吸附法不僅可用于無(wú)硫天然氣脫水，也可用于含硫天然氣即酸性天然氣脫水或同時(shí)脫水和脫酸性組分如CO2、H2S和其他硫化物等。

活性氧化鋁有一定的抗酸性能力，但不如硅膠和分子篩。然而，硅膠和A型分子篩也不能用于高酸性天然氣脫水。對(duì)于高酸性天然氣脫水，必須采用抗酸性分子篩。分子篩的抗酸性能力與其組成中的SiO2/Al203比(物質(zhì)的量之比)有關(guān)。SiO2/Al203之比低的分子篩易受酸或酸性氣體的影響而變質(zhì)。例如，一般的A型分子篩必須在pH≥5的條件下使用。如果用于高酸性天然氣脫水，不僅其吸附活性下降，而且晶體結(jié)構(gòu)也要破壞。

目前，除13X分子篩可用于天然氣及液烴處理外，常用的抗酸性分子篩還有AW300、AW500以及一些廠家生產(chǎn)的主要作用是脫水或脫酸性組分，或者同時(shí)脫除水分和酸陛組分的專用分子篩。例如對(duì)H2S和C02反應(yīng)生成COS幾乎沒(méi)有催化作用的分子篩Cosmin105A、脫硫醇的分子篩RK-33等。

用于酸性天然氣的吸附法處理裝置與一般吸附法脫水裝置流程類似，只是由于再生加熱過(guò)程中脫附的水分和酸性組分同時(shí)進(jìn)入再生氣中，故對(duì)再生氣的處理方法不同。例如，用于同時(shí)脫水脫硫的EFCO天然氣處理工藝，采用溶劑吸收的方法脫除進(jìn)入再生氣中的酸性組分。

(一) 分子篩脫水脫硫醇

目前，國(guó)外已有多套采用分子篩脫水脫硫醇裝置在運(yùn)行，現(xiàn)將其中兩例介紹如下：

1. 哈薩克斯坦扎若爾油氣處理新廠

該廠分子篩脫水脫硫醇裝置由我國(guó)設(shè)計(jì)與承建。建設(shè)該裝置的目的是對(duì)油氣處理新廠過(guò)剩的天然氣脫水脫硫醇使其達(dá)到管輸裝置處理能力為315×104m3/d(0℃，101.325kPa)，原料氣壓力未6.6MPa，溫度約50℃，設(shè)計(jì)干氣水露點(diǎn)≤-20℃(6.5MPa)。原料氣、商品氣組成設(shè)計(jì)值見(jiàn)表3-14。

表3-14 扎那若爾脫水脫硫醇裝置原料氣、商品氣組成 %(設(shè)計(jì)值，體積分?jǐn)?shù))

脫水脫硫醇裝置工藝流程見(jiàn)圖3-25。該裝置采用四塔流程，其中兩塔同時(shí)吸附(以分子篩塔A、B吸附為例)，一塔再生加熱(塔D)，一塔冷卻(塔C)。

分子篩吸附塔為復(fù)合床層;上層填裝高度為2.2m的RK-38型脫水分子篩11m3(可從天然氣中吸附H2O、H2S、COS和甲硫醇，但主要作用是脫水);下層填裝高度為4.3m的RK-33型脫硫醇分子篩21m3。分子篩均為美國(guó)UOP公司產(chǎn)品。

來(lái)自增壓站的原料氣經(jīng)過(guò)濾分離器除去攜帶的液烴、潤(rùn)滑油后自上而下進(jìn)入分子篩吸附塔A、B中脫水和脫硫醇，再經(jīng)粉塵過(guò)濾器除去分子篩粉塵后，大部分作為商品氣外輸;少部分作為再生冷卻氣(其量約為原料氣的6.35%)自上而下通過(guò)已完成再生加熱過(guò)程的塔C，將該塔分子篩床層冷卻至50℃，同時(shí)本身得以預(yù)熱，出塔C后再經(jīng)加熱爐加熱至300%，自下而上通過(guò)已完成吸附過(guò)程的分子篩塔D，將該塔床層逐漸加熱至272%，使分子篩上的水分和硫醇脫附并進(jìn)入再生氣中。此含硫再生氣經(jīng)空冷器冷卻至約50%，使其中的大部分水蒸氣冷凝并去三相分離器進(jìn)行分離。分離出的含硫再生氣去新廠脫硫裝置處理，污水去污水處理系統(tǒng)，液烴去閃蒸罐中閃蒸。

裝置每4h切換一次，每次切換約需20min。2005年底曾對(duì)該裝置的實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行了考核?？己私Y(jié)果表明，在每一循環(huán)周期內(nèi)商品氣中硫醇含量遠(yuǎn)小于16mg/m3，水含量小于24mg/m3，水露點(diǎn)小于-20℃，達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)。

2. 印度Basin天然氣處理廠

該廠也采用了分子篩脫水脫硫醇方法，詳見(jiàn)文獻(xiàn)[1]，此處不再多述。

(二) 羅家寨氣田高含硫天然氣脫水

羅家寨氣田高含硫天然氣中H2S含量為9.5%～11.5%，CO2含量為7%～8%。由于各單井站去處理廠的集氣干線長(zhǎng)達(dá)29.2km，在集氣過(guò)程中析出冷凝水后不僅會(huì)形成水合物堵塞管線，而且可對(duì)管線造成嚴(yán)重腐蝕。因此，各單井站的天然氣需要集中脫水后再去集氣干線。

如果采用TEG脫水，將會(huì)帶來(lái)以下問(wèn)題：①閃蒸氣和再生氣中的H2S含量將分別達(dá)到65%和35%以上，經(jīng)過(guò)焚燒后的SO2排放量超過(guò)國(guó)家允許的排放標(biāo)準(zhǔn);②大量的H2S會(huì)溶解到TEG溶液中，不久導(dǎo)致溶液pH值降低，而且也使溶液變質(zhì);③氣體所攜帶的固體雜質(zhì)、鹽分、緩蝕劑、烴液等會(huì)使吸收塔中溶液起泡，造成塔頂大量霧沫夾帶，增加TEG溶液損失。因此，羅家寨氣田采用了分子篩脫水工藝，由集氣站來(lái)的原料氣經(jīng)AW-500抗酸性分子篩脫水后再去集氣干線。

該脫水工藝為兩塔流程，脫水周期為8h，再生加熱及冷卻各為4h，其特點(diǎn)是：①由于對(duì)脫水后的氣體露點(diǎn)要求不高(≤10℃)，故采用濕氣再生;②再生加熱及冷卻分子篩床層均采用濕氣上進(jìn)下出流程，加熱結(jié)束時(shí)干燥器底部床層仍含有少量水分，可抑制氣體中的H2S和CO2反應(yīng)生成COS;③為使進(jìn)入干燥器的氣體均勻分布，不僅入口設(shè)有氣流分配器，而且分子篩床層頂部還鋪有一層100mm厚、ф16的Denstone氧化鋁球(其結(jié)構(gòu)與活性氧化鋁不同，不會(huì)被酸性氣體破壞)。同樣，分子篩床層底部也鋪有一層加的Denstone氧化鋁球，分子篩與氧化鋁球用不銹鋼絲網(wǎng)隔開(kāi)，防止分子篩被氣流帶走;④干燥器采用75mm厚輕質(zhì)噴涂耐火材料的內(nèi)保溫襯里，與外保溫相比既可降低再生能耗，又可避免高含硫氣體對(duì)塔金屬內(nèi)壁的腐蝕;⑤再生濕氣加熱選用設(shè)有循環(huán)風(fēng)機(jī)的對(duì)流式加熱爐，可使出口煙氣的2/3返回燃燒室，不僅可防止?fàn)t膛溫度過(guò)高，而且可使?fàn)t膛溫度分布更均勻，熱效率高于89%，而一般輻射加熱爐熱效率只有69%左右。

(三) 高含CO2天然氣脫水

我國(guó)海南福山油田花4井場(chǎng)目前有一套小型NGL回收裝置在運(yùn)行，其處理量為5×104m3/d。由于原料氣中CO2含量很高，故選用抗酸性分子篩脫水。原料氣組成(設(shè)計(jì)值)見(jiàn)表3-15。裝置投產(chǎn)后CO2實(shí)際含量為20%～30%。

表3-15 福山油田花4井場(chǎng)NGL回收裝置原料氣組成(干基)

%(設(shè)計(jì)值，體積分?jǐn)?shù))

該裝置采用蒸氣壓縮制冷，冷劑為氨。由于設(shè)有重接觸塔，低溫系統(tǒng)氣體最低溫度在-50℃以下，故選用分子篩脫水。由低溫分離器分出的冷干氣經(jīng)復(fù)熱后去變壓吸附系統(tǒng)脫除CO2后作為燃料。

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