張曉霞

(寧夏哈納斯LNG有限公司， 寧夏 銀川 750021)

生產(chǎn)與應(yīng)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(jiǎn)單介紹了哈納斯LNG工廠的生產(chǎn)工藝，根據(jù)天然氣液化工藝突出介紹寧夏哈納斯LNG項(xiàng)目液化工藝過程中脫酸氣工藝的選擇。詳細(xì)分析天然氣凈化脫酸氣方面的技術(shù)，探討天然氣液化工藝中脫碳過程的機(jī)理和方法。寧夏哈納斯LNG工廠在項(xiàng)目投資建設(shè)時(shí)期是國內(nèi)陸地上最大的、生產(chǎn)工藝最為先進(jìn)的液化天然氣工廠，在天然氣液化工藝方面的成功運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)介紹，對(duì)國內(nèi)LNG新建項(xiàng)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(jiǎn)介

寧夏哈納斯液化天然氣工廠設(shè)計(jì)年產(chǎn)80萬噸液化天然氣，廠區(qū)由相同規(guī)格的兩條工藝生產(chǎn)列和裝置正常生產(chǎn)操作所需的公用工程站組成。原料氣自調(diào)氣站進(jìn)入哈納斯LNG工廠后，經(jīng)由原料氣壓縮機(jī)壓縮增壓后經(jīng)過脫酸氣、脫水、脫重?zé)N和脫汞后，進(jìn)入主深冷換熱器進(jìn)行液化。經(jīng)過液化處理后產(chǎn)生的LNG存儲(chǔ)在50000Nm3的地上式全包容混凝土頂?shù)蜏貎?chǔ)罐中，通過潛液泵泵入裝車平臺(tái)進(jìn)行裝車運(yùn)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(shè)計(jì)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(xué)吸收實(shí)現(xiàn)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(yīng)機(jī)理如下：其中自由基R代表-C2H4OH，因此把MDEA寫成R3N。

H2S與胺反應(yīng)生成氫硫化胺：

(1)

CO2不能直接與胺反應(yīng)，而是間接通過以下中間反應(yīng)：

(2)

(3)

(1)的反應(yīng)速率很快而(2)和(3)慢。為了增強(qiáng)CO2反應(yīng)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(yīng)。與CO2反應(yīng)遵循動(dòng)力學(xué)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(yīng)速率，即高動(dòng)力常數(shù)(k)。活化劑和CO2之間很快的反應(yīng)是必要，但是氨基甲酸酯的水解反應(yīng)速率也必須能完全釋放出自由活化劑。相應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理如下：

3 胺液的再生工藝

采用簡(jiǎn)單、連續(xù)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(chǎn)物、沉淀、污物、雜質(zhì)等，以便恢復(fù)胺溶液濃度重新經(jīng)系統(tǒng)循環(huán)。

在提供熱量和汽提蒸汽的情況下，再生塔內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)把碳酸胺還原成胺和酸性氣體。汽提蒸汽產(chǎn)自再沸器內(nèi)胺溶液中的水。它從塔盤下面進(jìn)入再生塔， 當(dāng)蒸汽在再生塔內(nèi)朝上流過時(shí)，它迫使塔盤上的浮閥打開，蒸汽在流經(jīng)塔盤的富胺溶液中產(chǎn)生鼓泡胺再生塔再沸器和胺再生塔內(nèi)的再生反應(yīng)，是在較低的恒壓下進(jìn)行。

4 結(jié)語

寧夏哈納斯LNG公司所采用的活化型MDEA工藝，對(duì)CO2和H2S的吸收能力較強(qiáng)，尤其是在原料氣中CO2含量比H2S較高時(shí)應(yīng)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(shí)可以脫除部分有機(jī)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(yōu)化與研究工作。

TE64

A

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

(本文文獻(xiàn)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.)