浅谈天然气的分离与加工利用

应用科技浅谈天然气的分离与加工利用冯艳展冬冬李晓华(中国石化中原油田分公司天然气处理厂,河南濮阳457061)摘要分析了世界和中国的天然气利用现状和前景,介绍了天然气凝析液的分离、天然气中提氮、天然气液化、天然气化工、天然气合成油的基本情况[关键词]天然气;分离;深加工;利用天然气不仅是一种清洁能源,而且是一种优质的化工原料,它与当天然气的压力为21MPa,冷凝温度为-153℃时,气相中氮浓石油等能源相比,有着更为明显的优点:1)经济性好。按相同热值计度被浓缩到60%左右,此时溶解于液相中的氦量约为总氮量的14%,算,国际天然气价格仅为石油的80%左右。2)使用方便。天然气特别因此氦的提取率最高不超过86%。为了提高收率,60年代以后对冷凝适合管道输送,管道输送天然气比输送石油更为便利。近年来,天然气法作了许多改进,如采用带有汽提和精馏的部分冷凝、部分冷凝与液体液化技术和压缩技术日渐成熟,路运、海运也十分方便。3)用途广泛。逐级膨胀相结合、复式精馏塔等新工艺,以最大限度地回收溶解的氮。可用于化工、发电、汽车燃料、工业、城市商业和民用等方面。世界能3天然气液化源专家认为,21世纪是天然气的世纪。天然气资源比石油资源更为丰采用深冷法将天然气液化,以满足天然气的输送和城市煤气高峰富,据预测可满足世界需求120年以上,那么中国的天然气从哪些方负荷的调节。有两种基本制冷循环工艺:阶式循环和膨胀机循环。世界面进行了开发和利用呢?笔者简单分类如下上广泛采用的方法是阶式制冷循环法,常用液态丙烷、乙烯和甲烷蒸发1天然气凝析液的分离所产生的却、液利用天然气所含各组分沸点的差别,在约-100℃以下的低温分离天然气经预处理用分子筛干燥脱水至露点(-73°℃),再经各级冷冻回收其中某些组分的过程称天然气分离。工业上通常将-100°℃以下的制冷循环逐步冷却至-14℃,此时天然气中乙烷、丙烷、丁烷等大部低温冷冻,称为深度冷冻,简称深令。在天然气化工中,深冷分离法用分都已冷凝分离,只有甲烷在此温度下仍为气体,随后把-147℃的天于分离回收湿性天然气中C2以上烃,即天然气凝析液(NGL;生产液然气压力从412MPa快速降至常压,温度进步下降,使甲烷液化。化天然气以方便天然气的贮存和运输;用于富氮天然气的脱氮以提高热60年代后期出现了混合制冷剂循环工艺,用天然气中分离出来的值;以及从富氮天然气中分离回收氨。乙烷、丙烷、丁烷和氮的混合物作为制冷剂,以提高制冷循环的效率。早期主要采用吸附法、常温油吸收法和低温油吸收法,现在广泛4天然气化工使用深冷法,主要采用以下两种工艺流程。它是以天然气为原料生产化学产品的工业。由于天然气和石油同冷凝法:用高压天然气的节流制冷效应,使C2以上烃冷凝分离。属埋藏地下的烃类资源,有时且为共生矿藏,其加工工艺及产品相互有由于单纯的节流效应是一个等燴过程,冷凝效率低,往往须同时用外加密切的关系,故也可将天然气化工归属于石油化工。天然气化工一般包的辅助冷冻循环来提高制冷效果。如丙烷制令循环令却至-3℃,此时括天然气的净化分离、化学加τ。富含硫化物的天然气,必须经过脱硫约有50%的重烃被冷凝;未凝气体进一步用乙烯制冷循环,冷却至处理,以达到输送要求,副产品硫黄用以生产硫酸、二硫化碳等一系列-93℃,全部丁烷、约99%丙烷和约87%乙烷从原料天然气中冷凝析硫化物。脱硫后,天然气经过深冷分离,可得到液化天然气;化学加工出。冷凝液再分别在脱乙烷塔、脱丙烷塔和脱丁烷塔中精馏,得到乙包括在高温下进行的天然气热裂解,主要生产乙炔和炭黑;天然气蒸气烷、丙烷、丁烷馏分和凝析油。转化或天然气的部分氧化,可制得合成气;天然气经过氯化、硫化、硝膨胀机法:利用天然气在透平膨胀机中降压膨胀作外功,而使温度化、氨化氧化、氧化可制得甲烷的各种衍生物;湿性天然气中的乙烷、急剧下降,达到低温。在其工艺流程中,天然气在51MPa压力下经过丙烷、丁烷和天然气凝析液等,经蒸气裂解或热裂解可生产乙烯、丙烯一系列换热,冷却至-54℃,此时约有54%的C2以上烷烃冷凝。未凝和丁二烯:丁烷脱氬或氧化可生产丁二烯或醋酸、甲基乙基酮、顺丁烯气体进入透平膨胀机膨胀至167MPa,温度下降至-93℃,使余下的酸酐等。C2以上烷烃此时液化。然后再经逐级精馏可得到乙烷、丙烷、丁烷馏5天然气合成油分。该工艺过程是等熵过程,不但能提高烃的回收率,而且能作外功天然气合成燃料油(简称GTL技术,GTL需经天然气合成气;可用来带动压缩机输送气体。因此,能合理回收利用天然气本身的机械成气催化剂聚合;合成产品改质步骤生产燃料油和润滑油。合成的液能,具有先进的经济性,在各套天然气处理装置中得到了广泛应用。体烃基本是直链烷烃,具有无硫、无氮、无金属、无芳烃等特点,作为2天然气中提氮石油产品应用,需要进一步改质。GTL工艺是利用天然气生产清洁燃料目前世界各国从天然气提取氦气,广泛采用部分冷凝法,使天然的只要方向。在该技术中合成气催化聚合是最关键步骤气中除氮和氢外其余组分全部冷凝脱除而获得粗氦。生产过程包括天然21世纪是天然气时代,天然气作为清洁的绿色能源正面临新的发气预净化(脱除水分、二氧化碳和硫化氢)、粗氦制取及氮精制。有时展机遇。我们应珍惜这一黄金时期,充分利用国内国外两种天然气资还与天然气的液化或氮的液化过程相结合源,加快天然气发展和利用步伐,努力改善我国能源结构,为新世纪的粗氦的制取通常需经二次冷凝过程。第一次冷凝得到氦含量为5%可持续发展创造良好条件。以上的一次粗氮(自氦汽提塔顶出来),再经第二次冷凝得到氮含量为作者简介:冯艳,1973年生,女,河南省商丘市人,专科,研究60%~90%的二次粗氦(自氦精馏塔顶出来)。第一次冷凝的冷源通常方向为天然气深加工管理;展冬冬,1974年生,男,河南濮阳人,大为沸腾的液甲烷,冷凝压力按天然气组分的气-液相平衡条件确定,学本科,助理工程师,研究方向为天然气深加工管理;李晓华,1981般要求粗氦中无C2以上的烷烃馏分。净化后并经预冷的天然气,在冷年生,女,河南南阳凝蒸发塔中借釜液的蒸发,将溶于液烃中的氦释放出来,釜液中溶解的管理。II中国煤化工为天然气深加工CNMHG氦要求小于10ppm。提取二次粗氮的冷源,通常为常压沸腾的液氮或负压沸腾的液甲烷,冷凝压力仍由相平衡条件确定。工艺上要求二次粗[参考文献]氮中的甲烷含量小于1%。提取二次粗氦的设备也系冷凝蒸发塔,同样钱伯章当代天然气工业及其发展前景天然气与石油200要求釜液中溶解的氦量越少越好。TECHNOLOGY WIND 49