天燃?xì)獯呋瘎┘夹g(shù)范文

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篇1

關(guān)鍵詞：焦?fàn)t煤氣；煤制天燃?xì)?/a>；清潔能源；節(jié)能減排；硫化物 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在催化劑作用下，原料氣中的CO與H2O反應(yīng)生成相應(yīng)量的CO2和H2，并放出大量反應(yīng)熱。

因焦?fàn)t煤氣具有硫含量較高的特點(diǎn)，適合采用耐硫變換工藝。鈷鉬系催化劑具有有機(jī)硫加氫轉(zhuǎn)化功能，可以有效降低有機(jī)硫含量。鈷鉬系催化劑活性高，特別是低溫活性要比鐵鉻系高得多，使用鈷鉬系催化劑可以降低催化劑裝量，減小反應(yīng)器體積。

耐硫變換工藝裝置主要有中變工藝、中串低工藝、全低變工藝和中低低工藝等。因全低變工藝具有溫度低、蒸汽消耗少、易于操作、操作成本低等優(yōu)點(diǎn)，故變換采用全低變工藝。

在PSA提氫裝置中變換氣壓力具有較寬的活性溫區(qū)。其活性溫區(qū)一般在170℃～480℃之間，這是能夠應(yīng)用于全低變工藝的基本保證，其具有良好的耐低硫、抗高硫及抗毒性能。原料氣體H2S濃度在50～500mg/Nm3均可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。硫化后強(qiáng)度亦可提高30%～50%。采用全低變工藝，一段催化劑可使用3年或更長(zhǎng)。

焦?fàn)t煤氣中的有機(jī)硫經(jīng)過(guò)耐硫變換后大部分轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)硫，PSA系統(tǒng)要求脫硫后氣體中總硫≤5mg/Nm3，由于變換氣中硫含量不高（

在凈化系統(tǒng)中包括吸附器、相應(yīng)數(shù)量的閥門(mén)、加熱器、冷卻器等設(shè)備。吸附器均采用復(fù)合床，在一臺(tái)吸附器內(nèi)分別裝填至少兩種不同的吸附劑，每臺(tái)吸附器分別經(jīng)歷吸附、降壓、加熱（吹掃）、冷卻（吹掃）、升壓等過(guò)程，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣脫苯。吸附劑采用脫苯氣再生，再生廢氣送焦化系統(tǒng)洗苯裝置回收苯后，焦?fàn)t煤氣送本裝置循環(huán)利用，不產(chǎn)生再生廢液。

5 變壓吸附（PSA）工序

變壓吸附工藝過(guò)程的工作原理是：利用吸附劑對(duì)氣體混合物中各組分的吸附能力隨著壓力變化而呈現(xiàn)差異的特性，對(duì)混合氣中的不同氣體組分進(jìn)行選擇性吸附，實(shí)現(xiàn)不同氣體的分離。變壓吸附過(guò)程在加壓下進(jìn)行吸附，減壓下進(jìn)行解吸。由于吸附循環(huán)周期短，吸附熱來(lái)不及散失，可供解吸之用，所以吸附熱和解吸熱引起的吸附床溫度變化一般不大，波動(dòng)范圍僅為幾攝氏度，可近似看作等溫過(guò)程。變壓吸附工作狀態(tài)是在一條等溫吸附線上變化。為了有效而經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)氣體吸附分離凈化，除了吸附劑要有良好的吸附性能外，吸附劑的再生方法也具有關(guān)鍵意義。因此，選擇合適的再生方法及吸附周期時(shí)間，對(duì)吸附分離法的工業(yè)化起著重要的作用。

常用的減壓解吸方法有下列三種，其目的都是為了降低吸附劑上被吸附組分的分壓，使吸附劑得到再生：（1）降壓：吸附床在一定壓力下吸附雜質(zhì)組分，然后通過(guò)降壓方式（通常降至接近大氣壓），使被吸附組分解吸出來(lái)。采用降壓方式，被吸附組分解吸不太充分，吸附劑再生不太完全。（2）抽真空：吸附床降到大氣壓后，為了進(jìn)一步減小被吸附組分的分壓，可用抽空的方法來(lái)進(jìn)一步降低吸附床壓力，以得到更好的再生效果。（3）沖洗：利用較純凈的產(chǎn)品氣或者其他適當(dāng)?shù)臍怏w通過(guò)進(jìn)行再生的吸附床，被吸附組分的分壓隨沖洗氣通過(guò)而下降。吸附劑的再生程度取決于沖洗氣用量和沖洗氣純度。

通常在變壓吸附過(guò)程中根據(jù)被分離的氣體混合物各組分性質(zhì)、產(chǎn)品要求、吸附劑的特性以及操作條件來(lái)選擇幾種上述的再生方法配合實(shí)施。

PSA工序由PSA-CO2/R、PSA-CH4、PSA-H2三套PSA系統(tǒng)組成：

5.1 PSA-CO2/R系統(tǒng)

脫硫后的變換氣與返回氣混合后在1.0MPa壓力下經(jīng)氣液分離器后，進(jìn)入PSA-CO2/R系統(tǒng)。PSA-CO2/R系統(tǒng)是由8臺(tái)吸附器和一系列程序控制閥門(mén)構(gòu)成的變壓吸附系統(tǒng)。在PSA-CO2/R系統(tǒng)中，任一時(shí)刻總是有吸附器處于吸附步驟的不同階段，由入口端通入原料，在出口端得到壓力0.95MPa的脫碳?xì)猓颗_(tái)吸附器在不同時(shí)間依次經(jīng)歷吸附（A）、均壓降（EiD）、順向放壓（PP）、沖洗（P）、均壓升（EiR）、最終升壓（FR）。順?lè)艢馀c來(lái)自PSA-CH4系統(tǒng)置換廢氣混合后經(jīng)加壓返回PSA-CO2/R前與脫硫后的變換氣混合作為PSA系統(tǒng)的原料氣；被吸附的CO2通過(guò)來(lái)自PSA-H2的沖洗氣的沖洗得到解吸，解吸氣經(jīng)緩沖罐穩(wěn)壓后輸出界區(qū)。

5.2 PSA-CH4系統(tǒng)

從PSA-CO2/R系統(tǒng)過(guò)來(lái)的脫碳?xì)庾鳛镻SA-CH4的原料氣由入口端通入，PSA-CH4是由8臺(tái)吸附器和一系列程序控制閥門(mén)構(gòu)成的變壓吸附系統(tǒng)。在PSA-CH4系統(tǒng)中，任一時(shí)刻總是有吸附器處于吸附步驟的不同階段，由入口端通入原料，出口端得到的吸附廢氣作為粗氫氣進(jìn)入PSA-H2系統(tǒng)；每臺(tái)吸附器在不同時(shí)間依次經(jīng)歷吸附（A）、均壓降（EiD）、置換（RP）、逆向放壓（D）、抽真空（V）、均壓升（EiR）、最終升壓（FR）。被吸附的CH4通過(guò)逆放、抽空得到解吸。逆放和抽空的氣體一部分經(jīng)置換氣壓縮機(jī)加壓后返回做置換氣，大部分作為SNG產(chǎn)品經(jīng)穩(wěn)壓后輸出界區(qū)。置換廢氣與來(lái)自PSA-CO2系統(tǒng)的順?lè)艢饣旌虾蠼?jīng)返回氣壓縮機(jī)加壓返回PSA工序入口與脫硫后的變換氣混合作為PSA工序的原料氣。

5.3 PSA-H2系統(tǒng)

從PSA-CH4過(guò)來(lái)的粗氫氣作為PSA-H2的原料氣由入口端通入，PSA-H2是由8臺(tái)吸附器和一系列程序控制閥門(mén)構(gòu)成的變壓吸附系統(tǒng)。在PSA-H2系統(tǒng)中，任一時(shí)刻總是有吸附器處于吸附步驟的不同階段，由入口端通入原料，出口端得到的產(chǎn)品H2輸出界區(qū)；每臺(tái)吸附器在不同時(shí)間依次經(jīng)歷吸附（A）、均壓降（EiD）、逆向放壓（D）、抽真空（V）、均壓升（EiR）、最終升壓（FR）。被吸附的雜質(zhì)通過(guò)逆放、抽空得到解吸，解吸氣返回PSA-CO2/R作為再生沖洗氣，最后經(jīng)PSA-CO2/R解吸氣緩沖罐穩(wěn)壓后輸出界區(qū)。

6 結(jié)語(yǔ)

該工藝技術(shù)成熟，先進(jìn)可靠，產(chǎn)品質(zhì)量好、消耗定額低，“三廢”排放量少，符合國(guó)家的產(chǎn)業(yè)政策、環(huán)保政策、能源政策和建設(shè)單位的發(fā)展規(guī)劃。煤制天燃?xì)猓⊿NG）有效解決了焦?fàn)t煤氣的出路問(wèn)題，變廢為寶，符合《河北省節(jié)約能源條例》的宗旨，為河北省建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型企業(yè)以及實(shí)現(xiàn)“十二五”節(jié)能減排目標(biāo)做出貢獻(xiàn)。SNG項(xiàng)目的實(shí)施大力推進(jìn)雙向減排，為改善用能結(jié)構(gòu)、促進(jìn)節(jié)能減排起到示范作用。

參考文獻(xiàn)

篇2

關(guān)鍵詞：天然氣 凈化 有毒氣體 處理技術(shù)

一引言

近年來(lái)天然氣在我國(guó)一次能源消費(fèi)中所占的比例會(huì)越來(lái)越大。然而從地層開(kāi)采出來(lái)的天燃?xì)獬兴魵馔猓ǔ＿€含有一些酸性氣體。這些酸性氣體一般是硫化氫、二氧化碳和 COS 與 RSH等氣相雜質(zhì)。硫化氫是這些酸性氣體中毒性最強(qiáng)的一種。它在很低含量下就會(huì)對(duì)人體的眼鼻和喉部有刺激性。另外硫化氫對(duì)金屬具有腐蝕性。二氧化碳也是酸性氣體，其含量過(guò)高會(huì)影響天然氣熱值，在天然氣液化裝置中，它易成為固相析出，堵塞管道，同時(shí)它又不會(huì)燃燒，熱值為 0，故運(yùn)輸和液化它是不經(jīng)濟(jì)的。它們往往會(huì)腐蝕管線設(shè)備，污染環(huán)境，損害人類健康，作為化工原料會(huì)使催化劑中毒，影響化工產(chǎn)品質(zhì)量，故必須脫除。接著將重點(diǎn)介紹下幾種常用的方法。

二凈化天然氣工藝介紹

2.1混合胺工藝

2.2Benfield工藝

Benfield溶劑是碳酸與催化劑、防腐劑的多組分水成混合物。供氣壓力在7 MPa以上，酸性氣體超過(guò)50%的工作條件，它都可以適應(yīng)。

Benfield流程已被世界上600多座天然氣預(yù)處理裝置所應(yīng)用，Hipure流程是由Benfield系統(tǒng)與胺系統(tǒng)聯(lián)合的混合方案。碳酸鉀除去大量的酸氣成分，胺溶液用于最后商品氣的純化。所有酸氣都從碳酸鹽再生塔的部抽出。該流程在天然氣預(yù)處理方面有著良好的可靠性記錄，其優(yōu)越性已在印度尼西亞、阿聯(lián)酋的8套LNG裝置中充分得到顯示。Benfield流程的新型吸收劑P1：美國(guó)環(huán)球石油公司和聯(lián)合碳化物公司的有關(guān)機(jī)構(gòu)經(jīng)過(guò)上百種物質(zhì)的篩選，研制出一種代號(hào)為P1的新型吸收劑，取代了常用的二乙醇胺（DEA）等物質(zhì)。對(duì)于初建工廠，選擇P1吸收比DEA可減少25%塔高、5%～15%塔直徑以及5%～15%的能耗，同時(shí)CO在產(chǎn)品氣中的含量可明顯降低。對(duì)原裝置改用，可以提高產(chǎn)量和節(jié)約能耗。此外，P1吸收劑無(wú)毒、無(wú)泡沫、無(wú)腐蝕性，能滿足環(huán)境安全要求。

2.3 Sulfinol工藝

砜胺法凈化天然氣的工藝流程與醇胺法相同，差別僅僅是使用的吸收溶液不同。砜胺法采用的溶液包含有物理吸收溶劑和化學(xué)吸收溶劑，物理吸收溶劑是環(huán)丁砜，化學(xué)吸收溶劑可以用任何一種醇胺化合物，但常用的是二異丙醇胺（DIPA）和甲基二乙醇胺（MDEA）。砜胺法溶液的酸氣負(fù)荷幾乎正比于氣相中酸氣分壓，因此，處理高酸氣分壓的氣體時(shí)，砜胺法比化學(xué)吸收法有較高的酸氣負(fù)荷，因?yàn)轫堪啡芤褐泻写及奉惢衔铮虼藘艋瘹庵兴釟夂康停^易達(dá)到管輸要求的氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。由于砜胺法兼有物理吸收法和化學(xué)吸收法二者的優(yōu)點(diǎn)，因而自1964年工業(yè)化以來(lái)發(fā)展很快，現(xiàn)在已成為天然氣脫硫的重要方法之一。但是該方法不能深度脫硫，常用于硫的粗脫，與其它方法配合使用。

2.4低溫甲醇洗工藝

低溫甲醇洗技術(shù)自20世紀(jì)50年代由德國(guó)林德公司和魯奇公司開(kāi)發(fā)使用以來(lái)，以其優(yōu)越的性能，在化肥工業(yè)、石油工業(yè)、城市煤氣工業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。低溫甲醇洗因用途的不同而采用的再生解析過(guò)程流程有所不同。低溫甲醇洗法用于天然氣凈化過(guò)程具有以下特點(diǎn)：溶解度高，甲醇在低溫高壓下，

2.5 膜分離工藝

膜分離原理是在薄膜的表皮層中，有許多很細(xì)的毛細(xì)管孔，這些孔是由膜基體中非鍵合材料組織間的空間所形成的，氣體通過(guò)這些孔的流動(dòng)主要是knuden流（自由分子流）、表面流、粘滯流及篩分機(jī)理聯(lián)合作用的結(jié)果，其中粘滯流不產(chǎn)生氣體的分離，根據(jù)knuden流機(jī)理，氣體的滲透速率與氣體分子量的平方根成反比。

三 天然氣工藝技術(shù)的前景

“十一五”期間我國(guó)的石油天然氣產(chǎn)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，天然氣凈化技術(shù)的發(fā)展勢(shì)頭較為強(qiáng)勁，其中關(guān)于處理酸性含硫天然氣占據(jù)較大比重。50多年來(lái)，國(guó)內(nèi)的天然氣凈化技術(shù)通過(guò)自主研發(fā)與引進(jìn)相結(jié)合，基本形成了能滿足高、中、低含硫天然氣凈化的處理技術(shù)，獲得了多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的專利及專有技術(shù)，能滿足國(guó)內(nèi)大多數(shù)氣田的建設(shè)需要。但日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)及對(duì)清潔能源的巨大需求讓現(xiàn)有的凈化技術(shù)面臨前所未有的挑戰(zhàn)，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)有天然氣凈化技術(shù)朝著節(jié)能、環(huán)保型邁進(jìn)提供了足夠的發(fā)展動(dòng)力和更為廣闊的上升空間。天然氣的凈化技術(shù)應(yīng)該朝著更加先進(jìn)的發(fā)展方向發(fā)展：

（1）實(shí)現(xiàn)功能性有機(jī)胺程序化設(shè)計(jì)合成。

（2）進(jìn)一步的加大重力脫硫技術(shù)的研究力度。

（3）環(huán)境友好型的生物脫硫技術(shù)將逐步發(fā)展壯大。

（4）進(jìn)一步的探索液相氧化還原計(jì)算軟件。

（5）深入開(kāi)展配方溶劑模擬計(jì)算軟件的開(kāi)發(fā)。

（6）滿足新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的硫磺回收技術(shù)分析。

參考文獻(xiàn)

[1]劉勇、劉蓉、涂彥，《中等潛硫量天然氣和煉廠氣的掙化處理技術(shù)》，《石油與天然氣化工》2005，04.

[2]劉家洪、康智、周平、王遠(yuǎn)江，《高含硫天然氣凈化廠設(shè)計(jì)特點(diǎn)》《天然氣與石油》2006，03.

[3]周平、陳運(yùn)強(qiáng)、彭磊、杜通林、肖秋濤，《天然氣凈化廠引進(jìn)技術(shù)消化吸收的現(xiàn)狀和發(fā)展方向》，《天然氣與石油》2005，05.