工藝技術方案及說明

1 撬裝式天然氣脫碳設備廠家技術比較與選擇

天然氣液化的預處理過程基本包括原料氣脫酸氣工藝過程。

1.1 天然氣凈化工藝選擇

作為原料氣的天然氣,，在進行液化前必須對其進行*凈化,。即除去原料氣中的酸性氣體、水分和雜質,，如 H2S,、CO2、H2O,、Hg 和芳香烴等,，以免它們在低溫下凍結而堵塞、腐蝕設備和管道,。表 4.1-1 列出了 LNG 工廠原料氣預處理標準和雜質的最大含量,。

表 4.1-1 LNG 原料氣最大允許雜質含量

從原料氣數據來看,，原料氣中硫,、CO2、水含量超標,，必須進行凈化,。A）脫 CO2 工藝選擇天然氣中含有的 H2S 和 CO2 統稱為酸性氣體，它們的存在會造成金屬腐蝕并污染環(huán)境,。此外,，CO2 含量過高，會降低天然氣的熱值,。因此,，必須嚴格控制天然氣中酸性組分的含量，以達到工藝和產品質量的要求,。

用于天然氣脫除酸氣的方法有溶劑吸收法,、物理吸收法,、氧化還原法和分子篩吸附法。目前普遍*和廣泛應用的溶劑吸收法,。它是以可逆的化學反應為基礎,，以堿性溶劑為吸收劑的脫硫方法，溶劑與原料氣中的酸組分（主要是CO2）反應而生成化合物,；吸收了酸氣的富液在升高溫度,、降低壓力的條件下又能分解而放出酸氣，從而實現溶劑的再生利用,。

溶劑吸收法所用溶劑一般為烷醇胺類,，主要有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）,、二異丙醇胺（DIPA）,、甲基二乙醇胺（MDEA）等。本方案從適用性和經濟性的角度考慮,，選擇甲基二乙醇胺（MDEA）作為脫除酸性氣體的溶劑,。

MDEA（ N-Methyldiethanolamine） 即 N- 甲基二乙醇胺， 分子式為 CH3-N(CH2CH2OH)2,，分子量 119.2,，沸點 246~248℃，閃點 260℃,，凝固點

-21℃,，汽化潛熱 519.16kJ/kg，能與水和醇混溶,，微溶于醚,。在一定條件下，對二氧化碳等酸性氣體有很強的吸收能力,，而且反應熱小,，解吸溫度低，化學性質穩(wěn)定,，無毒而不降解。

純 MDEA 溶液與 CO2 不發(fā)生反應,，但其水溶液與 CO2 可按下式反應： CO2 + H2O == H+ + HCO3- (1)

H+ + R2NCH3 == R2NCH3H+ (2)

式（1）受液膜控制,，反應速率極慢，式（2）則為瞬間可逆反應,，因此式

（1）為 MDEA 吸收 CO2 的控制步驟,，為加快吸收速率，在 MDEA 溶液中加入活化劑(R2/NH)后,，反應按下式進行：R2/NH + CO2 == R2/NCOOH (3)

R2/NCOOH + R2NCH3 + H2O ==R2/NH + R2CH3NH+HCO3-  (4) (3)+(4)：

R2NCH3+ CO2 + H2O == R2CH3NH+HCO3- (5)

由式（3）～（5）可知,，活化劑吸收了 CO2,，向液相傳遞 CO2,，大大加快了反應速度,。MDEA 分子含有一個叔胺基團，吸收 CO2 后生成碳酸氫鹽,， 加熱再生時遠比伯仲胺生成的氨基甲酸鹽所需的熱量低得多,。

從能耗,、處理規(guī)模和投資運行成本等角度，MDEA 胺液法是最合適的工藝,， 因此本方案選擇 MDEA 胺液法脫酸氣,。

1.2 系統概述

來自管網 20~25MPa 的天然氣進入過濾分離器首先分離掉游離水和固體顆粒后注入甲醇，注入甲醇后的天然氣經管道送入凈化單元,。進入凈化單元的天然氣首先進入進口分離器,，分離后的氣體經水套爐加熱至約 80℃后經減壓裝置減壓至 4MPa.g 進入分離器，分離后的氣體進入 MDEA 系統脫除 CO2,，然后依次脫除重烴,、水和汞后進入后續(xù)單元。

本裝置的主要工藝技術方法是：

采用 MDEA 脫除二氧化碳,；

1.3 撬裝式天然氣脫碳設備廠家

系統說明原料氣脫酸氣單元

原料氣進入脫酸氣單元,，本單元采用 MDEA 溶液的方法脫除原料氣中的 CO2 和 H2S 等酸性氣體。

天然氣從吸收塔下部進入,，自下而上通過吸收塔,；*再生后的 MDEA 溶液（貧液）從吸收塔上部進入，自上而下通過吸收塔,，逆向流動的 MDEA 溶液和天然氣在吸收塔內充分接觸,，氣體中的 CO2 被吸收而進入液相，未被吸收的組份從吸收塔頂部引出,，進入脫碳氣冷卻器和分離器,。出脫碳氣分離器的氣體進入原料氣干燥單元，冷凝液去閃蒸罐,。

處理后的天然中 CO2 含量小于 50ppmV,，H2S 含量小于 4 ppmV。

吸收了 CO2 的 MDEA 溶液稱富液,，至閃蒸塔,，降壓閃蒸出的天然氣送往燃料系統。閃蒸后的富液與再生塔底部流出的溶液（貧液）換熱后,，升溫到～ 98℃去再生塔上部,，在再生塔進行汽提再生，直至貧液的貧液度達到指標,。

出再生塔的貧液經過貧富液換熱器,、貧液冷卻器,，貧液被冷卻到~40℃， 被貧液泵加壓后,，從吸收塔上部進入,。

再生塔頂部出口氣體經酸氣冷卻器，進入酸氣分離器,，出酸氣分離器的氣體送往酸氣排放系統,，冷凝液經過回收泵加壓后送至閃蒸分離器。

再生塔再沸器的熱源由來自導熱油系統的導熱油提供,。本單元主要工藝設備為吸收塔和再生塔,。

主要設備選型和供貨

本液化裝置是成套設備，成套后必須確保裝置穩(wěn)定高效運行,。設備設計,、制造和定型產品選型的原則為立足國內、技術成熟,、性能*,。國內產品達不到技術要求的，選用進口品牌,。

本章所述的工藝設備基本技術數據以最終設計為準,。

1.工藝設備

本裝置的工藝設備供貨清單如下：

（1） 、原料氣脫碳單元