天然气净化厂净化技术研究

天然气净化厂净化技术研究

畅凯凯1万昌财2张毅3

1.中国石油长庆油田分公司第一采气厂718500；2.中国石油长庆油田分公司第一采气厂718500；3.中国石油长庆油田分公司第一采气厂718500；

摘要：为了改善我国的生态环境质量，缓解能源危机，需要采取可靠的工艺提高天然气的利用效率，扩大这种清洁性能源的应用范围。实现这样的发展目标，宜采用先进的脱硫脱碳生产工艺，确保天然气的净化效果能够达到行业规范条例的具体要求，为天然气生产现场作业效率的提高提供可靠的保障。因此，相关的技术人员在具体的操作过程中需要对天然气净化工艺设计要点有必要了解，采取有效的优化措施提高工艺生产水平，提高天然气资源的市场占有率，为可持续发展战略应用范围的扩大奠定坚实的基础。基于此，本文将对天然气净化工艺设计要点的优化进行必要的分析，以便为相关的研究工作开展提供有效的参考信息。

关键词：天然气；净化；技术

一、引言

作为一种蕴藏量巨大、清洁环保性良好的重要资源，天然气生产工艺水平越来越受到人们的普遍关注，对于经济社会发展目标的实现有着深远的意义。未经处理的天然气组成成分较多，包含着有机硫化合物、硫化氢等，容易对生产过程中的金属材料带来较大的腐蚀作用，影响天然气的利用效率。因此，需要采取可靠的工艺对天然气进行有效的净化处理，避免这种能源使用过程中对生态环境造成一定的影响。在具体的操作过程中，技术人员需要对天然气净化工艺有必要的了解，确保相关生产装置的安全运行，提高生产过程中天然气净化效率。

二、天然气净化

天然气脱水。天然气中水分的存在往往造成严重的后果，水分与天然气在一定条件下形成气体水合物而阻塞管路，影响平稳供气；水的存在为含有CO2和H2S的天然气形成酸而侵蚀管路和设备创造了条件；同时也造成了不必要的动力消耗，可以说水分在天然气中的存在是有百害无一利的事，因此，一般均需要从天然气中脱除至少是部分脱除水分，以满足管输和用户的需要。

天然气的脱水方法多种多样，按其原理可归纳为以下四种。低温冷凝法低温冷凝是借助于天然气与水汽凝结为液体的温度差异，在一定的压力下降低含水天然气的温度，使其中的水汽与重烃冷凝为液体，再借助于液烃与水的相对密度差和互不溶解特点进行重力分离，使水被脱出。这种方式的效果是显而易见的。但为了达到较深的脱水程度，应该有足够低的温度。如果温度低于常温，则需要有制冷设施，这样会使脱水过程的工程投资、能量消耗增加，并进一步提高天然气处理的生产成本。化学试剂法，该法是用可以与天然气中水发生化学反应的化学试剂与天然气充分接触，生成具有很低蒸汽压的另一种物质。这样可以使天然气中的水汽完全被脱出，但化学试剂再生很困难。因此，这种方法工业上很少采用。，溶剂吸收脱水法，该法是利用某些液体物质不与天然气中水发生化学反应，只对水有很好的溶解能力，溶水后蒸汽压很低，且可再生和循环使用的特点，将天然气中水汽脱出。这样的物质有甲醇、甘醇等。由于吸收剂可以再生和循环使用，故脱水成本低，已在天然气脱水中得到广泛使用。固体吸附脱水法，该法是利用某些固体物质比表面高、表面孔隙可以吸附大量水分子的特点来进行天然气脱水的。脱水后的天然气含水量可降至1ppm，这样的固体物质有硅胶、活性氧化铝、4A和5A分子筛等。

酸性气体的脱除。天然气中含有的H2S，CO2被统一称为酸性气体，酸性气体长期存在会导致金属管道及相关设备受到腐蚀，长此以往影响使用寿命。其次基于酸性气体的特殊性，在应用中会造成环境污染，因此在净化过程中首先要脱除酸性气体，具体脱除方法如下。当前较为常用的脱除方法主要有两种，分别为湿法和干法。湿法适应当前工艺需要，是首选方法。以下将对化学吸收法和物理吸收法进行详细的分析。化学吸收法，化学吸收法是一种可逆性的化学变化，可吸收原料中弱碱性的物质。主要包括：原料本身的酸性物质，例如：H2S，CO2，当温度升高时，在进行吸收过程中，杂质混合物自然会释放出大量的酸气。醇胺溶液是化学吸收法在中常用的吸收剂之一，醇胺溶液主要组成部分是胺溶液，与原料天然气中的酸性气体发生化学反应，进而脱除天然气中的酸性物质。醇胺吸收法具有成本低、应用范围广、反应速度快的特点。在实践中有不可替代的作用。物理吸收法，物理吸收法和化学吸收法最大的特点就是在原料酸性基础上，让所有物质进行脱离，溶剂本身的酸气负荷与酸性成分成正比，如果液体压力下降，会立即将酸性气体释放出来，该种方式通常实用于高压、低温环境中。物理吸收法主要有冷甲醇法、碳酸丙烯脂法、磷酸三丁脂法、聚乙醇二甲醚法。该方法主要特性如下：正常处于很低的温度和高压环境中。溶剂酸气负荷率高，适合做酸性高压的原料气体处理。溶剂变质机率小，实用于各种有机硫的脱离在实践中有多种实用于气体脱离的方法，要根据实际情况确定处理方法。物理吸收法一般不适用于酸性气体在浓度较大的气体，在处理中受到溶剂组合变化的限制，净化程度远远小于化学吸收法。要根据实际情况确定使用方法。

三、天然气净化技术

首先，净化装置会进一步完善，满足环保要求和经济要求。天然气净化工艺在净化溶剂不断改进的同时，对传统工艺的优化从未停止过。如增加原料气与溶液接触面积、吸收塔采取多点进料等改进方法，获得了不少经济利益的优化，并且改进换热器和再沸器增强了反应性能，又降低了操作费用。

工艺设计要点，胺液吸收塔和再生塔工艺设计要点主要包括：1）合理地控制塔盘板间距，避免胺液使用中出现起泡现象，同时为了减少这些塔的维修成本，需要严格控制塔人孔间距，一般保持在800mm左右；2）采取可靠的计算方法计算出浮阀数，确定工艺流程开展中浮阀塔盘鼓泡面积；3）对吸收塔设置一定数量的贫液进口，有效降低二氧化碳的吸收率，增强生产工艺使用过程中的调节效果，最大限度地满足硫化氢的净化度；4）优先选用浮阀塔，提高实际工作开展中的处理效率；5）按照一定的方式在吸收塔底设置一定高度的共轭环填料，避免吸收塔正常工作中底部出现漩涡，影响生产工艺的净化效果。

吸收塔与再生塔的主要优化措施。作为吸收硫化氢、二氧化碳的主要生产设备，吸收塔在实际的工作中产生了良好的效果，为天然气净化工艺顺利地实施带来了重要的保障作用。因此，需要采取必要的优化措施，提高吸收塔的工作效率。主要的优化措施包括：1）根据天然气中各种组成成分的不同，选择每路不同的控制量；2）加强气液比的控制，选择杂质较少的进料天然气；3）借助先进的生产设备，提高胺液比纯度。再生塔实际工作过程中容易出现拦液现象，可能损害其中的底部塔盘。因此，需要采取必要的优化措施避免这种现象的出现。主要的优化措施包括：1）根据再生塔的结构特点，将压力平衡系统设置在塔的底部，避免再生塔生产过程中产生真空；2）安装可靠地自动式调节阀，确保再生塔工作中内部压力的动态平衡性，并将氮气作为塔中主要的平衡介质。

四、结语

采用可靠的净化工艺，有利于提高天然气的利用效率，降低生产成本的同时改善生态环境质量。因此，相关的技术人员需要明确天然气净化工艺设计要点，采取合理的优化措施增强这些净化工艺的实际作用效果，为天然气资源实际应用范围的扩大提供可靠地保障。

参考文献：

[1]黄志伟.天然气高压输配系统应急储备工艺优化设计及工程化研究[D].广州：华南理工大学，2013

[2]]郭清，刘杨.大型天然气净化工艺模拟实验装置的研制[J].实验室研究与探索，2015