【正文】 微孔的數(shù)量比大孔要多得多，平均孔徑小于 6nm。脫除氣體中硫化物所用的活性炭，要有一定的孔徑。大部分的干法脫硫工藝由于要更換脫硫劑而不能連續(xù)操作，還有一些如七翻丁法、權(quán)化鋅法等，脫硫劑均不能再生，脫硫飽和后要廢棄，這樣一方面會造成環(huán)境問題，另一方面會增加脫硫的成本。對低濃度硫化氫廢氣多采用化學(xué)吸收法或者吸收氧化法來凈化廢氣。 各種凈化方法的選擇應(yīng)是根據(jù)廢氣的性質(zhì)及來源等而定。液體吸收法中有利用堿性溶液的化學(xué)吸收法和利用有機(jī)溶劑的物理吸收法，以及物理化學(xué)吸收法。干法是利用硫化氫的還原性和可燃性，以固體氧化劑或吸附劑來脫硫或直接燃燒，其中包括有克勞斯法、氧化鐵法、活性炭法等。 用于天然氣脫水的方法有多種，可大致分為溶劑吸收法、固體吸附法、直接冷卻法和化學(xué)反應(yīng)法等 [5]。在具備上述條件時(shí)，水合物尚不能形成，還必須有其他的一些輔助條件，如壓力，氣體的高速流動，因流向的突變產(chǎn)生的攪動，水合物晶種的存在及晶種停留的特定物理位置如彎頭、孔板、閥門、粗糙的管壁等。 1934 年，發(fā)表了水合物造成天然氣輸氣管線堵塞的有關(guān)數(shù)據(jù)，人們開始更加詳細(xì)地研究天然氣水合物和它的相關(guān)性質(zhì) [4]。 19 世紀(jì) 30 年代初，人們開始注意到天然氣輸氣管線中形成的天然氣水合物。 目前用于天然氣脫除酸性組分的方法有主要化學(xué)溶劑法、物理溶劑法、物理化學(xué)溶劑法、直接轉(zhuǎn)化法、非再生性法和膜分離法及低溫分離法。天然氣脫除 酸性組分指脫硫和脫碳，尤其以脫硫?yàn)橹鳌? 我國商品天然氣氣質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表 23： 表 23 商品天然氣氣質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （ GB178201999） 項(xiàng)目 一類 二類 三類 高位發(fā)熱量MJ/m3 總硫 mg/m3 ≤ 100 ≤ 200 ≤ 460 H2S 含量 mg/m3 ≤ 6 ≤ 20 ≤ 460 CO2（ %（ V）） ≤ — 水露點(diǎn)℃ 在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低溫度低 5℃ 此外，按照用途不同，典型天然氣氣質(zhì)指標(biāo)見表 32。 GB178201999 同時(shí)規(guī)定高位發(fā)熱量大于（ CHN） ，二 氧化碳體積分?jǐn)?shù)不大于 3%，在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低 5℃ 。 GB 178201999 依據(jù)不同用戶的要求并結(jié)合我國天然氣資源的實(shí)際組成，將商品天然氣分成三類。一般會要求天然氣水露點(diǎn)比輸氣管線可能達(dá)到的最低溫度還低 56℃ 。天然氣的含水量以單位體積天然氣中所含的水汽量來表示的，有時(shí)也用天然氣的水露點(diǎn)來表示。在地層溫度和壓力條件下，水在天然氣中通常會以飽和水蒸汽的形式存在，水蒸氣的存在往往會給天然氣的輸集帶來了一系列的危害。為了防止天然氣在輸配管線中有液烴凝結(jié)，目前許多國家都對商品天然氣規(guī)定了脫油除塵的要求，規(guī)定在一定條件下天然氣的最高允許烴露點(diǎn)。 (3)烴露點(diǎn)。 (2)含硫量。為了使天然氣用戶能適當(dāng)確定其加熱設(shè)備所要的氣量，必須確定最小熱值。在西方發(fā)達(dá)國家，氣質(zhì)指標(biāo)除了管輸指標(biāo)外，往往還必須根據(jù)用戶與公司簽訂的銷售合同的有關(guān)條款來實(shí)行新的質(zhì)量要求，以滿足用戶的需要。 由于化工生產(chǎn)所需要的原料氣對有害物質(zhì)特別是硫及其化合物含量的要求比較嚴(yán)格（硫含量一般為 12mg/m3），天然氣通常需要經(jīng)過二次處理才能達(dá)到要求，并天然氣凈化裝置工藝設(shè)計(jì) 6 且這部分氣量相對較小，故在制定商品天然氣氣質(zhì)指標(biāo)是多以符合燃料要求為依據(jù)，主要是從保證天然氣在輸配系統(tǒng)中的安全運(yùn)行，減少設(shè)備、管線的腐蝕，滿足環(huán)境保護(hù)和衛(wèi)生以及良好的燃料性能等方面規(guī)定對商品天然氣的質(zhì)量要求。 脫水進(jìn)料氣 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1）進(jìn)料氣的條件有 流率： 104m3/d 壓力： （ g） 溫度： ℃ 天然氣凈化裝置工藝設(shè)計(jì) 5 表 22 原料氣的組成 組分 組成（ mol%） CH4 C2H6 C3H8 iC4H10 nC4H10 N2 H2 O2 H2S CO2 H2O 合計(jì) 產(chǎn)品氣出裝置條件 流率： 104m3/d 壓力： （表） 溫度： ℃ H2S 含量＜ 20mg/m3 CO2含量≤ %（ V） 水露點(diǎn)≤ 5℃（在出廠壓力條件下） 編制原則 天然氣在使用前必須先進(jìn)行脫硫處理，嚴(yán)格控制酸性氣體的含量，使其硫含量滿足 GB173201999 天然氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的天然氣的技術(shù)指標(biāo)，才可以成為合格的使用天然氣。由于含硫化氫天然氣是天然氣資源的主要組成部分，而高含硫化氫天然 氣也是硫磺的重要來源之一所以對硫化氫的研究在一定程度上受到世界各國的普遍重視。城市煤氣中硫化氫濃度不得超過 20mg/m3。所以，我國對環(huán)境大氣、車間空氣及工業(yè)廢氣中硫化氫濃度已有嚴(yán)格規(guī)定 :居民區(qū)環(huán)境大氣中硫化氫的最高濃度不得超過 。全球幾乎所有發(fā)現(xiàn)的 氣藏中都含有硫化氫，其含量從剛能被檢測出來到占天然氣體積的 90%以上。這些情況下產(chǎn)生的硫 化氫含量往往不高，對人體健康一般不會構(gòu)成嚴(yán)重威脅。 硫化氫的簡介 硫化氫 (H2S)是一種劇毒氣體，帶有臭雞蛋氣味。 由于科學(xué) 的迅猛發(fā)展，促使天然氣利用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。如優(yōu)質(zhì)鋼、有色金屬電子器材、玻璃、建筑陶瓷、衛(wèi)生潔具、搪瓷制品、儀器儀表等產(chǎn)品使用天然氣作燃料，在產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)保證、產(chǎn)量提高、科學(xué)管理等方面具有較強(qiáng)的競爭力，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。 天然氣工業(yè)的發(fā)展還對黑色金屬冶煉、非金屬礦物制品業(yè)、專用設(shè)備制造業(yè)、武器 彈藥制造業(yè)、普通機(jī)械制造業(yè)、電氣機(jī)械及器材制造業(yè)、非金屬礦采選業(yè)等的發(fā)展天然氣凈化裝置工藝設(shè)計(jì) 3 有直接的推動作用。 天然氣在化學(xué)工業(yè)中的應(yīng)用極其廣泛，可以生產(chǎn)近千種化工產(chǎn)品，目前國內(nèi)外大規(guī)模生產(chǎn)的天然氣化工產(chǎn)品有數(shù)十種，其中有一部分中間產(chǎn)品，主要有合成氨、甲醇、甲烷氯化物、硝基甲烷、乙炔、二硫化碳、碳黑、氫氰酸等。 其次，天然氣是寶貴的化工原料， 與其他固體或液體化工原料相比，它具有含水、灰粉、硫化物少等優(yōu)點(diǎn)。 首先，天然氣是一種優(yōu)質(zhì)的能源，具有熱值大，運(yùn)輸使用方便，燃燒完全，無煙無渣，價(jià)格較為便宜等優(yōu)點(diǎn)。 （ 5）天然氣資源豐富：全球豐富的天然氣資源完全可以滿足人類較長時(shí)期的需求。 （ 3）天然氣是高效能源：天然氣在聯(lián)合循環(huán)發(fā)電利用中，熱能利用率可達(dá) 55％，要高于原油和煤 的熱能利用率。 天然氣的應(yīng)用 天然氣作為能源有以下優(yōu)越性： （ 1）天然氣對環(huán)境效益優(yōu)越：與煤和石油相比，天然氣作燃料可以明顯減少環(huán)境污染，天然氣的燃燒排放量低于石油和煤的燃燒排放量 [2]。（ 4）規(guī)模較大的圈閉。（ 2）大面積分布的多套疊置的孔隙性儲集層。 縱觀我國天然氣儲量發(fā)展?fàn)顩r，具有增長速度快，儲采比高，煤成氣比例逐漸增高，探明率低的特點(diǎn)。 我國的天然氣資源較為豐 富，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，資源量約為 1013m3。 伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，石油危機(jī)的沖擊和煤、石油所帶來的環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重，使能源結(jié)構(gòu)逐步發(fā)生變化，天然氣的消費(fèi)量急劇增長。它除了可以做廉價(jià)的化工原料外，主要是作為燃料使用，它不僅作為居民的生活燃料，而且還被用作汽車、船舶、飛機(jī)等交通運(yùn)輸工具的燃料。 天然氣、煤炭和石油并稱為目前世界一次 性能源的三大支柱。無色無味，主要成分中 85～ 95%為甲烷（ CH4），比重 ，比空氣要輕，具有無色、無味、無毒的特性，極容易揮發(fā)，并且在空氣中擴(kuò)散迅速。只有游離態(tài)的天然氣經(jīng)聚集形成天然氣藏，才可以開發(fā)利用。廣義的天然氣是指在地殼中一 切天然生成的氣體，包括油田氣、氣田氣、泥火山氣、煤層氣和生物生成氣等。在石油地質(zhì)學(xué)中，通常指油田氣和氣田氣 [1]。 關(guān)鍵詞 ： 天然氣 ；脫水 ；脫硫 Abstract Shortage of oil resources in recent years, more and more natural gas resources in attention. Rich natural gas resources in China, Throughout the development of China39。 天然氣脫水的方法主要有低溫脫水、溶劑吸收法脫水、固體吸附法脫水和化學(xué)反應(yīng)法脫水。在脫硫的眾多方法中選用了 MDEA 溶液吸收法脫硫，操作壓力對其影響較小，可以在低壓下進(jìn)行運(yùn)行，仍然可以達(dá)到管輸天然氣的氣質(zhì)要求。所以天然氣的凈化就是一個(gè)很重要的過程。 但是，天然氣不是從地下開采出來立刻就能進(jìn)行使用。 天然氣是一種優(yōu)質(zhì)的能源，具有熱值大，運(yùn)輸使用方便，燃燒完全，無煙無渣，價(jià)格較為便宜等優(yōu)點(diǎn)。 本科畢業(yè)設(shè) 計(jì)（論文） 題目 天然氣凈化裝置工藝設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 湯輝 學(xué) 號 0704050119 教學(xué)院系 化學(xué)化工學(xué)院 專業(yè)年級 化學(xué)工程與工藝 2021 級 指導(dǎo)教師 施鵬 職 稱 講師 單 位 西南石油大學(xué) 完成日期 2021 年 6 月 10 日 Southwest Petroleum University Graduation Thesis Process design of natural gas purification equipment Grade: 2021 Name: Tang Hui Speciality: Chemical Engineering and Technology Instructor: Shi Peng School of Chemistry and Chemical Engineering 20216 天然氣凈化裝置工藝設(shè)計(jì) 1 摘 要 由于近年來石油資源的緊缺，天然氣資源越來越受到人們的重視。 我國的天然氣資源比較豐富， 縱觀我國天然氣儲量發(fā)展?fàn)顩r，具有增長速度快，儲采比高，煤成氣比例逐漸增高，探明率低的特點(diǎn)。同時(shí) 天然氣是一次能源中最為清潔、高效、方便的能源，不僅在工業(yè)與城市民用燃?xì)庵袕V泛應(yīng)用，而且在發(fā)電業(yè)中也越來越重要作用，近 20 年來在我國呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢。必須先經(jīng)過一些處理才能輸送到居民家中和工廠中使用。本次設(shè)計(jì)主是說明的是天然氣 凈化，主要包括天然氣脫硫和天然氣脫水。在高碳比下能選擇脫除 H2S，循環(huán)量小，操作費(fèi)用低，損失小，應(yīng)用極廣。目前溶劑吸收法脫水法是最為有利的，也是使用最為廣泛的。s natural gas reserves, has increased speed, reserveproduction ratio, gradually increasing the proportion of coal gas, the proven features of the low. Natural gas is a highquality energy, with a calorific value of large, transport and easy to use, plete bustion, no smoke residue, cheaper prices and so on. Natural gas is the primary energy at the same time the most clean, efficient and convenient energy, not only in industrial and urban household fuel widely used, but in the power generation industry has bee increasingly important role in the past 20 years, showing a rapid development in our situation. However, natural gas is not out of the ground can be used immediately. After some processing must be delivered to the residents of the home and factory use. Therefore, the purification of natural gas is a very important process. The design is clear is the main natural gas purification, including natural gas desulphurization and gas dehydration. The many ways in the desulfurization MDEA solution absorption method selected desulfurization little effect on its operating pressure can be run at low pressure can still be achie