天然氣液化過程中脫酸氣的探討

張曉霞

(寧夏哈納斯LNG有限公司， 寧夏 銀川 750021)

生產與應用

天然氣液化過程中脫酸氣的探討

張曉霞

(寧夏哈納斯LNG有限公司， 寧夏 銀川 750021)

首先簡單介紹了哈納斯LNG工廠的生產工藝，根據天然氣液化工藝突出介紹寧夏哈納斯LNG項目液化工藝過程中脫酸氣工藝的選擇。詳細分析天然氣凈化脫酸氣方面的技術，探討天然氣液化工藝中脫碳過程的機理和方法。寧夏哈納斯LNG工廠在項目投資建設時期是國內陸地上最大的、生產工藝最為先進的液化天然氣工廠，在天然氣液化工藝方面的成功運行的經驗介紹，對國內LNG新建項目具有一定的借鑒作用。

天然氣；液化；脫酸

1 寧夏哈納斯LNG工廠工藝簡介

寧夏哈納斯液化天然氣工廠設計年產80萬噸液化天然氣，廠區由相同規格的兩條工藝生產列和裝置正常生產操作所需的公用工程站組成。原料氣自調氣站進入哈納斯LNG工廠后，經由原料氣壓縮機壓縮增壓后經過脫酸氣、脫水、脫重烴和脫汞后，進入主深冷換熱器進行液化。經過液化處理后產生的LNG存儲在50000Nm3的地上式全包容混凝土頂低溫儲罐中，通過潛液泵泵入裝車平臺進行裝車運輸銷售。

2 酸氣的吸收原理

寧夏哈納斯液化天然氣工廠酸氣脫除單元的工藝設計采用活化型MDEA工藝。是利用甲基乙二醇胺(MDEA)水溶液和活化劑(HEP)通過化學吸收實現了原料氣的脫酸脫硫。見下圖1。

為了便于疏理工藝，CO2與三元胺的反應機理如下：其中自由基R代表-C2H4OH，因此把MDEA寫成R3N。

H2S與胺反應生成氫硫化胺：

(1)

CO2不能直接與胺反應，而是間接通過以下中間反應：

(2)

(3)

(1)的反應速率很快而(2)和(3)慢。為了增強CO2反應速率，在醇胺類分子中尋找一種活化劑。一元或二元胺類(R2NH)活化劑，都與H2S和CO2反應。與CO2反應遵循動力學定律生成氨基甲酸胺：

d[CO2] = k[CO2].[Energizer]dt

好的活化劑顯然必須顯示出極高的反應速率，即高動力常數(k)。活化劑和CO2之間很快的反應是必要，但是氨基甲酸酯的水解反應速率也必須能完全釋放出自由活化劑。相應的反應機理如下：

3 胺液的再生工藝

采用簡單、連續的蒸餾工藝，從胺中除去吸收的CO2和溶解的烴，以此來再生富胺(重濃縮)。該工藝包括過濾、除去其他污染物、劣化產物、沉淀、污物、雜質等，以便恢復胺溶液濃度重新經系統循環。

在提供熱量和汽提蒸汽的情況下，再生塔內的化學反應把碳酸胺還原成胺和酸性氣體。汽提蒸汽產自再沸器內胺溶液中的水。它從塔盤下面進入再生塔， 當蒸汽在再生塔內朝上流過時，它迫使塔盤上的浮閥打開，蒸汽在流經塔盤的富胺溶液中產生鼓泡胺再生塔再沸器和胺再生塔內的再生反應，是在較低的恒壓下進行。

4 結語

寧夏哈納斯LNG公司所采用的活化型MDEA工藝，對CO2和H2S的吸收能力較強，尤其是在原料氣中CO2含量比H2S較高時應用效果比較好，吸附和再生過程中胺溶液攜帶損失小且被凈化的氣體中酸氣殘留特別低；同時可以脫除部分有機硫而且耗能小、再生效果好。

2017-09-30

張曉霞(1984—)女，甘肅臨洮人，助理工程師，主要從事天然氣液化工藝的優化與研究工作。

TE64

A

1008-021X(2017)22-0075-02

(本文文獻格式：張曉霞.天然氣液化過程中脫酸氣的探討[J].山東化工，2017，46(22)：75-76.)