长庆气田天然气净化（处理）及配套工艺
讲课人：李曙华
2010年6月
目 录
第一部分 长庆气田天然气净化（处理）厂简介
一、 概述
1、天然气处理的涵义 2、长庆气田的气质特征 3、商品天然气的质量要求 4、长庆气田天然气处理工艺技术 二、长庆气田天然气净化（处理）厂简介
第二部分 天然气净化（处理）工艺原理及流程
一、天然气净化工艺原理及流程 （一）、脱硫单元 （二）、脱水单元 （三）硫磺回收单元 （四）酸气焚烧单元
二、 丙烷制冷脱水、脱烃工艺原理及流程 （一）天然气处理单元 （二）丙烷制冷单元 （三）凝液回收单元
第三部分 天然气净化（处理）厂公用系统
一、概述
二、火炬放空单元 三、空（氮）站 四、供热、供水单元
第四部分 污水处理工艺技术
一、含醇污水处理技术 二、不含醇污水处理技术 三、生产、生活污水处理技术 四、污水回注及污泥焚烧
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第一部分 长庆气田天然气净化（处理）厂简介
一、概述
天然气净化厂（处理厂）是气田产能建设中的重要组成部分，长庆气田自开发建设以来，已陆续建设了3座天然气净化厂、6座天然气处理厂，天然气的年处理能力达到了250亿方，天然气净化（处理）厂的分布及生产能力如下：
表1.1 天然气净化（处理）厂生产能力统计表
气田 净化厂名称 第一净化厂 靖边气田 第二净化厂 第三净化厂 榆林气田 子洲—米脂气田 苏里格气田 榆林天然气处理厂 长北天然气处理厂 米脂天然气处理厂 苏里格第一天然气处理厂 苏里格第一天然气处理厂 苏里格第一天然气处理厂 装置数量 套 6 2 1 2 2 2 2 3 3 处理能力 万方/天 1200 750 300 600 1000 450 600 1500 1500 备注 1、天然气处理的涵义
天然气处理是指为使天然气符合商品质量指标或管道输送要求而采用的一些工艺过程，例如脱除酸性气体（如脱硫、脱碳和有机硫化物等）、脱水、脱凝液和脱除固体颗粒等杂质，以及热值调整、硫磺回收和尾气处理等过程。
习惯上把天然气脱除酸性气体、脱水、硫磺回收和尾气处理等统称为天然气净化；把脱除凝液（含凝液回收）的过程，称为天然气处理。
2、长庆气田的气质特征
长庆气田的井口天然气气质各个气田有所不同，靖边气田的井口天然气含有H2S、CO2，榆林、苏里格、子洲—米脂气田的天然气中含有少量的凝析油，但H2S、CO2含量轻微。详细情况见下表:
表1.2 长庆气田天然气净化（处理）厂原料气酸性气体含量统计表
靖边气田 组分 % CO2 H2S CO2/H2S 一 净 设计 3.025 91.7 运行 5.15 109.6 靖边气田 二 净 设计 5.321 0.065 81.9 运行 5.73 0.06 95.5
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靖边气田 三 净 设计 5.28 0.028 188.8 运行 5.51 0.036 153.1 榆林 处理厂 设计 1.73 — — 米脂 处理厂 设计 1.66 — — 苏里格 处理厂 设计 0.2 — — 0.033 0.047 3、商品天然气的质量要求
商品天然气的质量要求是根据经济效益、安全卫生和环境保护等三方面的因素综合考虑制定的，商品天然气的主要技术指标及概念如下：
1)最小热值：1)最小热值：为了使天然气用户能根据天然气燃烧值适当地确定其加热设备规格、型号，确定最小热值是必须的。所谓热值是指单位体积或质量天然气的高发热量或低发热量，这项规定主要要求控制天然气中的N2和CO2等不可燃气体的含量。
2)含硫量：主要是为了控制天然气的腐蚀性和出于对人类自身健康和安全的考虑。常以H2S含量或总硫（H2S及其它形态的硫）含量来表示。一般而言，H2S含量不高于6～24mg/Sm3。
3)烃露点：即在一定压力下天然气中析出第一滴液烃时的温度，它与天然气的压力和组成有关。
4)水露点：在一定压力下，天然气饱和绝对湿度对应的温度。也可以这样描述，天然气的水露点是指天然气中的水蒸汽在一定压力下，凝结出第一滴水时天然气的温度。
我国1999年发布的GB 17820-1999《天然气》国家标准中有关商品天然气的质量指标如下：
表1.3 商品天然气的气质技术要求
项目 高位发热量， MJ/m3 总硫（以硫计），mg/m3 硫化氢， mg/m3 二氧化碳， y，％ 水露点， ℃ 注： 1、本标准中气体体积的标准参比条件是101.325kPa，20℃。 2、本标准实施之前建立的天然气输送管道，在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气中应无游离水。无游离水是指天然气经机械分离设备分不出游离水。 33一类 ≤100 ≤ 6 ≤ 3.0 二类 ＞31.4 ≤ 200 ≤ 20 三类 ≤ 460 ≤ 460 － 在天然气交接点的压力和温度条件下，天然气的水露点应比最低环境温度低5℃。 目前长庆气田的商品天然气质量控制指标执行二类气质标准。 4、长庆气田天然气处理工艺技术
天然气中的CO2含量过高会降低天然气的热值及长输管道的有效输送效率，H2S会
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造成金属材料腐蚀，并污染环境，当天然气作为化工原料时还会导致催化剂中毒，影响产品质量，因此要按照不同的用途将CO2、H2S等杂质脱除。如管输天然气中H2S含量一般应低于20mg/m3；天然气液化中 H2S含量小于3.5 mg/m3；合成氨或合成甲醇，原料气中的含硫量小于1mg/m3。
长庆天然气主要用作民用，根据长庆天然气的气质特征和商品天然气的质量要求，不同气田的天然气净化、处理工艺也不尽相同。
靖边气田的天然气净化厂选用了甲基二乙醇胺（MDEA)脱除酸性气体的工艺，并针对原料气质高碳硫比的气质特点，研制开发了复配MDEA溶液脱硫、脱碳技术，提高了装置运行的技术经济性能。脱水采用成熟的三甘醇脱水工艺，硫磺回收引进了林德公司的Clinsulf-do直接氧化工艺。
榆林、苏里格和子洲—米脂气田选用了丙烷制冷脱烃、脱水的工艺技术，主要脱除水分和凝析油，以有效降低进入长输管道的天然气的烃、水露点。
二、长庆气田天然气净化（处理）厂简介
各天然气净化（处理）厂的分布、工艺及自控系统在建设中各有不同，下面将进行简要介绍。 1、第一净化厂
第一净化厂始建于1996年4月18日,初期总体配套设计年处理能力30亿方。2003年10月改扩建工程建成投产后，装置的建设规模达到了1400万方/天，但由于原料气中的CO2含量升高，在满足二级商品气质的条件下，工厂实际年处理能力可达到36亿方。下游主要用户有陕京管道、靖西管道、陕宁线、甲醇厂和靖边燃气电厂。
工厂主体由5套日处理天然气200万方和1套400万方的净化装置、1套硫磺回收和2套酸气焚烧及火炬放空系统组成，配套有供电、供热、供水、甲醇回收、污水处理等单元，各套装置自成体系，可以实现不停产条件下分别进行检修。
2、第二净化厂
第二净化厂总体设计年处理天然气能力25亿立方米。
工厂主体由两套日处理天然气375万方的净化装置、1套硫磺回收装置及酸气焚烧、火炬放空系统构成，配套建有供电、供热、供水、甲醇回收、污水处理、集配气等公用单元。采用罗斯蒙特公司DCS管控一体化控制系统，对生产过程实行集中监视、分散控制、调度管理，以提高工厂运行的安全性、可靠性和管理水平。
一期工程于2000年8月7日正式动工兴建，2001年9月30日竣工验收；二期工
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