吸附法不仅可用于无硫天然气脱水,也可用于含硫天然气即酸性天然气脱水或同时脱水和脱酸性组分如CO2、H2S和其他硫化物等。
活性氧化铝有一定的抗酸性能力,但不如硅胶和分子筛。然而,硅胶和A型分子筛也不能用于高酸性天然气脱水。对于高酸性天然气脱水,必须采用抗酸性分子筛。分子筛的抗酸性能力与其组成中的SiO2/Al203比(物质的量之比)有关。SiO2/Al203之比低的分子筛易受酸或酸性气体的影响而变质。例如,一般的A型分子筛必须在pH≥5的条件下使用。如果用于高酸性天然气脱水,不仅其吸附活性下降,而且晶体结构也要破坏。
目前,除13X分子筛可用于天然气及液烃处理外,常用的抗酸性分子筛还有AW300、AW500以及一些厂家生产的主要作用是脱水或脱酸性组分,或者同时脱除水分和酸陛组分的专用分子筛。例如对H2S和C02反应生成COS几乎没有催化作用的分子筛Cosmin105A、脱硫醇的分子筛RK-33等。
用于酸性天然气的吸附法处理装置与一般吸附法脱水装置流程类似,只是由于再生加热过程中脱附的水分和酸性组分同时进入再生气中,故对再生气的处理方法不同。例如,用于同时脱水脱硫的EFCO天然气处理工艺,采用溶剂吸收的方法脱除进入再生气中的酸性组分。
(一) 分子筛脱水脱硫醇
目前,国外已有多套采用分子筛脱水脱硫醇装置在运行,现将其中两例介绍如下:
1. 哈萨克斯坦扎若尔油气处理新厂
该厂分子筛脱水脱硫醇装置由我国设计与承建。建设该装置的目的是对油气处理新厂过剩的天然气脱水脱硫醇使其达到管输装置处理能力为315×104m3/d(0℃,101.325kPa),原料气压力未6.6MPa,温度约50℃,设计干气水露点≤-20℃(6.5MPa)。原料气、商品气组成设计值见表3-14。
表3-14 扎那若尔脱水脱硫醇装置原料气、商品气组成 %(设计值,体积分数)
组分 | C1 | C2 | C3 | C4 | C5 | C6 |
原料气 | 84.61 | 8.01 | 3.48 | 0.92 | 0.10 | 0.06 |
商品气 | 84.62 | 8.01 | 3.48 | 0.92 | 0.10 | 0.06 |
组分 | CO2 | N2 | H2S | 硫醇 | H2O | |
原料气 | 0.07 | 2.75 | ≤7mg/m3 | ≤150mg/m3 | 48mg/m3 | |
商品气 | 0.07 | 2.75 | ≤7mg/m3 | ≤16mg/m3 | ≤24mg/m3 | |
脱水脱硫醇装置工艺流程见图3-25。该装置采用四塔流程,其中两塔同时吸附(以分子筛塔A、B吸附为例),一塔再生加热(塔D),一塔冷却(塔C)。