净化目的：脱除原料天然气中的杂质，以免杂质腐蚀设备和因冻结堵塞设备管道。

须脱除的主要杂质：水、二氧化碳、硫化氢、重烃和汞等。

(1)脱水

水的危害：形成管路和设备堵塞

– 水冻结成冰或霜

– 水与天然气形成固态天然气水合物

脱水目标：在高于水合物形成温度时脱除原料气中的游离水，使露点低于-100℃

常用方法：冷却法、吸收法、吸附法

1.冷却脱水

原理：天然气的含水量随温度降低而减少。

适用：大量水分的粗分离。

方法

– 高压气体：截流降压、降温，水分析出。

– 低压气体：压缩、冷却、节流。

特点：可能需进一步脱水；部分重烃随之脱除。

2.吸收脱水

原理：用吸湿性液体（或活性固体）吸收原料气中的水蒸气。

常用醇类脱水吸收剂：

– 甘醇胺溶液：可同时脱水、CO2、H2S

– 二甘醇水溶液：不凝固、性能稳定、吸湿性高

– 三甘醇水溶液：不凝固、性能稳定、吸湿性高、易再生

适用：大型装置中脱除原料气大部分水分

吸附法高压天然气脱水典型工艺流程

– 为保证连续工作，采用双塔或多塔交替运行

– 不工作的吸附塔通过加热再生

(2)脱酸性气体

H2S、CO2、COS对人身有害、对设备管道有腐蚀作用、易呈固体析出形成堵塞，必须脱除

酸性气体脱除方法

– 化学吸收法：以弱碱性溶液为吸收剂

– 物理吸收法：以有机化合物溶剂吸收气体

– 联合吸收法：结合物理和化学吸收的特点

– 直接转化法：将溶液中的H2S氧化为硫

– 非再生性法：用脱硫剂、再用分散剂使固体悬浮

– 膜分离法：膜对气体的选择性透过

– 低温分离法：适用于含CO2高的伴生气

– 干法：固体床脱硫，吸附或化学反应

1.醇胺法

利用胺水溶液与天然气中的酸性气体反应，可同时脱除CO2和H2S。主要采用一乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA)。醇胺法是广泛采用的方法。

2.热钾碱法和砜胺法

热钾碱(Benfied)溶剂是碳酸钾、催化剂、防腐剂和水组成的混合物。可同时脱CO2和H2S。此法净化程度好，对含大量CO2的原料气尤为适用。

砜胺法是一种联合吸收法，吸收溶液由物理溶剂环丁砜、化学吸收剂二乙丙醇胺加少量水组成。此法对中至高酸气分压的天然气有广泛适应性。

三种脱酸气方法的比较

(3)其他杂质的脱除

汞：极微量的汞含量就会。严重腐蚀铝制设备。脱除原理是汞与硫在催化反应器中的反应。

重烃：可形成堵塞，且对烃系统相特性有大的影响。吸附脱水可除去部分重烃，其余部分在低温区通过一个或多个分离器除去。

COS：可水化形成H2S和CO2；易与回收丙烷相混。通常与H2S和CO2在脱酸时一起脱除。

氦气：天然气是氦的最主要来源，应加以分离利用。采用膜分离和深冷分离相结合的方式脱除。