大型LNG項目的天然氣脫水工藝探討

宋永樂 李明(巴彥淖爾華油天然氣有限責任公司， 內蒙古 磴口 015200)

天然氣在我國能源提供方面發揮著越來越至關重要的作用。初始的天然氣中是含有一定的雜質的，比如說有水分、雜質氣體等。如果天然氣中含有一定量的水分，將會減小輸氣管道對其他有效組分的輸送能力，降低天然氣的熱值；在天然氣液化裝置中，水將在低于零攝氏度時結冰凍堵管道及換熱器；天然氣中的水分還會與其他雜質混合，形成化合物，腐蝕設備和管道。因此，天然氣脫水既是一個技術問題，也是一個安全問題。因此對于天然氣脫水工藝技術的研究顯得尤為重要。

1 天然氣脫水的主要方法

1.1 低溫下冷凝脫水

當環境的壓力越高，溫度越低，天然氣中所參雜的水分就將越少，因此基于這樣的原理，可以對其采用低溫冷卻的方法進行脫水。天然氣是多組分的混合物，各組分的凝結溫度都不同，所以在不同溫度時，凝固的程度也不相同。因此，基于以上分析，天然氣中水分的去除可選用低溫下冷凝脫水法，具體可采用直接冷卻法和加壓冷卻法。但冷卻法脫水往往效率較低，達不到天然氣的水露點要求，一般作為脫水的輔助工藝。

1.2 可溶性的試劑脫水

(1)利用三甘醇脫水 三甘醇是有機溶劑，對水有極強的親和力，采用其與天然氣充分接觸，使水傳遞到溶劑中從而到達脫水。三甘醇脫水主要流程：濕原料氣經分離器粗脫水后，進入吸收塔與三甘醇貧液逆流接觸，干燥天然氣從塔頂排除，三甘醇富液經過解析塔再生循環利用。三甘醇用于工業時用量是較大的，投資較高，且當天然氣中存在輕烴液體時會有一定程度的起泡傾向，運行時需要加入消泡劑。

(2)利用氯化鈣進行脫水處理 早期在工業生產中，經常會使用氯化鈣進行天然氣脫水。由于氯化鈣水溶液是較好的天然氣中水分吸收的溶劑，所以較早的采用；又因為利用氯化鈣進行天然氣脫水所需的機器較為方便，很容易進行安裝、運行和后期的維護，再加上其存儲較為方便，一般采用這種方法。但是，就目前的工業水平而言，仍有的采用，主要是因為對于交通運行不是很方便的地方，生產的天然氣不多的情況下，或者生產天然氣的地方的環境較差的話，這種方法仍是很有優勢的。

1.3 利用固體進行脫水

對于小型的天然氣處理裝置，可以采用固體進行脫水，而對于大型的天然氣的脫水，一般采用液體的方法較為高效。在具體的情況下，特別是在氣體流量、溫度、壓力變換特別頻繁的時候，一般采用吸附法，因為這種對多變的環境條件有一個較好的適應性能，操作起來方法較為方便，并且可以保證脫水后的氣體中無液體殘留，在當今天然氣液化工廠采用較為廣泛。

(1)利用分子篩進行脫水 分子篩的脫水法屬于固體脫水法，是一個物理吸附過程。目前天然氣工業用的分子篩脫水法主要采用固定吸附塔。為保證裝置可連續穩定運行，一般分為兩塔流程、三塔流程或多塔流程，主要包括脫水、再生環節。最主要的設備就是分子篩塔及用于加熱再生的加熱爐。分子篩脫水能夠將天然氣中水含量降到1ppm以下，水脫除的更加徹底，處理的程度更加深入。但是，分子篩脫水也存在一定的缺點，對于較大的裝置，設備投入的資金較高的，且對于加熱再生部分，分子篩脫水需要消耗大量的熱能，且每運行3到5年分子篩就得進行更換。

(2)硅膠吸水脫水法 硅膠是一種堅硬無定形鏈狀和網狀結構的硅酸聚合物顆粒，是一種親水性的極性溶劑，可用于天然氣脫水。硅膠的吸附性能和分子篩大致相同，很容易再生。但由于硅膠極易被水飽和，且與液態水接觸易炸裂，產生粉塵，因此工藝生產中應在原料氣進口處加一層不易被水破壞的吸附劑。

(3)多個環節的干燥脫水 就目前的工業形式而言，采用多步驟的脫水已經是一種較為創新的處理方式了。具體的脫水工作流程如下：對不純凈的天然氣進行一定的調壓處理，并且保持這種壓力通過一定的干燥設備，含有雜質的天然氣在這個過程中，水分將會被干燥劑吸附，由于采用具有鹽分的干燥劑，則會形成一定的鹽顆粒附著于設備表面形成膜。最終吸附到形成的顆粒很大脫落了之后，即直到不能吸附為止。從這個過程中也可得到鹽分這一產品。在以后的工作中，可能需要加入一些干燥劑，這時就可以加入干燥設備中去。較雜的天然氣中所含的水分越多，所需要的固體的干燥劑的用量也就越多，所以要考慮到成本的節約問題。因此，一般將該種方法用于對于天然氣壓縮比較厲害的部分。

2 結語

隨著技術的進步，未來可能利用超音速技術對天然氣進行脫水，該系統在發揮自己特有優勢的同時，會對傳統技術的缺點進行糾正，讓我們有所期待。

[1]何策，張曉東.國內外天然氣脫水設備技術現狀及發展趨勢[J],石油機械,2008，(36)：69-73.

[2]楊思明.天然氣脫水方法[J].中國海上油氣，1999，(11):6-9.