天然气处理厂中优化天然气净化工艺技术

天然气处理厂中优化天然气净化工艺技术

董春发

大港油田天然气公司   天津市 300280   

摘要：近年来，我国对天然气资源的需求不断增加，天然气处理厂建设越来越多。在国家能源结构调整的过程中，天然气作为一种新型的清洁能源应用范围不断扩大，为提高设备全生命周期管控，保障生产装置安全平稳运行，促进企业长远高效地发展，天然气净化厂利用先进的信息集成技术建立设备全生命周期管理平台，规范和优化化工机械设备管理的核心业务。文章首先分析了天然气净化工艺概述，其次探讨了天然气净化装置能耗优化，最后就天然气净化工艺技术进行研究，以供参考。

关键词：天然气处理厂；天然气；净化工艺技术

引言

作为一种清洁型能源天然气在当今各个领域的应用十分广泛，但是在社会经济快速发展的过程中自然生态环境也遭受了严重破坏，世界各国都面临着严峻的能源紧缺现象，而天然气资源的普及是有效缓解当前能源危机的一种重要措施。天然气在开采后其中会混杂一部分有害成分，因此需要通过净化处理后投入使用才能够让其真正成为清洁性能源。为进一步保护生态环境，必须要加大对天然气净化工艺的研究，这样才能全面提升天然气净化处理质量。

1天然气净化工艺概述

天然气处理的过程中，脱硫装置对天然气的处理会产生一定的酸性气体，这些酸性气体在被输送到硫磺回收装置以后，能够进行硫磺的回收与利用，实现资源的循环利用，创造一定的经济价值。在天然气的处理过程中，为了最大程度上降低硫化物等有害物质的排放，避免天然气处理过程中造成的环境污染，专业人员在处理的过程中还需要进行二氧化硫的还原与吸收、尾气回收，提高天然气净化处理的效果。天然气的性质相对特殊，具有易燃易爆特性，天然气厂在对天然气进行净化处理的过程中，必须要保障整个处理装置的安全、可靠运行，避免出现爆炸、火灾等事故。

2天然气处理厂天然气净化工艺要求

2.1膜分离处理

　“气体膜分离技术是20世纪70年代开发的一门较为成熟的膜分离技术，它与传统的吸附、冷凝分离相比，具有节能、高效、操作简单方便等优点，适用于空气分离、天然气脱二氧化碳、脱水等方面[2]。”在进行膜分离时，要充分利用天然气各组成气体在高分子聚合物中溶解扩散速率不同的特点，使二氧化碳能够渗透到纤维膜壁上并使其分离。运用膜分离处理技术处理过的天然气能够满足企业外输的需求。

相较于传统的温差分离技术，膜分离技术的操作更加简便易行，对于资源的消耗量也大幅降低，具有十分明显的脱碳优势，然而，膜分离处理技术也存在一定程度的局限性，尽管其具有十分明显的运用优势，可以适应各种操作上的丰富变化，满足企业对天然气外输的直接需求，但是在脱碳时，膜处理技术无法将将杂质从天然气中脱离，并没有起到良好的净化作用。

2.2精确计算浮阀数量

在天然气净化处理过程中浮阀数量计算是否正确会直接影响处理效果，而且精确计算浮阀数量可以为后期生产设备和净化处理措施的选择提供帮助。天然气净化处理过程中不可避免的会产生一些不确定因素，因此浮阀数量的精确计算能够对鼓泡等现象的产生进行有效预防，在此情形下不仅能够充分保障人员安全，而且对于企业实现可持续发展也有重要意义。

2.3合理控制吸收塔天然气进气量

在天然气的净化处理工艺中吸收塔属于非常重要的一种设备，吸收塔单位时间进气量严重影响天然气厂的整体生产效率。吸收塔单位时间内的进气量直接取决于吸收塔进口位置的天然气流量。因此在天然气处理过程中必须要合理控制吸收它进口流量，这样才能有效提升天然气净化过程中二氧化碳的吸收效率。此外需要注意的是，在控制天然气吸收塔进口流量的过程中要保证调控过程缓慢，这样才能有效避免因流量突然增加而导致气体泄漏或管道破裂等安全事故。

3天然气净化工艺处理技术分析

3.1天然气脱水技术

低温分离，针对处于高压状态下的天然气经过节流膨胀，使其处于低温状态下，从而将其中的水分分离出来，对于这种技术通常应用在高压气田中使用，经过降压处理后的天然气压力要比输气压力高一些，再加上温度低的条件下不会产生水合物。对于另一种低温分离脱水方式，是通过对压力相对比较低的天然气进行加压处理，然后再对其进行冷却而实现脱水目的。从整体上来看低温分离这种脱水技术，通常作为辅助性使用，这主要是因为这类工艺是基于低温冷凝的前提下来实现分离脱水，这种情况下天然气处于饱和状态，为避免出现冰堵情况，还可在低温分离过程中，向装置中加入反应剂起到吸收水分的作用，有效降低露点。

液体吸收脱水，最初应用该工艺进行脱水所使用的液体脱水剂是甘油，之后经过优化改进后使用氯化钙水溶液进行脱水处理，当前我国科学技术不断进步，上述两种脱水剂也被市场所淘汰，之后应用二甘醇进行天然气干燥处理，具有很好的应用成效，并得到普遍应用；再后来三甘醇也被应用于天然气脱水处理中，逐步成为当前天然气脱水作业主要液体脱水剂，同时也是当前对天然气脱水标准的要求。基于以上，当前普遍应用于天然气脱水使用的液体脱水剂主要有二甘醇、三甘醇以及四甘醇。

固体干燥剂吸附脱水，所谓吸附，具体指的是气相组分被固体表面所吸住，促使气相组分不断凝聚于固体上的一种现象。而本文所讲的应用固体干燥剂来实现吸附脱水，则是基于多孔性干燥剂所具有的吸附作用，对天然气中水蒸气进行吸附脱水处理。

3.2脱硫工艺与技术

如胺法和砜胺法的应用。随着我国天然气处理工艺和技术水平的不断提升，我国很多天然气处理厂都在开发且应用了全新的处理技术，例数膜分离法、吸附法、生物脱硫技术等，有效提高了天然气质量，能够充分脱除天然气中的硫元素和碳元素，达到净化天然气的目的。使用醇氨处理技术处理天然气中的硫元素属于化学处理范畴，需要根据化学反应控制天然气中的硫反应过程，从而有效脱除天然气中的酸气，有效控制其中的硫和碳含量。除此之外，使用碱性溶液也可以很好的吸收天然气中的硫化氢和二氧化碳，促使天然气处理流程快速推进。

常用胺法处理工艺。首先需要选用醇胺溶液，需要保障其净化度相对较高，以此来保障天然气处理过程的化学稳定性符合要求，避免发生危险的化学反应，导致天然气处理过程的处理工作量增加，进而致使天然气处理厂成本大幅增加。随着天然气处理不断深入，其中的酸性气体逐渐减少，也会导致碱液浓度和用量不断下降，此时需要对其进行二次处理，从而保证碱液浓度和含量符合天然气处理要求，保障天然气净化顺利完成。为了避免胺法处理技术中存在问题并防止其对天然气处理质量产生影响，必须对天然气中的各种元素和物质含量进行分析，从而选择适宜的天然气处理技术，从根本上防止胺液与空气发生反应进而出现变质问题。在溶液再生过程中，也需要注意防范胺液因为温度原因出现变质的情况，以免影响酸气的脱除效果。

物理溶剂法。物理溶剂法处理天然气中的硫主要原理是分离天然气中的酸性气体，使其与混合气不再相融，能实现这一环节的根本原因是天然气中的酸气溶解度与烃类溶剂有所差别，因此可以将其分离，实现脱硫的目的。通过对天然气脱硫和脱碳技术的研究可以发现，膜分离技术是效果相对理想的技术，需要选择最佳的膜材料，以此来脱除天然气中的酸气，实现天然气的净化，使其达到商品标准。除此之外，生物脱硫技术近些年也得到了广泛应用，该技术主要依靠微生物的分解能力实现硫和碳元素的脱除，能够最大程度使天然气质量达到标准。

总结

综上所述，通过对天然气进行净化处理后，促使天然气各项指标满足用户使用标准要求，去除其中存在的硫化物、二氧化碳等物质，减少金属物质带来的腐蚀影响，避免因此对生态环境造成污染影响，因此相关研发人员应加大对天然气净化工艺处理技术的研究力度，以此推动我国天然气事业的健康发展。

参考文献

[1]吕佳，孙美露，韩智伊，等.天然气处理厂中优化天然气净化工艺技术探究[J].石化技术，2019，26(8):193-193，197.

[2]杜健，张帆，耿琳.对天然气处理厂天然气净化工艺技术优化的探讨[J].中国化工贸易，2021(18):93-94.

[3]王海宇，王莹.高碳硫比天然气净化及酸气处理工艺分析与研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39(3):226-227.