液化天然氣工廠重烴脫除工藝方案比選

李占越 楊立雨

摘 要：近年來，隨著全球經濟的不斷發展，人們對物質生活的要求越來越高，使得能源危機越來越突出，且汽車等相關行業的迅速發展，也使有害氣體排放量逐年增長，對環境造成了毀滅性的破壞，全球變暖等與人類生存息息相關的現象也越來越嚴峻。為有效緩解人與自然的矛盾，在一定程度上解決能源危機，走可持續發展道路勢在必行，而天然氣作為清潔能源，其出現及應用大大緩解了人類面臨的能源問題，而如何更好地應用天然氣這一資源也成為相關人員關注的重點。

關鍵詞：液化天然氣工廠；重烴脫除；方案比選

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.079

1 前言

現階段，隨著天然氣資源應用地越來越廣泛，液化天然氣由于其具有運輸方便、易于存儲的特點越來越成為天然氣企業開采的第一選擇。使用液化天然氣不僅能有效提高運輸和存儲效率，在一定程度上降低企業的生產成本，還能盡可能避免出現能源浪費現象，有效緩解能源危機。由于天然氣中海油二氧化碳等主要雜質，還含有一定數量的苯、重烴等雜質，因此為了使液態天然氣的作用得到最大程度的發揮，就必須采取一定手段脫除雜質。

2 液化天然氣重烴脫除工藝概述

烴類的沸點隨著分子量的增大而逐漸提高，因此，在對天然氣進行冷凝的過程中，最先被冷凝的往往是重烴，如果沒有在恰當的時候將重烴率先分離掉，或者是在冷凝之后未能盡快分離重烴，那么重烴一旦被凍結，就會對管道及設備造成堵塞。近年來，我國科學技術獲得了質的飛躍，在天然氣凈化方面的工藝技術已經漸趨成熟，對于重烴脫除主要有吸附分離法、異戊烷溶解法、深冷分離法等傳統脫除工藝，除此之外還有新型脫除重烴的工藝[1]。

3 液化天然氣重烴脫除工藝方案比選

3.1 液化天然氣預處理過程分析

天然氣液化通常是經過液化和預處理兩部分工作，在天然氣進入液化設備之前進行預處理工作，這一過程主要是要脫除天然氣中的水分、酸性氣體、機械雜質和重質組分，通過脫除這些雜質，從而有效避免這些雜質腐蝕或者堵塞設備，保障液化天然氣的工作效率。另外，除了要去除上述雜質之外還要清除掉如氮氣等惰性氣體[2]。而經過預處理的天然氣更為清潔，但是仍然會有不符合液化標準而需要二次凈化的情況出現。通常基本負荷型的液化天然氣工程距離氣源較近，由于井口氣中的雜質含量較高，所以液化前進行雜質處理工作是十分有必要的。

3.2 液化天然氣重烴脫除工藝

3.2.1 傳統重烴脫除工藝

傳統的重烴脫除工藝主要有吸附分離法、異戊烷溶解法、深冷分離法三種，吸附分離法主要將硅膠、分子篩、活性炭作為吸附劑，通過不同烴類吸附能力的差異分離烴類氣體，這種分離方法主要應用在原料氣中的重組分含量低且設計規模小的情況中，但這種方法仍有一定的缺陷，僅僅單純利用分子篩和活性氧化物并不能完全脫除重烴，不能有效降低重烴含量。

而余下未被脫除的重烴多是采用深冷分離法進行脫離吸附分離法通過吸附、加熱解吸、再生三個階段進行吸附，但是如果原料氣中的重組分較多，單單采用吸附分離法進行分離，并不能將重烴完全分離出來，因此常將吸附和深冷分離兩種方法結合起來以獲得更好的重烴脫除效果[3]。

異戊烷溶解法是針對苯含量高的烴類組分。對于深冷分離法，該分離法是依據烴類組分的沸點進行氣液分離，將天然氣進行冷卻，當天然氣冷卻到烴露點溫度以下，從而得到凝液，之后再進行重烴脫除，在脫除過程中多采用節流膨脹的方法，從而得到較為純凈的天然氣。

3.2.2 新型重烴脫除工藝

隨著能源價格的不斷攀升，國家日益重視環境保護，液化天然氣的應用越來越廣泛，而這也帶動了液化技術的不斷發展，在液化天然氣的過程中，通過不斷優化改進傳統的重烴脫除技術，由此出現了節流分離法和超音速分離技術等新的重烴脫除工藝，此外還有將傳統工藝與新型技術結合起來的脫除工藝[4]。將天然氣冷凝后分離水和液烴的技術被稱為超音速技術，該分離技術多借助旋流器、拉瓦爾噴管、渦流分離葉片和擴壓管開展工作，通過噴射氣體降低溫度，提高速度，在這一過程中，天然氣中的水和重烴都轉化為液態從而被凝析出來，從而有效進行重烴脫除。而節流分離法，主要是將氣體從高壓節流向低壓，根據氣體溫度在節流前后發生的話，再通過分析含烴原料氣中各烴類組分冷凝的溫度，在合適的溫度分離出不同的組分，從而有效脫除重烴[5]。

4 液化天然氣重烴脫除工藝意義

近年來，隨著社會經濟發展水平不斷提高，科學技術也有了質的飛躍，市場制度漸趨完善，這也是的我國工業市場的競爭越來越激烈，大范圍地應用天然氣這一清潔能源，不僅能有效提高相關企業的經濟效益，還能在一定程度上緩解人與自然之間的矛盾，使我國各行業的發展堅定不移地走可持續道路。同時液化天然氣投資見效快，在長距離運輸過程中，液化天然氣不需要大型儲氣設備，用低溫槽車就可以進行運輸，而這也大大降低了液化天然氣的運輸成本，在一定程度上推廣了液化天然氣的應用[6]。

5 結束語

為了能進一步適應經濟迅速發展的現狀以及滿足保護環境的需要，液化天然氣的應用前景極為廣闊，而要使這一資源的效果能得到最大程度的發揮，就需要相關人員密切關注液化天然氣的相關工藝，特別是脫除雜質的工藝，液化天然氣的純凈與否與其最終的使用效果直接掛鉤，因此要在充分總結傳統脫除工藝的基礎上與新興技術相結合，探討比選出更為高效更為科學的液化天然氣脫除雜質工藝方案。

參考文獻：

[1]劉梟，董貴君.重烴脫除工藝技術探討[C].中國液化天然氣儲運技術交流會，2016.

[2]鄭義哲.LNG工廠重烴脫除工藝介紹與新工藝研究及應用[J].工業，2016（12）：00255-00256.

[3]馮帆.LNG工廠脫重烴工藝技術探析[J].化工管理，2017（28）.

[4]寧玉鑫.天然氣液化工廠預處理與液化工藝應用分析[D].北京建筑大學，2014.

[5]岳春靜.液化天然氣系統中重烴脫除系統的研究[J].廣東化工，2013，40（12）：222-223.

[6]王道廣，WANGDao-guang.液化天然氣生產中重烴分離技術綜述[J].現代化工，2017（08）：170-173.