7000m3天然气净化操作说明书文档格式.docx

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二氧化碳

1.3260

苯

0.0854

乙烷

2.1401

环己烷

0.0435

丙烷

0.9055

异庚烷

0.0408

异丁烷

0.0155

正庚烷

0.0070

正丁烷

0.0436

甲基环己烷

0.0719

异戊烷

0.0211

甲苯

0.0152

异辛烷

0.0380

H2S含量　　（mg/m3）

12.5

2.2净化后的要求：

水含量≤2.5ppm

苯含量≤10ppm

CO2≤20ppm

ΣS≤1ppm

常压露点≤-70℃

2.3工艺单元组成

200#

（1）胺溶液吸收单元

200#

（2）胺溶液再生单元

300#

（1）脱硫净化精制单元

300#

（2）等压干燥单元

2.4工艺流程框图

原料气入界区净化气

CO2去BOG压缩机

2.5工艺流程

根据天然气体成份和净化气产品质量要求，本净化工艺采用湿法脱除天然气中的CO2，选用MDEA（N-甲基二乙醇胺）为化学脱除剂，一段吸收，一段再生，MDEA溶液循环使用；

再通过两床式常温脱硫塔，使天然气中的ΣS脱除至≤1ppm；

再通过等压干燥工艺脱除水份；

变温变压吸附（PTSA）脱除芳烃（苯），达到天然气液化前的质量要求。

胺溶液吸收的反应原理如下：

MDEA（N-Methyldiethanolamine）即N-甲基二乙醇胺，分子式CH3-N（CH2CH2OH）2，分子量119.2，沸点246~248℃，闪点260℃，凝固点-21℃，汽化潜热519.16KJ/Kg，能与水和醇混溶，微溶于醚。

在一定条件下，对二氧化碳等酸性气体有很强的吸收能力，而且反应热小，解吸温度低，化学性质稳定，无毒不降解。

纯MDEA溶液与CO2不发生反应，但其水溶液与CO2可按下式反应：

CO2 

+ 

H2O 

== 

H+ 

HCO3- 

（1）

H+ 

R2NCH3 

R2NCH3H+ 

（2）

式

（1）受液膜控制，反应速率极慢，式

（2）则为瞬间可逆反应，因此式

（1）为MDEA吸收CO2的控制步骤，为加快吸收速率，在MDEA溶液中加入1~5%的活化剂DEA（R2/NH）后，反应按下式进行：

R2/NH 

+CO2 

== 

R2/NCOOH 

（3）

R2/NCOOH 

R2/NH 

R2CH3NH+HCO3- 

（4）

（3）+（4）:

R2NCH3 

CO2 

（5）

由式（3）~（5）可知，活化剂吸收了CO2 

，向液相传递CO2 

，大大加快了反应速度，而MDEA又被再生。

MDEA分子含有一个叔胺基团，吸收CO2 

后生成碳酸氢盐，加热再生时远比伯仲胺生成的氨基甲酸盐所需的热量低得多。

MDEA溶液在与CO2 

发生化学反应的同时，也有部份CO2 

溶解于溶液中，该部份CO2 

在再生时也随之释放出来。

注：

MDEA溶液的配制浓度初定为40%，视具体的配方而定。

2.5.1溶液吸收单元

由界区外导入的天然气压力为2.5～3.5Mpa，CO2含量≤2.0%,该气体在与出吸收塔的净化气换热后，从吸收塔（T0201）的下部进入，自下而上通过吸收塔。

再生好后的40%活化MDEA溶液（贫液）经贫液泵（P0201AB）升压到4.0MPa，从CO2吸收塔上部淋入，贫液温度应高于天然气进气温度约4-7℃，自上而下通过吸收塔，逆向流动的MDEA溶液和天然气在吸收塔内充分接触，天然气中的CO2被吸收而进入液相，未被吸收的组份从吸收塔顶部引出，与系统原料气换热后，经冷却器降温至≤40℃，然后进入气液分离器（V0201）除去水份。

出分离器的气体送入脱硫工序，冷凝液去地下贮槽（V0204）。

吸收塔（T0201）内的MDEA溶液吸收CO2后，被称为富液，由调节阀LV202控制吸收塔液位，然后去再生单元。

2.5.2溶液再生单元

吸收CO2的MDEA富液先与再生塔底部流出的溶液（贫液）换热后，升温到～95℃左右去二氧化碳再生塔（T0202）上部，在再生塔内进行汽提再生。

二氧化碳再沸器（E0205）的热源利用导热油提供，导热油进口温度为160℃，再沸器温度为120℃-130℃，以保证MDEA溶剂再生，再生温度用调节阀TV207自动控制。

出再生塔的MDEA溶液称为贫液，经过贫富液换热器（E0204）、贫液冷却器（E0203），被冷却到50℃左右，再经贫液泵加压到4.0MPa进入吸收塔。

再生塔顶部出口气体约95-100℃，压力为0.02-0.05MPa的富含二氧化碳气体，先经二氧化碳冷却器（E0206）降温到40℃以下，进入气液分离器（V0203）分离水份，再送出界外。

分离器中的冷凝液去地下槽（V0204）。

2.5.3脱汞脱硫单元

来自胺系统脱除CO2的天然气进入两床式常温脱汞脱硫单元，气体自A塔底部进入，自顶部引出，再进B塔底部，出B塔气体中ΣS脱除至≤1ppm，送到等压干燥单元。

当A塔被硫穿透后（需更换脱硫剂），切换A、B塔，原料气先进B塔，再进已更换脱硫剂的A塔。

脱硫塔在操作过程中可并可串,为保证连续生产，采用串联形式较好。

2.5.4等压干燥单元

干燥脱水系统由三台干燥器、一台加热器、一台冷却器、一台分离器组成。

三台干燥器中两台为主干燥器,一台为辅助干燥器。

主干燥器干燥及再生交替进行,再生分加热和冷却两个步骤，经干燥后的产品气体常压露点为-70℃。

等压TSA干燥系统的工艺过程如下（以塔T0303A作干燥塔、塔T0303B再生为例）：

脱硫后的天然气体首先经流量调节阀分成两路。

其中一路经管线PG320a、程控阀KV311a直接去干燥塔A，塔内的干燥剂将气体中的水分吸附下来，出口干燥气体经管线PG321a、程控阀KV312a去吸附净化塔单元。

在一台干燥塔处于干燥的状态下，另一台干燥塔B处于再生过程。

干燥塔B的再生过程包括加热和吹冷两个步骤。

在加热再生过程中，另一路气体首先经管线PG323、程控阀KV317进入预干燥塔C进行干燥，然后经加热器（E0302）升温至160-180℃后冲洗需要再生的干燥塔B，使吸附剂升温、其中的水分得以解吸出来，解吸气经再生气冷却器（E0303）冷却和气水分离器（V0301）分离水分后再与另一路气体在管线PG319处混合，然后去处于干燥状态的干燥塔A进行干燥（当再生加热过程中出塔气体温度达到1000C-130℃时即停止加热）。

在吹冷过程中，再生气体经程控阀KV315直接去处于再生状态的干燥塔B，将干燥塔温度降至常温，然后再经加热器加热后去预干燥塔C，对预干燥塔中的干燥剂进行加温干燥，然后经冷却和分液后再与另一路气体混合，最后去处于干燥状态的干燥塔A进行干燥。

当干燥塔B完成再生后，切换到干燥塔A，即B塔吸附，A塔再生，如此循环。

整个干燥过程的实施由12台程控阀按程序自动切换完成，操作人员可以调整程序时间来控制干燥过程。

等压干燥程控阀门开关时序表

步序

1

2

3

4

T0303A

A

H

C

T0303B

T0303C

T1

T2

初值（min）

240

程控阀

KV311A

ON

KV312A

KV313A

KV314A

KV311B

KV312B

KV313B

KV314B

KV315

KV316

KV317

KV318

以上设定的时间为初始值，在开车后需根据生产情况适当调整。

2.5.5净化精制单元

原料天然气脱除CO2、硫化物及水后，经变温变压吸附（PTSA）脱除芳烃（苯）等。

本装置设有三台吸附器，其中一台吸附而另两台再生。

以吸附净化塔（T0302A）为例其流程叙述如下：

a.吸附过程：

原料气自塔底经程控阀KV301a进入PTSA工序中正处于吸附状态的吸附塔A内。

在吸附剂的选择吸附下，其中的苯等杂质组分被吸附下来，未被吸附的天然气从塔顶流出，通过程控阀KV302a进入后工序。

当被吸附杂质的传质区前沿（称为吸附前沿）到达床层出口预留段时，关掉该吸附塔的原料气进料阀KV301a和产品气出口阀KV302a，停止吸附。

吸附床开始转入再生过程。

目前的状态为净化塔B吸附，A塔再生加热，C塔再生冷却。

b．逆放过程：

这是在吸附过程结束后，逆着吸附方向进行减压，使被吸附的气体减压解吸出来的过程。

A塔内气体从塔的底部经程控阀KV306a出来，再经过随动调节阀SV302缓慢放空，直至塔内压力降到常压。

c.再生加热过程：

在逆放过程结束后，采用BOG气（开车初期可用低压天然气代替）经程控阀KV304c进入净化塔C，冷却塔内吸附剂后，通过程控阀KV307c进入加热器（E0301）加热，经加热器加热到140℃-160℃后，再通过程控阀KV305a从吸附塔顶进入，自上而下冲洗A塔内的吸附剂床层，将吸附在吸附剂上的杂质完全解吸出来，使吸附剂得到再生的过程。

加热后的气体通过程控阀KV306a、程控阀KV308放空。

当塔底部出口温度达到80℃-120℃时可认为再生完全，在A塔完成加热后，C塔同时完成冷却，程序状态转为A塔冷却、B塔加热、C塔吸附。

d吹冷过程：

当再生加热完成后，打开程控阀KV304a，BOG气体自上而下对吸附塔A进行吹冷，当出口温度降到常温时该过程结束。

冷却后的气体通过程控阀KV307a进入再生加热器，再去加热吸附塔B。

e升压过程：

在再生过程完成后，打开程控阀KV303a，吸附后的净化气通过随动调节阀SV301对吸附塔A进行缓慢而平稳地升压至吸附压力。

经过这几个过程后，吸附塔便完成了一个完整的“吸附-再生”循环，又为下一次吸附做好了准备。

整个净化单元过程由程序自动完成。

净化系统压力由调节阀PV301控制。

再生气采用BOG气，再生气量控制在500Nm3/h左右。

当系统处于逆放和升压时,BOG气体通过KV309后去放空。

经PTSA精制单元后天然气指标满足LNG液化工艺要求。

吸附净化塔阀门开关时序表

步序

5

6

7

8

9

T0302A

D

O

R

T0302B

T0302C

T3

初始值（min）

30

300

20

程控阀位号

KV301A

KV302A

KV303A

KV304A

KV305A

KV306A

KV307A

KV301B

KV302B

KV303B

KV304B

KV305B

KV306B

KV307B

KV301C

KV302C

KV303C

KV304C

KV305C

KV306C

KV307C

KV308

KV309

0N

KV310

随动调节阀

SV301

↗

SV302

符号说明

A：

吸附D：

逆放H：

加热C：

冷却R：

充压O：

等待

↗缓慢开启ON：

开启

SV301在R过程中从初始开度递增开启，开启速率可人工自由设定。

SV302在D过程中从初始开度递增开启，开启速率可人工自由设定。

2.6工艺设备

序号

设备位号

设备名称

规格型号

单位

数量

材质

一、定型设备

P0201A~B

贫液泵

Q=20m3H＝400m45kw

台

组合件

P0202A~B

液下泵

Q=3m3H＝65m4kw

ARA201

AR202

二氧化碳在线

分析仪

ARA301

露点分析仪

二、非标设备

V0201

气液分离器

Ø

800×

6010~2.42m3

16MnR

E0201

原料气换热器

400×

2986~14.2m2

E0202

原料气冷却器

Q235-B

T0201

吸收塔

22645~10.8m3

V0202

溶液过滤器

600×

3457~0.77m3

E0203

贫液冷却器

500×

4064~37.6m2

OCr18Ni9

E0204

贫富液换热器

4070~37.6m2

T0202

二氧化碳再生塔

19995~8.78m3

E0205

再沸器

3089~37.6m2

10

E0206

二氧化碳冷却器

2779~14.5m2

11

V0203

二氧化碳气液分离器

3119~0.67m3

12

V0204

地下贮槽

1200×

3370~3.56m3

13

V0205

溶液贮槽

1300×

4310~5.1m3

Q235-A

14

T0301AB

脱硫塔

1400×

5660~5.72m3

15

T0302ABC

吸附净化塔

5912~4.24m3

16

E0301

再生加热器

3656~20m2

17

T0303ABC

干燥塔

6462~6.95m3

18

E0302

再生气加热器

3686~20m2

19

V0301

4607~0.99m3

E0303

再生气冷却器

450×

2986~25m2

第三章生产过程控制

3.1主要生产工艺参数

3.1.1胺溶液吸收单元

气体入塔温度

30℃-40℃

气体入塔压力

2.5-3.5MPa

气体入塔流量

7000Nm3/h

出塔气体流量

6800Nm3/h

出塔气体CO2含量

≤20PPm

进塔气体CO2含量

＜2%

贫液入塔温度

～50℃

贫液入塔流量

12m3/h

贫液入塔浓度

35－40%

富液出塔温度

60℃

吸收塔底液位

45-90%

气水分离器液位

40-60%

3.1.2胺溶液再生单元

富液入塔流量

12m3/h

塔顶压力

0.02-0.05MPa

富液入塔温度

≥95℃

塔顶温度

95-100℃

塔底温度

120-130℃

再生塔液位

60-95%

地下槽液位

40%

CO2气水分离器液位

50%

3.1.3脱硫塔

气体流量

操作压力

2.5-3.5MPa（G）

温度

≤40℃

出口∑S含量

1PPm

3.1.4等压干燥单元

主要参数

操作条件

干燥塔操作压力

吸附操作温度

再生气出口温度

100～130℃

出口气水含量

≤2.5ppm（露点≤-70℃）

操作时间设定（min）

吸附（A）

480

2.5-3.5MPa

加热（H）

冷却（C）

3.1.5重质烃类（苯）等杂质脱除：

主要操作参数

指标

流量

吸附操作压力

吸附温度

～40℃

再生压力

0.15MPa（G）

再生温度

80～120℃

苯含量

≤10ppm

350

逆放（D）

3.5MPa－常压

常压MPa

常压MPa

充压（R）

常压-3.5MPa

3.2生产自控水平

本装置采用DCS集中监视控制系统，正常生产时装置自动运行。

现介绍主要的控制点及作用，详细操作要点见DCS操作维护说明书。

1、名称：

LIC-201气液分离器V0201液位控制

●程控阀：

LV201、LSV201

●正常值：

60%

●报警值：

上限90%,下限25%

●联锁值：

10%

●控制及联锁说明：

1）、控制气液分离器的正常液位在60%左右，当液位在25%-90%的正常范围内时，LV201维持现状；

当液位高于90%的高限值，报警并且LV201打开；

低于25%的低限值时，报警并且LV201关闭；

当液位继续下降到10%的低低限设定值时，LSV201紧急关闭，避免窜气。

2）、在手动控制状态下，LV201和LSV201可人工自由开启和关闭。

3）、在按下紧急停车按钮后，LV201和LSV201将实现远程关闭。

2、名称：

LIC-202吸收塔液位控制

●调节阀LV202、程控阀LSV202

70%

上限90%,下限45%

1）、当吸收塔液位超高、超低时报警，并自动调节阀门开启度，控制吸收塔底液位在正常范围内（45%－90%）；

当处于低低限液位且调节阀LV202失去作用时，程控阀LSV202紧急关断，防止液位消失。

2）、在手动控制状态下，LV202和LSV201可人工自由开启和关闭。

3）、在按下紧急停车按钮后，LV201和L