天然氣處理廠天然氣凈化工藝技術(shù)優(yōu)化探究

冉文付

摘 要：近年來，天然氣已成為人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡幕A(chǔ)性能源，而且隨著城市化進(jìn)程的逐年加快，人們對天然氣的需求量也呈現(xiàn)出逐年遞增態(tài)勢，這就給天然氣處理廠的天然氣凈化工作提出了更高的要求。如何優(yōu)化天然氣凈化工藝，使輸送到用戶終端的天然氣質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)及使用要求已成為技術(shù)人員的關(guān)注焦點。因此，本文將針對天然氣處理廠的天然氣凈化工藝流程及優(yōu)化措施展開全面論述。

關(guān)鍵詞：天然氣處理廠;凈化工藝;優(yōu)化措施

天然氣清潔能源給人們的日常生活帶來了諸多便利，而天然氣在通過輸送管道傳輸?shù)接脩羰褂媒K端前，必須經(jīng)過脫硫脫水的凈化處理過程，否則，用戶在使用時，天然氣的純度無法達(dá)到燃燒使用要求，甚至極易發(fā)生安全事故。進(jìn)一步優(yōu)化天然氣的凈化工藝不僅能夠有效去除天然氣中的各種雜質(zhì)和有毒有害成分，而且也能為天然氣處理廠帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益與良好的社會效益。

1 天然氣凈化工藝概述

天然氣凈化工藝的首要步驟是預(yù)處理流程，既將天然氣中的H2S（硫化氫）、CO2（二氧化碳）及H2O（水分）進(jìn)行處理，保留可燃性烴類氣體的成分，以提升天然氣的純度。天然氣凈化工藝屬于連續(xù)性處理工藝，每一個工藝流程之間都有著密切關(guān)聯(lián)，因此，技術(shù)人員在凈化過程中，不能忽視每一個處理細(xì)節(jié)，并按照事先制訂的凈化指標(biāo)，采取行之有效的處理措施。按照處理工藝類型，天然氣處理廠常用的脫硫脫碳工藝方法包括砜胺法、醇胺法以及活化MDEA脫硫脫碳技術(shù)，采用脫硫脫碳工藝能夠?qū)⑻烊粴庵械暮?、含碳化合物分離出來，這樣可以有效保護(hù)天然氣輸送管道的安全性，提升輸送效率。天然氣的脫水工藝，主要是利用TEG脫水技術(shù)或者分子篩，去除天然氣當(dāng)中的多余水分，使氣體中的水分含量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求[1]。脫烴以及凝液回收技術(shù)一般是應(yīng)用膨脹機(jī)制冷技術(shù)、J-T閥節(jié)流制冷等技術(shù)，對凝析液進(jìn)行回收，回收的凝析液可用作化工原料。而天然氣當(dāng)中的硫磺回收以及尾氣處理主要是應(yīng)用低溫克勞斯技術(shù)，使排放出的尾氣滿足環(huán)保要求。

2 天然氣凈化工藝技術(shù)

2.1 胺法處理工藝技術(shù)

胺法處理工藝原理是天然氣中的酸性氣體與一乙醇胺發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，以達(dá)到去除CO2以及H2S的目的。由于一乙醇胺具有穩(wěn)定的物理性質(zhì)，常溫常態(tài)下不會發(fā)生物理反應(yīng)，對混合溶液起到一定的降解作用，而且當(dāng)一乙醇發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時，反應(yīng)過程徹底，能夠收到理想的凈化效果。胺法處理工藝是天然氣廠較為常用的凈化技術(shù)，應(yīng)用頻率較高。對該項技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化能夠有效降低天然氣中的酸氣濃度，而且對提升天然氣的純度有著顯著效果。

2.2 低溫甲醇洗工藝技術(shù)

在低溫高壓時，甲醇溶液能夠快速溶解天然氣中的H2S（硫化氫）、CO2（二氧化碳）及H2O（水分），該工藝技術(shù)的吸附效果較好，經(jīng)過處理后的天然氣純度較高，燃燒效果好。低溫甲醇洗工藝技術(shù)能夠去除天然氣中的有機(jī)硫與無機(jī)硫，而且沒有任何殘留成分。應(yīng)用低溫甲醇洗工藝技術(shù)的預(yù)處理階段，通常采用溶劑吸收法，預(yù)處理結(jié)束后，可以利用分子篩進(jìn)行深度凈化，以滿足終端用戶的用氣需求。

2.3 冷凝分離凈化工藝技術(shù)

由于天然氣的各個組成成分具有不同的沸點，借助于冷凝分離技術(shù)，可以將天然氣中的液態(tài)成分與氣態(tài)成分有效分離，當(dāng)施加的溫度值達(dá)到水露點溫度以下時，凝析油液體就會從天然氣當(dāng)中析出，這種液體的重?zé)N含量較高，因此，析出的冷凝液可以用作理想的化工原料，在石油化工行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。冷凝分離凈化工藝的預(yù)處理溫度應(yīng)該達(dá)到-162℃以下，這樣才能得到純度較高的液態(tài)天然氣。

2.4 脫酸凈化工藝技術(shù)

天然氣的初始狀態(tài)具有較高的酸性，無法直接供給用戶終端使用，因此，必須對其進(jìn)行脫酸處理。天然氣當(dāng)中含有較多的硫化物，這種化學(xué)物質(zhì)在燃燒后，會產(chǎn)生出重污染成分SO2，這種成分與空氣中的水分結(jié)合，會形成酸雨，對人們的身體健康以及農(nóng)作物生長極為不利。天然氣脫酸凈化工藝主要采用MDEA配方溶液，這種溶液脫酸效果顯著，在脫酸過程中，以MDEA為主，復(fù)配其他的醇胺、緩蝕劑以及促進(jìn)劑作為輔助填料，這樣能夠有效控制HS2以及CO2的反應(yīng)速度，徹底去除天然氣中的酸性物質(zhì)[2]。

2.5 脫水與除塵凈化工藝技術(shù)

脫水工藝主要包括膨脹制冷冷卻法、固體吸附脫水法以及吸收脫水法。膨脹制冷冷卻法俗稱低溫分離法，通過這種方法，能夠?qū)⑻烊粴庵械臒N類物質(zhì)以及水蒸氣冷凝析出，低溫分離法由于裝置設(shè)備簡易、投資成本低，因此也是較為常用的脫水方法。固體吸附脫水是使用分子篩或者應(yīng)用硅膠、活性氧化鋁等固體吸附劑，分子篩的吸附能力強(qiáng)，與其他兩種吸附劑相比，脫水效果較好。而吸收脫水是采用親水液體與天然氣逆流接觸，進(jìn)而達(dá)到吸收水蒸氣的目的。脫水吸收劑具有較好的穩(wěn)定性，不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，再生能力強(qiáng)。常用的脫水吸水劑主要是以甘醇類化合物為主。天然氣中硫磺回收應(yīng)用低溫克勞斯冷床吸收技術(shù)，該技術(shù)能夠有效避免原料的浪費現(xiàn)象，而且硫的回收率較高。天然氣經(jīng)過過濾作用后，凝析油、游離水以及機(jī)械雜質(zhì)等成分從氣體中分離出來，大幅提升了天然氣的純度。

綜上所述，天然氣凈化是天然氣處理廠的一道重要工藝，凈化效果與天然氣的安全使用息息相關(guān)，因此，技術(shù)人員必須高度重視凈化工藝，不斷優(yōu)化工藝流程，在滿足天然氣用戶生活需求的同時，避免環(huán)境污染、降低氣體對管道的腐蝕程度、提升設(shè)備的運行效率，為促進(jìn)天然氣生產(chǎn)行業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙俊翔，曹莉潔，魏巍，等.天然氣處理廠天然氣凈化工藝技術(shù)優(yōu)化[J].數(shù)字化用戶，2019，25（14）：208.

[2]高曉龍.關(guān)于天然氣處理廠天然氣凈化工藝技術(shù)優(yōu)化探討[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（22）：139-140.