天然氣加工工程

1、天然氣脫硫脫碳工藝的選擇原則答：(1) 通常情況通常情況下，規(guī)模較大的裝置應(yīng)首先考慮采用胺法的可能性：在原料氣碳硫比較高 (CO2/H2S大于6)，為獲得適于克勞斯裝置加工的酸氣而需要選擇性脫除H2S時(shí)，以及其他可以選擇脫除 H2S的工況， 應(yīng)采用MDEA選吸工藝； 在脫除H2S同時(shí)亦需脫除相當(dāng)數(shù)量CO2時(shí)， 可采用MDEA和其他醇胺(如 DEA)組合的混合胺法；天然氣壓力較低，凈化氣H2S指標(biāo)要求嚴(yán)格且需要同時(shí)脫除CO2時(shí)，可采用MEA 法、DEA法或混合胺法；在高寒或沙漠缺水地區(qū)，可選用DGA法。(2) 原料天然氣需脫除有機(jī)硫時(shí)通常 應(yīng)采用砜胺法：原料氣含一定量有機(jī)硫需要脫除、且CO2亦需

2、與H2S同時(shí)脫除的工況，應(yīng)選用砜胺型工 藝；需要從原料氣中選擇性脫除H2S和有機(jī)硫、可適當(dāng)保留CO2的工況，應(yīng)該選擇砜胺型工藝；H2S 分壓比較高的天然氣以砜胺法處理時(shí)，其能耗顯著低于胺法；當(dāng)砜胺法仍然無(wú)法達(dá)到所需要的凈化氣有 機(jī)硫含量指標(biāo)時(shí)，可繼以分子篩法脫硫。(3) 原料氣H2S含量低的情況：在原料氣H2S含量低、潛硫量 不大、碳硫比高且不需要脫除CO2時(shí)可以考慮如下工藝：潛硫量在0.55t/d之間，可考慮選用直接轉(zhuǎn) 化法，如絡(luò)合鐵法ADANaOH法或PDS法(酞菁鈷磺酸鹽液相催化法)等；潛硫量小于0.1t/d時(shí)可選用 非再生類方法，如固體氧化鐵法、氧化鐵漿液法；(4) 高壓、高酸氣濃度的

3、天然氣：主要脫除大量CO2 的工況，可考慮選用膜分離法、物理溶劑法或活化MDEA法；需要同時(shí)大量脫除H2S和CO2的工況，可分兩步處理，第一步以選擇性胺法處理原料氣以獲得富H2S酸 氣送克勞斯裝置，第二步以混合胺法(Miscellaneous Processes )或常規(guī)胺法處理達(dá)凈化指標(biāo)；對(duì)大量 CO2需要脫除的同時(shí)亦有少量H2S需要脫除的工況，可先用膜分離法處理繼以胺法滿足凈化要求。第一、二章1.天然氣加工 ：天然氣凝液回收(NGL)、天然氣液化(LNG) 、天然氣提氦(helium) 2.天然氣處理 ：天然氣脫硫處理、天然氣脫水處理、硫磺回收、尾氣處理。3.天然氣組成：烴類：烷烴、環(huán)烷烴

4、、芳烴。非烴類：含硫物質(zhì)：硫醇(RSH)、硫醚(RSR)、二硫醚(RSSR)、羰基硫(COS)、二硫化碳(CS2)、噻吩(C4H4S)等；含氧物質(zhì)：二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、水蒸汽(H2O)。4. 天然氣按礦藏特點(diǎn)不同可分為純氣田天然氣、凝析氣田天然氣和油田伴生氣。前兩者合稱為非伴生氣，后者叫做伴生氣5. 干氣：基方井口流出物中C5以上重?zé)N液體含量低于13.5cm3；濕氣：基方井口流出物中C5以上重?zé)N液體含量高于13.5cm3；貧氣：基方井口流出物中C3以上烴類液體含量低于94cm3。富氣：基方井口流出物中C3以上烴類液體含量高于94cm3。6. H2S含量20mg/m3稱為酸性氣

5、。7. 天然氣分子量也叫視分子量或平均分子量，指天然氣中各組分的摩爾分率與其分子量的乘積再求和所得結(jié)果；密度：?jiǎn)挝惑w積天然氣所擁有的質(zhì)量；比熱：?jiǎn)挝毁|(zhì)量天然氣升高1吸收的熱量。8. 目前商品天然氣主要是管輸天然氣、車用壓縮天然氣和液化天然氣3種。除了某些特殊情況外，作為工業(yè)和民用燃料的天然氣一般也采用管輸天然氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。9.表3 商品天然氣的技術(shù)指標(biāo)(GB17820-1999)10.天然氣成因：1、微生物的生態(tài)演替過(guò)程；2、有機(jī)質(zhì)的熱裂解和熱降解過(guò)程；3、無(wú)機(jī)成氣作用。11. 天然氣中含硫化合物分析：(1) 直接法：色譜分析；(2) 氧化庫(kù)侖法：該法適用于天然氣總硫指標(biāo)測(cè)定；(3)碘量法H2

6、S測(cè)定：將硫化物在高溫、催化劑存在下加氫還原成H2S，再對(duì)H2S進(jìn)行檢測(cè)，屬還原法，原理是讓硫化物高溫催化加氫還原成H2S，用Zn(Ac)2溶液吸收H2S，生成ZnS沉淀，加碘液（碘過(guò)剩）反應(yīng)，以淀粉作指示劑用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液回滴。0-100濃度都可測(cè)定。12.CO2測(cè)定：(1)氣相色譜法，(2)Ba(OH)2法，利用沉淀滴定原理測(cè)定。13.水份測(cè)定：(1) 露點(diǎn)法(2) 重量法：讓天然氣通過(guò)吸附劑，稱量吸附劑在吸附前后的重量差即可直接得出天然氣中的含水量。14. 天然氣中水的來(lái)源：1、石油、天然長(zhǎng)期與地下水接觸2、油田開發(fā)注水3、烴類反應(yīng)產(chǎn)物。15. 1、絕對(duì)濕度：?jiǎn)挝惑w積（m3）天然氣

7、所含水汽重量（g），用E表示；相對(duì)濕度：絕對(duì)濕度與相同條件下飽和絕對(duì)濕度的比值，Es。2、水露點(diǎn)：天然氣在一定壓力下結(jié)出第一個(gè)水露珠時(shí)的溫度。注意：水的飽和蒸氣壓隨溫度降低而降低，相對(duì)濕度愈大，水露點(diǎn)愈高。16. 理想氣體是指分子本身無(wú)體積，分子間無(wú)相互作用力的一種假想氣體。第三章1.天然氣水合物也叫水化物，它是由非極性或弱極性氣體分子與接近冰點(diǎn)的水接觸，水分子靠氫鍵作用將形成有別于冰晶格的籠形晶格并將氣體分子包絡(luò)其中。2.水合物形成條件：1、含過(guò)飽和水汽或液體水2、足夠低溫度，足夠高壓力3、壓力波動(dòng)，氣流突變和晶種存在。3.天然氣水合物的防止措施：1、在給定溫度、組分的天然氣，降壓至最低形成

8、壓力以下。2、在給定壓力、組分的天然氣，保持溫度在水合物形成溫度以上。3、降低天然氣濕度、水露點(diǎn)，即脫水。4、加入水合物抑制劑如CaCl2、乙二醇等。加抑制劑防治水合物 ：、熱力學(xué)抑制劑： 電解質(zhì)類型，如NaCl，CaCl2等無(wú)機(jī)鹽 醇類，如甲醇，乙二醇。、動(dòng)力學(xué)抑制劑：酪氨酸及其衍生物、N乙烯基吡咯烷酮(NVP)的聚合物 、防聚劑：烷基芳香族磺酸鹽、烷基聚苷。第四章1.凈化廠的構(gòu)成主要由主體工藝裝置、輔助工藝裝置和公用工程三部分組成。2.主體工藝單元主要由原料氣預(yù)處理、脫硫脫碳、脫水、硫磺回收及尾氣處理等幾個(gè)單元構(gòu)成。3.輔助工藝裝置通常包括硫磺成型單元、火炬及放空單元等。4.公用工程是指除

9、主要生產(chǎn)裝置以外的公用工程裝置和輔助生產(chǎn)設(shè)施，如變配電所、循環(huán)水、空分、儀表空壓站、三修（機(jī)、電、儀表維修）、原料和成品倉(cāng)庫(kù)、消防站等。5.脫硫目的：1、天然氣含硫組份有毒，易造成大氣、環(huán)境污染；一定濃度的酸氣會(huì)引起人體中毒或死亡故必須脫除。2、酸氣溶于水易形成酸液，腐蝕金屬。3、硫化氫等的存在可使催化劑中毒。4、充分回收硫磺資源。6.脫硫方法分類 按過(guò)程的物態(tài)特性分類：干法(Dry bed processes )如固體吸附法、膜分離法、(2) 濕法 (Wet processes )如化學(xué)吸收法、物化吸收法等 按作用機(jī)理分類：(1) 化學(xué)吸收法、物理吸收法、(3) 物理化學(xué)吸收法、(4) 直接

10、氧化法、固體吸咐及吸收法、(6)膜分離法。7.四種典型的天然氣脫硫情況：(1)同時(shí)脫硫脫碳工況 對(duì)天然氣中硫化氫和二氧化碳含量要求都很嚴(yán)格時(shí)，可采用不具有選擇性的MEA、DEA等方法同時(shí)脫硫脫碳。(2)選擇性脫硫工況 當(dāng)天然氣中CO2/H2S比高時(shí)，且不需要十分嚴(yán)格脫除氣體中CO2時(shí)，可采用MDEA法選擇性脫硫，該法目前應(yīng)用較多，節(jié)能降耗明顯。(3)脫除H2S和有機(jī)硫工況 有些天然氣中有機(jī)硫含量較高時(shí)(如超過(guò)300ppm),醇胺法不易將有機(jī)硫脫除干凈，易導(dǎo)致總硫超標(biāo)，可采用砜胺法。(4)天然氣脫碳 天然氣中僅含有CO2酸性組分時(shí)，此時(shí)天然氣凈化主要任務(wù)是脫碳，可采用活化MDEA法或膜分離法等。

11、8.HO-CH2-CH2-NH2 (一乙醇胺MEA ) HO-CH2-CH2-NH -CH2-CH2-OH (二乙醇胺DEA)CH3-CH(OH)-CH2-NH-CH2-CH(OH)-CH3 (二異丙醇胺DIPA)HO-CH2-CH2-N(CH3)-CH2-CH2-OH(甲基二乙醇胺MDEA)NH2-CH2-CH2-O-CH2-CH2-OH(二甘醇胺Diglycol Amine)9.烷基醇胺類化合物至少有一個(gè)羥基與一個(gè)氨基，通常認(rèn)為，羥基能降低化合物蒸汽壓，并增加在水中溶解度；氨基則在水溶液中提供所需堿度，促進(jìn)對(duì)酸氣的吸收.10.脫硫化學(xué)原理:MDEA因?yàn)镹原子上無(wú)氫質(zhì)子相連，故僅能進(jìn)行生成碳

12、酸氫鹽的慢反應(yīng)，醇胺吸收二氧化碳的過(guò)程屬于液膜控制過(guò)程。因此，叔胺與H2SCO2在反應(yīng)速率上的巨大差異時(shí)產(chǎn)生選擇性吸收H2S的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。 RNH+- 2 + H2SRNH3 + HS2RNH+CO RNH+- 22 3+ RNHCOORNH2+CO2+H2RNH+-3+HCO311. 常規(guī)胺法工藝流程1原料氣 2濕凈化氣 3閃蒸氣體 4酸氣 5貧液 6富液A吸收塔 B閃蒸罐 C貧富液換熱器 D再生塔 E重沸器 F貧液冷卻器流程敘述：含硫天然氣自吸收塔底進(jìn)入與由上而下的醇胺液逆流接觸，脫除酸氣后從吸收塔頂部出來(lái)，成為濕凈化氣。吸收了硫化氫的醇胺液叫富液，從吸收塔底出來(lái)后進(jìn)入閃蒸罐降壓閃蒸，脫除

13、烴類氣，再經(jīng)貧富液換熱器升溫后進(jìn)入再生塔解吸，再生完全的醇胺液叫貧液，經(jīng)降溫后泵送回吸收塔頂部繼續(xù)循環(huán)使用。12.一乙醇胺法(MEA法)：MEA是最強(qiáng)的有機(jī)堿，它與酸氣的反應(yīng)最迅速，高凈化度；與COS及CS2發(fā)生不可逆降解 ；腐蝕限制了MEA溶液濃度及酸氣負(fù)荷 ; MEA裝置通常配置溶液復(fù)活設(shè)施。二乙醇胺法(DEA法)：二乙醇胺法的特點(diǎn)如下：用于天然氣凈化可保證凈化度基本不為COS及CS2降解DEA法通常不安排溶液復(fù)活設(shè)施。二異丙醇胺(DIPA法)：蒸汽耗量低 腐蝕輕降解慢 DIPA的缺點(diǎn)是相對(duì)分子質(zhì)量大，此外其熔點(diǎn)較高導(dǎo)致制備溶液較為麻煩 二甘醇胺法(DGA法)：高DGA濃度。溶液濃度高達(dá)6

14、5高H2S凈化度二甘醇胺溶液凝固點(diǎn)低。溶液的凝固點(diǎn)低于4013.胺法的主要設(shè)備 ：吸收塔：逆流的氣液傳質(zhì)設(shè)備有填料塔和板式塔兩類。 再生塔：大型胺法裝置的再生塔亦多使用浮閥塔。浮閥塔處理能力大(較泡罩塔高2040)，操作彈性大(即在較寬的氣速范圍內(nèi)板效率變化較小)，板效率高(高15左右)，壓降低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于安裝，其制造成本約為泡罩塔的6080。重沸器：重沸器具有供熱、產(chǎn)生蒸汽(以降低酸氣分壓)和使殘余酸氣進(jìn)一步從溶液中解吸等多項(xiàng)功能。目前胺法裝置多采用臥式熱虹吸型重沸器，與釜式重沸器相比，其優(yōu)點(diǎn)是傳熱系數(shù)較大，溶液停留時(shí)間較短，不易結(jié)垢，設(shè)備較緊湊而費(fèi)用低。閃蒸罐：閃蒸罐用于使吸收塔底流出的

15、富液夾帶和溶解的烴類逸出，既可回收用作工廠的燃料氣，也可降低去后續(xù)硫磺回收裝置的酸氣中的烴含量。目前均使用可提供較大氣液界面的臥式結(jié)構(gòu)。過(guò)濾器 換熱器。14.醇胺法脫硫脫碳裝置的主要腐蝕形態(tài)： 全面腐蝕 局部腐蝕 應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)與氫致開裂(HIC)。在含MEA系統(tǒng)中，重沸器是最易腐蝕的地方；在含DEATEA或MDEA系統(tǒng)中,換熱器腐蝕最嚴(yán)重。15.腐蝕的影響因素:醇胺的類型,溶液的酸性負(fù)荷,溶液中的污染物,裝置不同部位的操作條件,溶液流速.16.防護(hù)措施：合理的設(shè)計(jì)條件; 嚴(yán)格的操作控制; 恰當(dāng)?shù)牟牧线x用;必要的工藝防護(hù)。17.溶液發(fā)泡：MDEA發(fā)泡將導(dǎo)致溶液凈化效率降低、溶液再生不合

16、格，霧漠夾帶嚴(yán)重使溶液損耗增加、系統(tǒng)處理能力嚴(yán)重下降、凈化氣質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等一系列問(wèn)題18.引起MDEA溶液發(fā)泡的因素： 固體顆粒 表面活性劑 胺降解 操作波動(dòng)大19.MDEA溶液發(fā)泡的預(yù)防和處理 ： 原料氣凈化 加強(qiáng)溶液過(guò)濾 避免氧進(jìn)入系統(tǒng) 溶劑再生 防止活性炭粉化20.溶液損失: 溶液蒸發(fā) 醇胺溶液降解:熱降解和化學(xué)降解和氧化降解 夾帶 醇胺溶液在烴液中的溶解 機(jī)械損失.21.物理溶劑法是利用H2S及CO2等酸性雜質(zhì)與烴類在物理溶劑中溶解度的巨大差異完成天然氣的脫硫脫碳任務(wù)。環(huán)丁砜和水對(duì)酸性氣的吸收屬物理吸收，醇胺溶液對(duì)酸性氣的吸收屬化學(xué)吸收。通常采用的配比是 環(huán)丁砜40% MDEA 45%

17、水15%22.砜胺法優(yōu)點(diǎn):1.酸氣負(fù)荷高，可達(dá)平衡吸收量的8590%. 2.標(biāo)耗指標(biāo)低，即水、電、蒸氣耗量少. 3.凈化度高，可達(dá)6mg/m3 .4.腐蝕輕微.缺點(diǎn): 1.吸收重?zé)N能力強(qiáng)是良好溶劑, 2.易溶解設(shè)備上油漆, 3.價(jià)格高.23.直接氧化法:脫硫原理 以鐵堿氧化法為例 溶劑配制：23%Na2CO3 0.51.0% Fe (OH)3 由綠礬、純堿配制, Fe2+ + CO32 + H2O = Fe (OH)2 + CO24Fe (OH)2 + O2 +2H2O = 4Fe (OH)3脫硫反應(yīng)：吸收 Na2CO3 + H2S = NaHS + NaHCO32Fe (OH)3 +3NaH

18、S + 3 NaHCO3 = Fe2S 3 + 3Na2CO3 + 6H2OFe (OH)3 + 3H2S = Fe2S 3 + 6H2O再生：Fe2S 3 + 6H2O + O2 =4 Fe (OH)3 + 6S方法特點(diǎn): (1) 凈化度高；(2) 脫下H2S直接轉(zhuǎn)化為S，不存在回收處理；(3) 選擇性高；(4) 再生溫度低、能耗少第五章1.天然氣脫水目的、意義:1.防止水合物生成，堵塞集輸管線、設(shè)備2.防止液體水與酸氣形成酸液腐蝕管線、設(shè)備3.提高天然氣輸送效率及熱值2.天然氣脫水工藝一般包括：低溫脫水，溶劑吸收法脫水，固體吸附法脫水和化學(xué)反應(yīng)脫水。3.溶劑吸收法: 此法利用溶劑對(duì)水所具有

19、的強(qiáng)烈親和力而脫除天然氣中水份，它是屬于物理吸收的范疇。常用脫水劑是三甘醇。(最廣泛的)4.固體吸附法 :利用比表面很大的固體顆粒吸附水份而脫水，吸附過(guò)程既有物理吸附又有化學(xué)吸附過(guò)程，但主要以物理吸附為主5.三甘醇分子式 HOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OH 與其它脫水劑相比，TEG露點(diǎn)降大（2858）蒸發(fā)損失小，熱、化學(xué)穩(wěn)定性好，再生濃度可達(dá)99%，但粘度大，易起泡。從結(jié)構(gòu)上看，甘醇有兩個(gè)羥基，存在氫鍵作用。當(dāng)天然氣與甘醇充分接觸時(shí)，甘醇靠氫鍵作用會(huì)與天然氣中的水汽分子結(jié)合成締合物而脫除水份，吸水后的溶劑經(jīng)加熱可實(shí)現(xiàn)再生.6.TEG脫水工藝 :主要設(shè)備:吸收塔;閃蒸罐; 貧/富液

20、換熱器；緩沖罐；過(guò)濾器。7.設(shè)計(jì)考慮的因素：入口氣體溫度：入口溫度升高，含水量亦升高,吸收塔徑增加當(dāng)溫度超過(guò)48，TEG損失增大; 溫度低于10也不太好，TEG太粘稠,1520之間易發(fā)泡，適宜入口溫度26-43。塔內(nèi)壓力：只要塔壓小于20.68MPa(表壓),則壓力對(duì)吸收過(guò)程無(wú)影響;在恒定溫度下，入口氣含水量隨壓力增而減小,因此高壓脫水時(shí),脫的水量不多，故一般吸收塔操作壓力3.458.27MPa 吸收塔的塔板數(shù)：25%是常采用的板效率設(shè)計(jì)參數(shù),這是因每塊塔板不能100%使甘醇吸收達(dá)平衡狀態(tài),所以用一個(gè)理論塔板意味著用4塊實(shí)際塔板，板間距通常取609mm，塔板數(shù)越多,露點(diǎn)降愈大. 貧甘醇溫度：貧

21、甘醇溫度低,其循環(huán)率減小，太高則甘醇損失增大，同時(shí)保持甘醇溫度略高于吸收塔溫度，防烴類冷凝造成發(fā)泡。一般要求貧甘醇比吸收塔出口氣溫度高10。甘醇濃度：甘醇濃度越高，露點(diǎn)降越大，離開吸收塔的氣體實(shí)際露點(diǎn)一般較平衡露點(diǎn)高5.58.3 普遍的貧甘醇濃度在98%99%之間 甘醇再沸器溫度：此溫度越高，水脫除越多，但必在204 以下(TEG熱分解溫度)。無(wú)汽提氣條件下，貧甘醇最高濃度在98.7%，流行的操作方法是再沸器溫度 187.7198.8,甘醇濃度98.2濃度,可加汽提氣。再沸器壓力：再沸器壓力大于大氣壓會(huì)降低甘醇濃度,故在略低于大氣壓條件操作。 汽提氣：常溫常壓下，常使用被水蒸氣飽和的濕氣。甘醇

22、循環(huán)率：在吸收塔塔板數(shù)、貧甘醇濃度確定后，氣體露點(diǎn)與甘醇循環(huán)率成一函數(shù)關(guān)系。常用的循環(huán)率為吸收1Kg水需2560升TEG；循環(huán)率過(guò)大會(huì)增大再沸器負(fù)荷汽提塔溫度：較高汽提塔頂溫度會(huì)增大甘醇損耗，建議頂溫為107.2 ,當(dāng)溫度超過(guò)121.1 甘醇會(huì)顯著地蒸發(fā)損失；塔頂溫度過(guò)低也會(huì)使冷凝水增加.8.固體吸附法脫水原理：根據(jù)吸附劑表面與被吸附物質(zhì)之間的作用力不同，分為物理吸附和化學(xué)吸附兩種。物理吸附是指流體中被吸附流體分子與吸附劑表面分子間為分子間吸引力范德華力作用的結(jié)果。物理吸附速度快，無(wú)選擇性?；瘜W(xué)吸附是依靠化學(xué)鍵力作用的結(jié)果。化學(xué)吸附再生速度慢，有選擇性。天然氣脫水主要是屬于物理吸附過(guò)程。9.工

23、業(yè)用吸附劑應(yīng)該滿足的要求：有高度選擇性 有較大的內(nèi)表面積 有高的吸附活性 有一定的機(jī)械強(qiáng)度和物理特性 有良好的化學(xué)惰性、熱穩(wěn)定性以及價(jià)廉易得等。10. 常用吸附劑：硅膠、活性氧化鋁、活性鋁土礦和分子篩。11.分子篩脫水原理：不同分子篩有不同孔徑，準(zhǔn)許小于孔徑的分子通過(guò)，達(dá)到選擇吸附的作用。特點(diǎn)：（1）分子篩能根據(jù)分子大小和構(gòu)型選擇性的吸收（2） 對(duì)于不飽和分子，極性分子和易極化分子具有較強(qiáng)吸附作用，露點(diǎn)可降至100，濕容量大（3） 在吸附質(zhì)濃度很低或較高溫度下，分子篩仍有很大吸附能力。12.吸附法脫水工藝包括三個(gè)循環(huán)：吸附或干燥氣循環(huán)；加熱或再生循環(huán)；冷卻循環(huán) 。第六章1.酸氣處理的主流工藝是

24、以空氣為氧源將H2S轉(zhuǎn)化為硫磺的克勞斯工藝，其不僅使硫資源得到充分利用，同時(shí)又可防止大氣污染，從而化害為利，變廢為寶。2.常溫至沸點(diǎn)的飽和蒸氣中，主要是S6 、S7、 S8，高于沸點(diǎn)后主要是S2 ，到1700時(shí)開始形成單個(gè)的硫原子。3.克勞斯法硫回收化學(xué)原理：改良后：(1) 2H2S+3O2 2H2O+2SO2 硫化氫部分氧化得SO2(2) 2H2S+SO2 3S + 2H2O SO2與H2S反應(yīng)得S4.直流法：酸氣全部進(jìn)入燃燒爐，配給空氣使酸氣中全部烴類燃燒及1/3H2S氧化成SO2，進(jìn)而再與剩下2/3H2S反應(yīng)生成S。反應(yīng)爐轉(zhuǎn)化率6070%，再入多級(jí)轉(zhuǎn)化器、冷卻器進(jìn)一步提高硫收率，最后進(jìn)入

25、尾氣處理單元或灼燒排空。直流法克勞斯工藝5.分流法：原料酸氣1/3進(jìn)入燃燒爐，使烴類完全燃燒，H2S全部氧化成SO2，經(jīng)廢熱鍋爐后與另外2/3原料酸氣混合進(jìn)入催化轉(zhuǎn)化器，再冷卻、轉(zhuǎn)化6.直流法與分流法的差異：燃燒爐廢熱鍋爐直流法分流法空氣7.低溫克勞斯（MCRC）特點(diǎn)：轉(zhuǎn)化器操作溫度在硫露點(diǎn)以下，把硫回收和尾氣處理結(jié)合一體，故無(wú)尾氣處理裝置，硫收率較高，達(dá)99%以上。8.根據(jù)克勞斯的反應(yīng)平衡條件，轉(zhuǎn)化反應(yīng)區(qū)的溫度愈低，對(duì)H2S和SO2反應(yīng)生成元素硫愈有利。但降低轉(zhuǎn)化反應(yīng)溫度往往受硫蒸氣露點(diǎn)的限制，一旦低于露點(diǎn)影響其活性，硫蒸氣冷凝，液硫凝聚在催化劑表面，使反應(yīng)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。9.低溫克勞斯工藝（

26、MCRC）：它將轉(zhuǎn)化溫度降至硫蒸氣露點(diǎn)以下、凝固點(diǎn)以上(140左右 )，讓轉(zhuǎn)化反應(yīng)進(jìn)行得更完全。其特點(diǎn)是把常規(guī)的兩級(jí)克勞斯與亞露點(diǎn)轉(zhuǎn)化的再生熱解吸巧妙結(jié)合，使硫回收率達(dá)到99%以上，工藝流程簡(jiǎn)化，基建投資和能耗更低。10.超級(jí)克勞斯特點(diǎn)：與傳統(tǒng)克勞斯相比，超級(jí)克勞斯不同之處在于空氣和酸氣比例控制范圍增大；而且采用了新型選擇性氧化催化劑，使硫化氫直接生成硫，而非SO2。收率達(dá)9999.5% 。兩級(jí)轉(zhuǎn)化器使用常規(guī)克勞斯裝置的催化劑，第三級(jí)轉(zhuǎn)化器使用選擇性氧化的催化劑，將H2S直接氧化成硫蒸氣?？偭蚧厥章士蛇_(dá)99%或更高，尾氣不用處理即可排放，滿足環(huán)保要求。為使第二轉(zhuǎn)化器出口氣體中幾乎不含SO2，要

27、求其燃燒爐的配風(fēng)量比同等條件下常規(guī)裝置燃燒爐的配風(fēng)更加不足，即讓轉(zhuǎn)化過(guò)程中H2S處于過(guò)量狀態(tài)，使二次轉(zhuǎn)化過(guò)程中SO2完全反應(yīng)。11.硫回收典型設(shè)備：1、燃燒爐和廢熱鍋爐2、轉(zhuǎn)化器3、再熱爐4、硫磺回收冷凝器12.過(guò)程氣再熱方式：直接再熱法：高溫?fù)胶头?熱氣體旁通法); 酸氣再熱爐法;燃料氣再熱爐法 。間接再熱法13.硫回收催化劑：一、鋁基硫回收催化劑：1、天然氣鋁礬土 2、活性氧化鋁3、促進(jìn)有機(jī)硫水解和抗硫酸鹽化催化劑 4、低溫克勞斯反應(yīng)催化劑 5、選擇性催化氧化催化劑二、鈦基硫回收催化劑14.催化劑失活原因：老化：由于高溫作用催化劑微孔結(jié)構(gòu)變化引起失活使得催化劑活性永久喪失。硫沉淀 碳沉積

28、硫酸鹽化15.液硫脫氣：1、循環(huán)噴灑法法特點(diǎn)：此法得到的液硫含硫化氫少，操作穩(wěn)定。缺點(diǎn)是間歇操作，投資高，噴嘴結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不宜用于小處理量的液硫裝置。2、汽提法 ：該法利用硫磺冷凝器產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行汽提，使液硫與蒸汽充分接觸，并以旋風(fēng)分離器帶走硫化氫等蒸汽。該法投資和操作費(fèi)用比循環(huán)噴灑法低。16.硫磺成型方法：1、轉(zhuǎn)鼓式硫磺成型機(jī)(適于小處理量)2、鋼帶式硫磺成型機(jī)(適于大處理量)3、水冷式造粒塔4、空冷式造粒塔17.尾氣處理目的：常規(guī)克勞斯方法從酸氣中回收硫化氫由于受平衡條件限制，硫收率不會(huì)太高，因此進(jìn)一步提高硫收率是有必要的。另外，20世紀(jì)70年代以來(lái)歐美各國(guó)都制定了嚴(yán)格的環(huán)保條令，為滿足環(huán)境

29、排放要求，減少污染，對(duì)克勞斯的尾氣作進(jìn)一步處理也是必要的。18.尾氣處理方法：1、還原吸收法：它是將硫化物用還原性氣體H2或CO先還原為 H2S，然后再用脫硫溶劑對(duì)其脫除，典型方法有斯科特法、比文法（H2/CO作為還原氣體，在天然氣凈化廠中，借在線燃燒爐不完全燃燒烴而得到還原氣流）（鈷-鉬催化劑）。2、氧化吸收法：先將硫化物氧化成SO2再吸收的方法。（1）威爾曼勞德法（2）堿液吸收法 用NaOH溶液吸收SO2結(jié)晶干燥后得到焦亞硫酸鈉3、液相催化劑克勞斯延伸法4、固相催化劑克勞斯延伸法19.斯科特法尾氣處理：反應(yīng)原理：該法工藝分還原、吸收兩個(gè)工段。還原段是尾氣中全部硫化物及元素硫均與氫或氫與CO

30、的混合物反應(yīng)，全部轉(zhuǎn)化為硫化氫。 催化劑為：CoO - MoO3 - AL2O3 反應(yīng)式：SO2 +3H2 = H2S+2H2O H0560 = -214.2 KJ；S8 + 8H2 = 8H2S H0560 = -294KJ；催化水解：COS +H2O = H2S+CO2； CS2 +2H2O = CO2 + 2H2SCO催化還原：SO2 +3CO = COS + 2CO2 ； S8 + 8CO = 8COS ；H2O +CO = H2 + CO2；H2S +CO = COS + H220.方法特點(diǎn)：1、操作靈活；2、工藝成熟；3、無(wú)水、空氣等二次污染；4、脫硫好?；厥章试?9.8%，煙道氣

31、中SO2含0.03%。21.尾氣灼燒方法：熱灼燒和催化灼燒，前者應(yīng)用廣泛，操作溫度在540600；后者是催化劑存在下在較低的溫度下灼燒尾氣。第七章1.由天然氣中回收的液烴混合物稱為天然氣凝液(NGL)，組成上覆蓋C2C6+，又稱為輕烴。2.輕烴回收的目的：一方面是為了控制天然氣的烴露點(diǎn)以及達(dá)到商品其質(zhì)量指標(biāo)，避免氣液兩相流動(dòng)；另一方面，回收的液烴有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可直接做燃料或進(jìn)一步分離成乙烷、丙烷、丁烷或丙丁烷混合物（液化氣）、輕油等，也可用作化工原料。3.輕烴回收方法主要有：吸附法、油吸收法和冷凝分離法。4.吸附法：利用固體吸附劑對(duì)天然氣中各組分的吸附容量不同而把輕烴成分選擇性地吸收。工藝

32、較簡(jiǎn)單，投資少；缺點(diǎn)是需要幾個(gè)塔切換操作，產(chǎn)量小，能耗大，操作成本高，對(duì)NGL回收率不高5.油吸收法：利用不同烴類在吸收油中溶解度差異，而使天然氣中各組分得以分離。吸收油一般采用石腦油、煤油或柴油，其相對(duì)分子質(zhì)量在100200。吸收油相對(duì)分子質(zhì)量越小，NGL收率越高，但吸收油的蒸發(fā)損失也越大。系統(tǒng)壓降小，允許使用碳鋼，對(duì)原料氣預(yù)處理沒(méi)有嚴(yán)格要求，單套裝置處理量大6.冷凝分離法：利用在一定壓力下天然氣中各種組分的揮發(fā)度不同，將天然氣冷卻至露點(diǎn)溫度以下，得到一部分富含較重?zé)N類的NGL，并使其與氣體分離的過(guò)程。此法特點(diǎn)是需要向氣體提供足夠的冷量使其降溫。（冷劑制冷法、直接膨脹制冷法和聯(lián)合制冷法。）7.冷劑制冷法外冷法。冷劑(制冷工質(zhì))可以是氨、丙烷、乙烷，也可以是它們的混合物。8.直接膨脹制冷法也稱膨脹制冷法或自冷法。該法不需要另設(shè)獨(dú)立的制冷系統(tǒng)