天然气处理工艺流程优化探讨

张琪

摘要：天然气是我国重要的矿产能源之一，近年来更是成为我国社会民生的保障性能源。天然气是绿色能源之一，天然气燃烧后的废弃物质对环境危害较小，一度成为最高价值的环保能源。但天然气开采以及处理过程中，存在对周边生态环境产生影响的工艺环节，同时受天然气的物理化学性质决定，天然气具有易燃易爆的特征，其处理过程中存在较大的风险隐患。本文由此出发，针对天然气处理工艺中脱硫、脱酸等处理工艺现状，深入分析探讨，天然气处理工艺流程优化的方法与技术，旨在为天然气处理工艺的研究提供必要借鉴。

关键词：天然气 处理流程 优化措施

引言

近年来我社会经济飞速发展，我国对能源需求逐步增加，生态环境问题也逐步加剧，为了缓解能源需求加剧与能源开采造成环境破坏之间的矛盾，我们需要降低能源开采与使用对生态环境造成的影响。天然气是清洁型能源的一种，具有较高的环保价值。因此我国应加强对天然气处理工艺的优化和研究，提高天然气的处理水平，降低天然气处理过程的成本以及对环境带来的影响，提高天然气的处理效率。

天然气处理工艺流程优化，一方面降低能源消耗，保证产品质量，另一方面提高轻烃收率，提升生产系统整体经济效益。

1、天然气杂质、气相处理的理论、凝液相处理的工艺

　　1.1天然气中的杂质

工业上常用的天然气脱水方法有 :①吸收 (三甘醇脱水) ;②吸附 (分子筛或硅胶) ;③冷冻 (投加甘醇/甲醇) ;④渗透 (薄膜)。前两种方法是利用液体吸收剂 (三甘醇)或固体干燥剂 (分子筛、硅胶等)的吸水性 ;第三种方法采用冷却法 ,将水分子冷凝成液相 ,加甘醇或甲醇抑制剂的作用是防止水合物形成和结冰 ;第四种方法是利用水分子和烃分子穿过半透性聚合物膜速度差别来实现分离。气体经过冷却脱除游离水后 ,采用分子筛 ( 3A或 4A类型)吸附可进一步将净化气的含水量降至渐下降 ,一般使用 2～4年就要进行更换。如能对分子筛的吸附、生和老化机理进行详细研究 ,优化装置的操作参数 ,就可以实现真正意义上的降本。

1.2气相处理的理论

通常采用固定床吸附或分子筛脱除汞。在脱汞领域 ,最新的进展主要在汞的检测技术方面 ,目前检测装置可将金属汞脱至低于该检测范围。

1.3凝液相处理的工艺

天然气凝液液相处理与炼油厂的液烃处理和凝析液处理相似。一般采用胺溶剂工艺可将 H2S和COS脱至适当的指标 ( H2S为 10 mg/ kg ,COS为 5mg/ kg)。液烃要进一步水洗 ,以回收其中携带的胺。目前各种常用的碱法脱硫工艺可达到深度脱硫 ,烃相产品也必须水洗以降低碱含量。通常液烃必须用分子筛干燥 ,以防止 COS和水重新转化成H2S。当前新工艺的研究主要集中在开发新型接触装置和减少污染物的排放方面。

2、 天然气处理主要内容

天然气是石油开采种主要的伴生气体，天然气的主要组成成分为甲烷和乙烷，但在天然气在开采之初成分相对复杂，其中包含着这丙烷、丁烷等以及相关杂质，因此需要对天然气进行预处理，才可以达到用户使用的标准。同时天然气也含有大量的有毒有害伴生物质，对天然气用户的人身安全带来一定的威胁以及隐患，因此对天然气进行预处理是十分必要的。

2.1传统天然气处理工艺流程

传统的天然气处理工艺主要包括脱除、焚烧、硫回收以及脱硫和脱汞等工艺流程。

2.2酸气脱除

酸气脱除的工艺种类较多，但基于我国天然气生产企业的设备和工艺现状，目前我国多数天然气气企业使用湿式溶剂吸收法。湿式溶剂吸收法是利用天然气中酸性气体与其他成份的溶解度差异，达到分离酸气的目的。这是一种物理脱离脱酸工艺，工艺流程简单，分离成本较低。也有可以使用相应的化学溶剂，与天然气中的酸性气体发生中和反应，从而达到除酸的目的。

2.3焚烧处理

天然气在刚刚开采出时，其中含有大量的硫化氢等易燃的剧毒气体，虽然含量较低但也存在这较高的风险隐患，一般需要通过焚烧的方式进行消除，才可以进入后续的处理流程，从而提高天然气处理过程的安全性。同时经过焚烧处理的天然气也有了更高的环保性能。

2.4硫的回收处理

如今我国很多天然气处理厂在 进行实际的气体处理前都需要先进行脱碳处理，主要脱 除天然气中的二氧化碳，再将其中的硫化氢和硫进行转 化和脱离，主要使用的机器设备是克劳斯装置，从而提高硫的回收效率。

3、天然气处理工艺流程优化

3.1脱硫处理工艺流程优化

传统的焚烧等脱硫工艺具有较高的安全风险隐患，脱硫后的废弃产物也具有一定的污染性。膜分离技术是目前最为高新的分离技术之一。将膜分离技术应用于天然气脱硫工艺中，可以有效降低脱硫工艺中存在的风险隐患，也减少了脱硫工艺有毒有害废物的产生概率。同时该设备可以用作天然气的辅助脱水工作。

3.2生化处理技术

生化处理技术是利用微生物的吸附作用，对天然气中存在的杂志进行吸附去除，与传统工艺相比，微生物在吸附硫等杂质后，可以在体内进行新陈代谢，产生全新的物质，是一种极具环保价值的天然气处理工艺技术。基于我国目前生态环境保护的严峻形势，该技术具有更为广阔的应用前景。

3.3电子束照射和微波处理工艺

传统酸气去除工艺是利用酸性气体的溶解度不同，利用物理溶解或化学中和的方式进行处理。但两种处理工艺处理效率较低，也会存在较多的酸气残留。利用高能电子束对天然气进行照射，可以让含有较高能量的粒子束穿过酸性气体，从而改变其化学分子结构，对其进行分解，可以用于酸气气体脱出以及脱硫等处理工艺中，该方式处理效果相对彻底，处理过程中也不易产生有害物质。

总语

天然气是我国重要的矿产能源，目前我国多数城市均使用天然气作为民用能源，天然气已经成为了我国社会经济发展的保障性能源。天然气在刚刚开采出时含有大量的有害物质，需要进行必要的分离处理才可以集输至用户端使用。课题分析了天然气的脱酸、焚烧、硫回收等处理工艺，并从膜分离、微生物以及电子光束照射和微波处理技术等角度提出了部分天然气处理工艺的优化方法，但课题研究多基于技术理论层面，缺少必要的实践验证环节，仍需要进一步的研究和完善。

参考文献

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作者简介：张琪 ，女，1978年出生，汉，黑龙江大庆，2003年毕业于齐齐哈尔大学化学工程与工艺专业，工程师 ，大队工艺专业，现在大庆油田天然气分公司油气加工八大队工作。

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