胺液吸收；拦液；胺液再生；工艺参数；优化文献标识码：A文章编

3、号：1006—5539(2012)Ol一0036—050前言重的经济损失。在总结生产操作经验时，必须十分重天然气作为一种重要的化工原料和洁净、方便、视工艺设计水平的提高。根据天然气净化工艺要求，高效的优质燃料，其开发、利用备受关注。但大部分原无论何种醇胺法或砜胺法工艺流程均大同小异，其工料天然气含有H2S、CO：和有机硫化合物，这些组分会艺设计要点及优化是提高天然气净化生产效率、装置造成金属材料的严重腐蚀Ⅲ并污染环境。因此，在天然安全平稳运行的重要保障。气外输前必须对原料天然气进行净化处理。从20世纪60年代初以来，国内外

4、最重要、最广1原料气分离系统泛的天然气脱硫脱碳工艺方法是醇胺法和砜胺法。在不论原料气气质条件如何都应当十分重视原料近五十年的使用过程中，脱硫脱碳装置在生产中均出气的分离。胺法装置经常发生的腐蚀和溶液发泡、换现不同程度的拦液现象，导致处理能力严重下降，天热设备热阻增加等都与原料气携带的污染物进入胺然气净化度不合格，溶液发泡引起雾沫夹带，导致大液系统有关。这些污染物主要包括缓蚀剂、防冻剂、凝量胺溶液随气流带走，溶液损耗急剧增加，造成了严析油、气田水(含NaC1、Na2SO等无机盐)、固体杂质和收稿日期：2011-09—16基金

5、项目：中国石油天然气集团公司海外重点工程资助项目($2007—14)集蒲远冀洋(19：78—一)，男，四川南部人，工程师，硕士，主要从事天然气加工工艺技术研针究冤及工上程设1芟计工上作。学兔兔www.xuetutu.com第30卷第1期OILANDGASTREATlNGANDPROCESSING油号加工37设备的腐蚀产物等，如FeS、Fe(OH)，等。胺液对液烃的吸收和固体夹带物是引起吸收塔发泡、拦液的原因。在脱硫脱碳工艺设计中，应充分考虑原料气在上游装置未分离完全而带入的污染物瞬间流量可能较大的特点，通常在原料气进入脱硫

6、脱碳吸收塔前设置两级分离：第一级为重力分离，采用卧式重力分离器：第二级为过滤分离，采用卧式快开式过滤分离器。重力分离器设置在前可以减少后面过滤分离器的负荷，这种工艺流程设置是十分合理且必要的。整图1吸收塔控制图个原料气分离系统所分离的污染物粒径由大到小，在重力分离器内。既可分离瞬间流量很高的液体物2．2．2再生塔流(尤其是在上游管道通球时)，又可使粒径>100Ixm再生塔是在一定的温度，解析出富液中的H2s和的固体或液体缓冲沉降分离。当通过设在重力分离CO，达到胺液可以重新使用的目的。再生塔的热量来器出口的丝网除雾器后，可

7、除去气流中5～10m的源主要靠重沸器加热富液，温度要求控制在121oC。雾滴；在过滤分离器中可除去大部分<5m的固体但实际上，再生塔的温度控制是在塔顶，一般的控制和液体颗粒。方案是采用温度一蒸汽流量串级调节。一般重沸器都是采用热虹吸重沸器，其安装位置严格计算确定。2胺液吸收塔和再生塔再生塔生产过程中如果出现拦液情况，会造成再2．1工艺设计要点生塔底部几层塔盘受冲击作用而损坏。如图2所示，a)当塔直径≥0．8m时，采用板式塔。考虑到胺液当发生拦液时，富液下不来，重沸器的热流会向上冲，被污染容易起泡的特点，在工艺计算塔径时，不

8、宜采用压力上升，由于热虹吸作用，底部压力减小，而顶部由过小的塔盘板间距。通常采用的板间距宜为600mm，于拦液压力下降，热流会冲破浮阀，在热流压力上升为检修方便，塔人孔处板间距宜为800mmL：与底部压力下降处产生真空，而这个过程重复进行，b)浮阀塔盘具有效率高：弹性大、处理能力比泡就会把塔盘冲裂甚至冲