[发明专利]一种天然气的干燥净化方法

说明书

本发明涉及一种天然气的干燥净化方法，属于天然气处理技术领域。本发明的天然气的干燥净化方法，包括以下步骤：1)利用吸收剂脱除天然气中的酸性气体，得脱除酸性气体的天然气和吸附后的吸收剂；2)将脱除酸性气体的天然气流经中空纤维素膜进行干燥，得净化后的天然气。本发明的天然气的干燥净化方法，先采用吸收剂对天然气中的酸性气体例如硫化氢和二氧化碳进行脱除，吸附后的吸收剂经过加热处理还能够获得重生以循环利用；利用中空纤维素膜进行脱水的同时进一步脱除残留的酸性气体，脱水过程无试剂引加入，无额外材料消耗，无二次污染；本发明的天然气的干燥净化方法，环保、成本低且净化效率高，具有好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种天然气的干燥净化方法，属于天然气处理技术领域。

背景技术

在热处理中，以天然气作为气源优于甲醇、乙醇、丙酮等，随着城市气化速度的加快，天然气已成为人们日常生活中极为重要的日常能源。但天然气的含硫、水等问题，对热处理设备和效果产生不利影响，因此，在使用时需先对天然气脱硫处理。天然气脱硫一般可分为干法和湿法两大类。湿法普遍存在着动力消耗大、设备体积庞大、运行费用高、控制条件苛刻等缺点；干法适用于低含硫气体处理，以其工艺简单、操作方便、脱硫精度高、能耗低而被广泛应用。现有的脱硫工艺主要由以下几种吸收法：吸收法包括化学、物理、物理化学吸收法。但是不管是何种方法，脱硫工艺结束后产生的湿净化气均含有大量的水汽。水汽与天然气在一定条件下形成水合物而阻塞管道，影响冷却液化过程。另外，由于水分的存在也会造成不必要的动力消耗；由于天然气液化温度较低，水分和酸性气体的存在还会导致设备的冻堵，故必须脱除。

发明内容

本发明的目的在于提供一种天然气的干燥净化方法，利用该方法可以高效的脱除天然气中的酸性气体及水分。

为实现以上目的，本发明的技术方案是：

一种天然气的干燥净化方法，包括以下步骤：

1)利用吸收剂脱除天然气中的酸性气体，得脱除酸性气体的天然气和吸附后的吸收剂；

2)将脱除酸性气体的天然气流经中空纤维素膜进行干燥，得净化后的天然气。

步骤1)中的吸收剂为甲基二乙醇胺和活化剂的水溶液。由于甲基二乙醇胺只有一个叔胺氮原子，因为叔胺氮原子无活泼氢，不像伯胺、仲胺那样直接与二氧化碳反应，对二氧化碳吸收效率不高，加入适当的水及活化剂以提高吸收剂对二氧化碳的吸附效果，游离胺与水之间的氢键增强了反应的活性，促进二氧化碳的水化。本发明的吸收剂同时具备了物理吸附和化学吸附的特点，提高了二氧化碳的解析效率又降低了能耗。

所述吸收剂中甲基二乙醇胺的质量分数为30～50％。

所述吸收剂中活化剂的质量分数为1～5％。本发明活化剂的质量分数仅为1～5％，浓度较小，不易腐蚀设备，还能保证对酸性气体的吸收效率。

在上述吸收剂的各浓度的条件下，吸收剂对硫化氢及二氧化碳均具有高的吸收效率，基本上能够彻底脱除天然气中的酸性气体硫化氢及二氧化碳。

所述活化剂为一乙醇胺、二乙醇胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、哌嗪、环丁砜中的任意一种。不同的活化剂有不同的作用，可以改变MDEA与CO₂的反应历程、加快反应速率，提高二氧化碳的吸收速率，也可以降低溶液表面二氧化碳的平衡分压，提高气体净化度。

将步骤1)中吸附后的吸收剂加热至60～150℃释放酸性气体以使吸收剂重生。

步骤2)中的中空纤维素膜为聚砜中空纤维素膜、醋酸纤维素中空纤维素膜、聚酰亚胺中空纤维素膜、纤维素/聚醚砜共混中空纤维素膜中的任意一种。