干气 (天然气中甲烷含量在95%以上)

技术流学习 · 发表于 2021-1-22 14:34:03

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简介

油田的伴生天然气，经过脱水、净化和轻烃回收工艺，提取出液化气和轻质油以后，主要成分是甲烷的处理天然气叫干气。在综合录井过程中常常指气体显示里甲烷气体含量大于95%以上。

中文名干气定义天然气中甲烷含量在95%以上主要成分纯品熔点(℃)-182.5沸点(℃)-161.5相对密度0.58燃烧性易燃火灾危险性甲A溶解性不溶于水，可溶于多数有机溶剂燃烧热889.5(kJ/mol)

简介
一般来说，天然气中甲烷含量在95%以上的叫干气。甲烷含量低于95%，而乙烷以上等烷烃的含量在5%以上的叫湿气。
原油在常减压蒸馏、催化裂化、催化重整、加氢裂化及延迟焦化等工艺装置加工处理过程中都会产生烃类气体，这些气体经吸收稳定工序后，在一定压力下分离出干气与富气。

理化性质 主要成分：纯品
熔点(℃)：-182.5
沸点(℃)：-161.5
相对密度(水=1)：0.58
闪点(℃)：-50
燃烧性：易燃
引燃温度(℃)：650~750
燃烧热(kJ/mol)：889.5
爆炸上限%(V/V)：1.5
爆炸下限%(V/V)：1.0
火灾危险性类别：甲A
溶解性：不溶于水，可溶于多数有机溶剂。

主要用途

C1 C2回收利用或燃料

制备技术

原油在常减压蒸馏、催化裂化、催化重整、加氢裂化及延迟焦化等工艺装置加工处理过程中都会产生烃类气体，这些气体经吸收稳定工序后，在一定压力下分离出干气与富气。

安全防护

稳定性
稳定性：稳定
聚合危险：不聚合
禁忌物：强氧化剂、氟、氯
包装标识：易燃液体

危险性概述

侵入途径：吸入、食入。
健康危害：吸入高浓度时，由于窒息和麻醉作用可引起人在短时间内死亡，死亡多为心脏停搏或呼吸麻痹，长期接触引起神经系统功能障碍，尤其是植物神经系统功能障碍。

消防措施 危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。与二氧化氮、四氧化二氮、氧化二氮等激烈化合，与其它氧化剂接触剧烈反应。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。
有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。
灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。
泄漏应急处理
应急处理：迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/ 吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
操作处置与储存
操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、酸类接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。
储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、酸类分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。

待增加

一般石化企业均有产出,除气柜回收利用外(当加热炉燃料),一般通过火炬燃烧排放

补充内容

<转载>干气用途:文章国内干气制乙苯技术研发进
干气是指炼厂不能再液化的尾气，主要来源于原油的二次加工过程，如催化裂化、热裂化、延迟焦化、加氢裂化等。我国炼油企业的干气绝大部份来源于催化裂化气体，其中乙烯体积含量达15%～20%。
随着我国炼油企业产能的不断壮大，目前我国干气量已达550万吨/年，其中作为重要化工原料的乙烯含量高达100万吨/年。在干气制乙苯技术尚未被开发之前，这部分乙烯主要作为燃料燃烧，造成了大量宝贵资源的浪费。另外，乙苯/苯乙烯是一种重要的化工原料，世界上90%以上的乙苯是由苯与纯乙烯进行烃化反应制得，由于纯乙烯资源的短缺，国内乙苯/苯乙烯市场大量依赖于进口，对外进口依存度高达60%。
为了充分利用干气中的这部分稀乙烯资源，提高石油资源的利用率，同时解决国内乙苯/苯乙烯市场紧缺现状。国内众多的企业和科研单位进行了干气制乙苯技术的研究和开发，其中，中国科学院大连化学物理研究所、中石化上海石油化工研究院、北京服装学院在干气制乙苯技术领域取得了可喜的成绩。
干气制乙苯技术根据原料苯在烷基化反应器中的相态可以分为气相法技术和液相法技术两大类。气相法技术是指原料以气态形式与固体催化剂在烷基化反应器中发生气固催化反应；液相法技术是借助系统高压使原料苯处于液态形式，稀乙烯原料以气态形式存在，气态烯烃和液态苯在固体催化剂上发生的气－液－固三相催化反应。
1、国内气相法干气制乙苯技术
1）大连化学物理研究所的气相法技术
以中国科学院大连化学物理研究所为主导的干气制乙苯技术开发工作始于1986年。在大连化学物理研究所大量的催化剂和工艺研究开发工作基础之上，经过中国石化总公司协调组织，成立了大连化学物理研究所、抚顺石油二厂和洛阳石油化工工程公司的技术合作开发团队。技术历经改进和发展，目前最新的第五代技术已经问世。其中，一代、二代、和三代技术属于气相法技术。一代技术3万吨/年的装置由洛阳石油化工工程公司完成设计，于1993年7月在抚顺石油二厂一次投料开车成功。该技术采用大化所开发的ZSM－5/ZSM－11共晶分子筛催化剂。
该工艺所需原料气无需特殊的精制，丙烯体积分数≤0.7%，总硫≤3000mg/m3即可满足要求。干气制乙苯一代技术虽然乙苯产品达到了国标要求，但是其中的二甲苯含量高。另外，整套装置的能耗和苯耗较高，且催化剂容易积碳，寿命较短。针对第一代技术存在的缺陷，以大化所为代表的技术开发团队又开发了第二代干气制乙苯技术。二代技术中的烷基化反应和烷基转移反应分别在两个反应器中进行。
第二代技术于1996年和1999年分别成功地应用于大庆林源炼油厂的3万吨/年和大连石化公司10万吨/年乙苯装置。相比较于一代技术，二代技术产品乙苯中的二甲苯质量分数由3000μg/g以上降至2000～2500μg/g，可以满足食品级聚苯乙烯以外其它苯乙烯加工装置对原料的要求。
为了进一步提高技术的竞争力，以大连化物所为代表的技术开发团队又研制出了气相烷基化与液相烷基转移的组合工艺技术，即干气制乙苯第三代技术。2005年12月，首套第三代干气制乙苯技术应用于锦西石化6万吨/年的乙苯装置，装置一次投产成功。该技术相继在锦西石化、海南实华嘉盛公司、锦州石化、华北石油管理局、大庆中蓝石化等多套工业装置上应用。
2）上海石化院的气相法技术
中石化上海石油化工研究院于2004年开始着力于干气制乙苯催化剂及工艺的开发研究。其开发的SEB－08型干气制乙苯催化剂及工艺于2009年3月通过了中石化组织的技术评审。该技术于2009年8月在中石化海南炼化公司进行了工业应用，结果表明该催化剂性能良好。
中国石化湛江东兴石油化工有限公司于2011年下半年开工建设了一套60k吨/年苯乙烯装置；2012年下半年，中国石化九江石化公司开工建设了一套80k吨/年的苯乙烯装置。这两套装置均采用采用中石化上海石油化工研究院开发的气相法干气制乙苯技术。
2、国内液相法干气制乙苯技术
在气相法干气制乙苯的基础之上，为了进一步降低烷基化反应的温度，以提高催化剂寿命，降低二甲苯含量及装置能耗。国内众多的科研机构进行了液相法干气制乙苯技术开发，其开发目的在于将烷基化工艺由气相法改为液相法。截止目前为止，国内仅有大连化物所和北京服装学院有液相法烷基化工艺中试技术报道，尚未见稀乙烯液相烷基化制乙苯工业化装置建设的报导。

1）北京的液相法技术
北京的稀乙烯液相烃化制乙苯技术，采用改性的β沸石催化剂，于1995～1999完成了液相烃化技术的实验室开发工作，1999年7月至2000年1月完成了单管真实气体的模拟研究；紧接着在中石化燕山石化公司600吨/年乙苯装置上进行了中试研究。中试结果显示乙烯转化率≥95%，乙苯选择性≥92%，二甲苯含量＜50mg/kg。经近2000h催化剂稳定性考察试验，结果表明催化剂稳定性良好，预期再生周期在1年以上。该工艺技术主要特点是烷基化反应和烷基转移反应均为液相，进一步降低反应温度，降低吨产品的能耗，提高产品质量。产品乙苯中二甲苯含量可降低至50mg/kg以下，乙苯质量好。该技术于2002年通过中试成果鉴定，专家一致认为该技术流程比较合理，工艺可行，操作容易控制，运转安全可靠，具备了工业化放大的条件，并有较好的工业应用前景。
2）大连化学物理研究所的液相法技术
大化所在前三代技术的基础之上，开发出了液相烷基化和液相烷基转移组合的四代技术。该技术与传统技术比较最大的区别在于反应过程、精馏过程和尾气中芳烃回收过程在同一个塔内完成。正是由于这种特殊的反应－精馏－吸收工艺，反应过程生成的产物被及时分离出来，使得反应平衡向产物生成的方向移动，从而提高了原料的转化率和乙基产物的选择性。
四代技术已经完成了中试试验，并于2001年通过了中国科学院沈阳分院组织的成果鉴定。在第三代技术的基础之上，以大化所为代表的开发团队，结合四代技术的催化精馏技术特点，开发出了干气制乙苯第五代技术。五代技术省去了独立烷基化反应器，实现了烷基化和烷基转移的有机统一，**地降低了设备投资。同时，五代技术较之第三代技术反应温度更加温和，可满足食品级苯乙烯的需求。另一方面，五代技术产物中由于异丙苯在丙苯的选择性＞99%，这样便可以省去干气脱丙烯装置，直接生产高附加值的异丙苯产品。缩短工艺流程，降低了固定资产投资，极大的提高了技术的经济性。
3、气相法技术与液相法技术比较
国内开发的气相法干气制乙苯技术对原料稀乙烯的纯度要求相对较低，原料稀乙烯无需加压可以直接进入反应器，反应压力较低。此外，气相法技术相对较为成熟，目前国内已有多套工业装置投入运行，运行结果良好。但是气相法技术产品中二甲苯的质量含量较高，一般仅能控制在1000μg/g左右，较之液相法技术产品质量不高。干气制乙苯液相法技术由于采用原料液相进料，反应压力较高，原料稀乙烯进料压力需要升高至2.5～3.5MPa，消耗大量的能量；同时，液相法技术对原料稀乙烯中的杂质含量也有严格的要求。但是，液相法技术产品质量较之气相法技术更好，产品中二甲苯含量可以控制到100μg/g以下。总之，干气制乙苯气相法技术和液相法技术优缺点鲜明。现阶段气相法技术已经取得了很好的工业应用效果，而液相法技术催化剂研究进展较快，但工业化进展不大。
4、结束语
干气制乙苯技术是石油资源高效利用技术的一个重要补充，与其它乙苯生产技术相比，其主要区别在于用稀乙烯替代纯乙烯生产乙苯。在一定程度上缓解国内乙烯资源的短缺现状，同时为干气的高效利用提供了新的途径，提高我国的乙苯生产技术水平和生产能力。目前，国内干气制乙苯技术主要有气相法技术和液相法技术两大类。气相法技术工艺较为成熟，已成功应用于工业装置；液相法技术产品品质更高，但尚未有工业装置报道。

本文转载自《广州化工》王邓军等
陕西煤化工技术工程中心有限公司

待增加

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