應(yīng)用科技淺談天然氣的分離與加工利用馮艷展冬冬李曉華(中國石化中原油田分公司天然氣處理廠,河南濮陽457061)摘要分析了世界和中國的天然氣利用現(xiàn)狀和前景,介紹了天然氣凝析液的分離、天然氣中提氦、天然氣液化、天然氣化工、天然氣合成油的基本情況關(guān)鍵詞]天然氣;分離;深加工;利用天然氣不僅是一種清潔能源,而且是一種優(yōu)質(zhì)的化工原料,它與當(dāng)天然氣的壓力為21MPa,冷凝溫度為-153°℃時,氣相中氮濃石油等能源相比,有著更為明顯的優(yōu)點(diǎn):1)經(jīng)濟(jì)性好。按相同熱值計度被濃縮到60%左右,此時溶解于液相中的氮量約為總氮量的14%,算,國際天然氣價格僅為石油的80%左右。2)使用方便。天然氣特別因此氦的提取率最高不超過86%。為了提高收率,60年代以后對冷凝適合管道輸送,管道輸送天然氣比輸送石油更為便利。近年來,天然氣油更為便利。近年來,天然氣法作了許多改進(jìn),如采用帶有汽提和精餾的部分冷凝、部分冷凝與液體液化技術(shù)和壓縮技術(shù)日漸成熟,路運(yùn)、海運(yùn)也十分方便。3)用途廣泛。逐級膨脹相結(jié)合、復(fù)式精餾塔等新工藝,以最大限度地回收溶解的氮可用于化工、發(fā)電、汽車燃料、工業(yè)、城市商業(yè)和民用等方面。世界能3天然氣液化源專家認(rèn)為,21世紀(jì)是天然氣的世紀(jì)。天然氣資源比石油資源更為豐用深冷法將天然氣液化,以滿足天然氣的輸送和城市煤氣高峰富,據(jù)預(yù)測可滿足世界需求120年以上,那么中國的天然氣從哪些方負(fù)荷的調(diào)節(jié)。有兩種基本制冷令循環(huán)工藝:階式循環(huán)和膨脹機(jī)循環(huán)。世界面進(jìn)行了開發(fā)和利用呢?筆者簡單分類如下上廣泛采用的方法是階式制冷循環(huán)法,常用液態(tài)丙烷、乙烯和甲烷蒸發(fā)1天然氣凝析液的分離所產(chǎn)生的低溫使天然氣逐級冷卻、液化。利用天然氣所含各組分沸點(diǎn)的差別,在約-100C以下的低溫分離天然氣經(jīng)預(yù)處理用分子篩干燥脫水至露點(diǎn)(-73C),再經(jīng)各級冷凍回收其中某些組分的過程稱天然氣分離。工業(yè)上通常將-100℃以下的制冷循環(huán)逐步冷卻至-147℃,此時天然氣中乙烷、丙烷、丁烷等大部低溫冷凍,稱為深度冷凍,簡稱深令。在天然氣化工中,深冷分離法用分都已冷凝分離,只有甲烷在此溫度下仍為氣體,隨后把-14~℃的天于分離回收濕性天然氣中C2以上烴,即天然氣凝析液NG;生產(chǎn)液然氣壓力從412MPa快速降至常壓,溫度進(jìn)步下降,使甲烷液化?；烊粴庖苑奖闾烊粴獾馁A存和運(yùn)輸;用于富氮天然氣的脫氮以提高熱60年代后期出現(xiàn)了混合制冷劑循環(huán)工藝,用天然氣中分離出來的值;以及從富氮天然氣中分離回收氦。乙烷、丙烷、丁烷和氮的混合物作為制冷令劑,以提高制冷循環(huán)的效率早期主要采用吸附法、常溫油吸收法和低溫油吸收法,現(xiàn)在廣泛4天然氣化工使用深冷法,主要采用以下兩種工藝流程。它是以天然氣為原料生產(chǎn)化學(xué)產(chǎn)品的工業(yè)。由于天然氣和石油同冷凝法:用高壓天然氣的節(jié)流制冷效應(yīng),使C2以上烴冷凝分離。屬埋藏地下的烴類資源,有時且為共生礦藏,其加工工藝及產(chǎn)品相互有由于單純的節(jié)流效應(yīng)是一個等過程,冷凝效率低,往往須同時用外加密切的關(guān)系,故也可將天然氣化工歸屬于石油化工。天然氣化工一般包的輔助冷凍循環(huán)來提高制冷效果。如丙烷制冷循環(huán)冷卻至-3℃,此時括天然氣的凈化分離、化學(xué)加工。富含硫化物的天然氣,必須經(jīng)過脫硫約有50%的重?zé)N被冷凝;未凝氣體進(jìn)一步用乙烯制冷循環(huán),冷卻至處理,以達(dá)到輸送要求,副產(chǎn)品硫黃用以生產(chǎn)硫酸、二硫化碳等一系列-93℃,全部丁烷、約9%丙烷和約87%乙烷從原料天然氣中冷凝析硫化物。脫硫后,天然氣經(jīng)過深冷令分離,可得到液化天然氣;化學(xué)加工出。冷凝液再分別在脫乙烷塔、脫丙烷塔和脫丁烷塔中精餾,得到乙包括在高溫下進(jìn)行的天然氣熱裂解,主要生產(chǎn)乙炔和炭黑:天然氣蒸氣烷、丙烷、丁烷餾分和凝析油。轉(zhuǎn)化或天然氣的部分氧化,可制得合成氣;天然氣經(jīng)過氯化、硫化、硝膨脹機(jī)法:利用天然氣在透平膨脹機(jī)中降壓膨脹作外功,而使溫度化、氨化氧化、氧化可制得甲烷的各種衍生物;濕性天然氣中的乙烷急劇下降,達(dá)到低溫。在其工藝流程中,天然氣在5MPa壓力下經(jīng)過丙烷、丁烷和天然氣凝析液等,經(jīng)蒸氣裂解或熱裂解可生產(chǎn)乙烯、丙烯一系列換熱,冷卻至-54℃,此時約有54%的C2以上烷烴冷凝。未凝和丁二烯;丁烷脫氬或氧化可生產(chǎn)丁二烯或醋酸、甲基乙基酮、順丁烯氣體進(jìn)入透平膨脹機(jī)膨脹至167MPa,溫度下降至-93℃,使余下的二酸酐等。C2以上烷烴此時液化。然后再經(jīng)逐級精餾可得到乙烷、丙烷、丁烷餾5天然氣合成油分。該工藝過程是等熵過程,不但能提高烴的回收率,而且能作外功,天然氣合成燃料油(簡稱GTL技術(shù),GTL需經(jīng)天然氣合成氣;可用來帶動壓縮機(jī)輸送氣體。因此,能合理回收利用天然氣本身的機(jī)械合成氣催化劑聚合;合成產(chǎn)品改質(zhì)步驟生產(chǎn)燃料油和潤滑油。合成的液能,具有先進(jìn)的經(jīng)濟(jì)性,在各套天然氣處理裝置中得到了廣泛應(yīng)用體烴基本是直鏈烷烴,具有無硫、無氮、無金屬、無芳烴等特點(diǎn),作為2天然氣中提氦石油產(chǎn)品應(yīng)用,需要進(jìn)一步改質(zhì)。GTL工藝是利用天然氣生產(chǎn)清潔燃料目前世界各國從天然氣提取氮?dú)?廣泛采用部分冷凝法,使天然的只要方向。在該技術(shù)中合成氣催化聚合是最關(guān)鍵步驟氣中除氮和氫外其余組分全部冷凝脫除而獲得粗氮。生產(chǎn)過程包括天然21世紀(jì)是天然氣時代,天然氣作為清潔的綠色能源正面臨新的發(fā)氣預(yù)凈化脫除水分、二氧化碳和硫化氫)、粗氦制取及氦精制。有B展機(jī)遇。我們應(yīng)珍惜這一黃金時期,充分利用國內(nèi)國外兩種天然氣資還與天然氣的液化或氮的液化過程相結(jié)合。源,加快天然氣發(fā)展和利用步伐,努力改善我國能源結(jié)構(gòu),為新世紀(jì)的粗氦的制取通常需經(jīng)二次冷凝過程。第一次冷凝得到氦含量為59%可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造良好條件。以上的一次粗氮(自氮汽提塔頂出來),再經(jīng)第二次冷凝得到氮含量為作者簡介:馮艷,1973年生,女,河南省商丘市人,?？?研究60%~90%的二次粗氮(自氦精餾塔頂出來)。第一次冷凝的冷源通常方向?yàn)樘烊粴馍罴庸す芾?展冬冬,1974年生,男,河南濮陽人,大為沸騰的液甲烷,冷凝壓力按天然氣組分的氣-液相平衡條件確定,學(xué)本科,助理工程師,研究方向?yàn)樘烊粴馍罴庸す芾?李曉華,1981般要求粗氮中無C2以上的烷烴餾分。凈化后并經(jīng)預(yù)冷的天然氣,在冷年生,女,河南南陽人,中專,助理工程師,研究方向?yàn)樘烊粴馍罴庸つ舭l(fā)塔中借釜液的蒸發(fā),將溶于液烴中的氦釋放出來,釜液中溶解的管理。氮要求小于10pm。提取二次粗氮的冷源,通常為常壓沸騰的液氮或負(fù)壓沸騰的液甲烷,冷凝壓力仍由相平衡條件確定。工藝上要求二次粗[參考文獻(xiàn)]氮中的甲烷含量小于1%。提取二次粗氦的設(shè)備也系冷凝蒸發(fā)塔,同樣門]錢伯章當(dāng)代天然氣工業(yè)及其發(fā)展前景天然氣與石油2002