论文题目

100×10⁴m³/d 天然气脱硫脱水工艺

一、 课题的提出、研究的意义及国内外研究现状

1 课题研究的意义

天然气作为一种新兴能源，在我们的生活中占据着越来越重要的地位。据众多国际权威机构和专家预言：天然气将逐渐取代石油在能源消耗结构中的地位，到21世纪中期将进入“天然气世纪”。世界上天然气的储量十分丰富，现常规天然气的最终可采储量约为327.4×10³m³,而非常规天然气资源估计有1397×10¹²—4430×10¹²m³,这为天然气成为一种优质清洁能源和重要的化工原料提供了资源保障。自地下储集层冲采出的天然气中都含有一定的水分和H₂S，有机硫等酸性组分，这些组分的存在往往会造成严重的后果：1.水分与天然气在一定条件下形成气体水合物而阻塞管路，影响平稳供气；而H₂S和有机硫等酸性组分在水的存在下还会腐蚀管路和设备，同时也造成了不必要的动力消耗。2. 硫组分中大部分有剧毒，而且还有可能使催化剂催化剂中毒；含硫天然气燃烧后直接排入大气，会产生严重的SO₂环境污染，产生酸雨等灾害，损害大面积农作物。

因此，无论是从金属防腐、环境保护、人员安全角度考虑，都必须从天然气中脱除水分和 酸气组分。

2 课题的提出

天然气作为一种宝贵的资源在人民生活和工业中有着广泛的应用。它作为一种高效、优质、清洁能源，不仅在工业与城市民用燃气中广泛应用，而且在发电业中也越来越发挥重要作用。天然气还是很好的化工原料，广泛应用于合成氨、甲醇、氮肥工业、合成纤维工业等；天然气合成油(GTL)技术，也是天然气大规模利用的途径之一；从天然气中分离出来的硫磺还可作为硫酸工业原料。天然气不仅在燃料、化工原料等方面有诸多优点，对天然气进行处理回收其中的硫磺，提高天然气资源综合利用程度，获得天然气资源的更大价值，还能保证在储藏、运输过程中的安全性，减少大气污染，对提高天然气的整体经济效益，都具有重要的现实意义。

3 研究现状

气体脱硫是一种古老的工艺，19世纪末英国已开始用干式氧化法从气流中脱除H₂S。目前国内外己经开发出许多天然气脱硫处理工艺方法，这些方法主要分为可再生溶剂法、固定床吸附法、膜分离方法、等三大类工艺流程方法。

天然气脱水在原理上讲有四种方式：直接冷却、压缩以后冷却、吸收和吸附，在工艺上主要有：液体脱水剂(甘醇)法、固体脱水剂(分子剂、铅土、硅胶)及氯化钙法。

二、 研究方案

1 研究目标

    本设计研究天然气脱硫脱水的工艺设计。

2 研究内容

（1）查阅文献获得天然气各组成的相关物性参数；

（2）设计出分离效率最优分离工艺流程

（3）进行工艺流程设计，工艺设计计算，塔板设计计算，塔的辅助设备选用。

3 预期达到的目标

（1）得到天然气分离后产品的分离工艺流程；

（2）设计出吸收塔；

（3）完成辅助设备的设计选型。

4 研究方法及技术路线

（1）了解天然气脱硫脱水的工艺技术，在此基础上设计出整个工艺流程；

（2）根据查阅文献获得的天然气各组成的相关物性参数，进行吸收塔设计计算；

（3）根据设备选型和参数，设计整个工艺流程的设备布置图。