凈化天然氣的膜分離技術

高峰　王婷　宋婧　張旭東

摘要：隨著近年來社會經濟發(fā)展的不斷增快，人們生產生活的實施對能源需求量也在不斷增加。天然氣作為當前最為常見的綠色能源，在使用中具有較好的環(huán)保性。天然氣使用量的不斷增多，在一定程度上使用量的需求也在不斷增大。天然氣自開發(fā)至處理、加工、運輸?shù)日麄€環(huán)節(jié)在工作中的效率需要更快提升，速度的提高在極大程度上對質量難以實現(xiàn)有效保證，造成天然氣開發(fā)與實際使用中可能會有雜質的存在。對天氣進行凈化是能夠確保其質量，滿足人們生活中對天然氣的需求。基于此，本文針對當前在天然氣凈化過程中所使用的膜分離技術展開研究。

關鍵詞：天然氣;膜分離;低溫分餾;變壓吸附;氣體凈化;

天氣在使用中對其進行凈化與處理，是為了確保最終用戶所使用的天然氣質量滿足，根本需求通過特殊手，采取一定的加工技藝，促進天然氣輸送質量的提升，在天然氣凈化過程中，最主要的凈化環(huán)節(jié)是對其中所含的硫化氫進行去除。為保證天然氣產品運輸滿足商品標準要求，在確保天然氣自身經濟性之外同時要加強對天然氣綠色環(huán)保以及安全的重視。通過膜分離技術手段對天然氣的脫硫過程實施有效控制，是促進天然氣生產效率提升的有效手段，更是確保天然氣經濟效益的關鍵方法。

1 天然氣凈化的物理分離技術發(fā)展

1.1 天然氣凈化處理

我國當前常見的天然氣凈化技術在實施中是以對天然氣中所含的硫化氫等物質進行脫離作為實施原理。在實際過程中所使用的技術主要分為：固體脫硫、非再生吸收脫碳、液相催化、物理溶劑、化學溶劑等工藝，對天然氣中所含硫離子與碳元素進行去除。以上方法在使用中屬于化學反應，在實際使用中的效果較為一般，對天然氣質量的保障效果不盡如人意，且在過程中會造成一定的天然氣浪費，一些物理溶劑在使用中對脫硫難以保障實際凈化度，且受輕烴溶解效果與溶劑價格等因素影響，在工業(yè)中的應用較少。就此在天然氣行業(yè)的實際發(fā)展而言，需要加強對天然氣中脫硫技術的創(chuàng)新，促進對環(huán)境的保護，提供凈化度，降低操作成本。

1.2 天然氣凈化處理技術

天然氣凈化中所使用的常規(guī)方法是化學、物理等溶劑方法，以及低溫分餾法。這些方法在使用中與膜分離技術相比，就經濟效益而言，膜分離技術在應用中的效果更好。膜分離技術是通過天然氣中各個成分的壓差反應，通過薄膜時所呈現(xiàn)出的滲透差異性，實現(xiàn)氣體分離。

當前我國在天然氣凈化中所采取的技術主要是以化學反應為主打，這種工藝方式在應用中對天然氣的生產與發(fā)展具有一定的限制，針對特殊的天然氣需要創(chuàng)新凈化措施，以此對天然氣凈化種類加以豐富。

2 凈化天然拿起的膜分離技術

2.1 膜分離技術在天然氣凈化中的應用效果

膜分離技術在天然氣的凈化中是以天然氣中所含成分不同在壓差作用下所呈現(xiàn)出的特征各不相同作為實施原理。通過壓差作用，成分在過膜時所呈現(xiàn)出的滲透速度具有一定的差異性，以此作為對天然氣中各組分的分離依據(jù)。水蒸汽、硫化氫、二氧化碳等非烴類氣體與烴類氣體相比容易穿透膜，因此在滲透過膜時，所透過滲出的氣體屬于“廢氣”，剩余的氣體則是凈氣。膜分離技術在應用中對一些酸氣波動較大以及含量較高的凈化處理十分有效。國外在膜分離技術的應用中具有較為成熟的體系支撐，常見的主要分為三種膜分離材料：聚砜、聚碳酸酯與醋酸纖維。醋酸纖維素膜在應用中對二氧化碳具有較好的滲透性，高出甲烷16倍，因此在凈化與分離二氧化碳、甲烷等成分時，最好使用醋酸纖維膜。為促進膜分離技術應用效率的提升，工業(yè)方面使用膜組合分離單元，應用中螺旋卷型膜的效果最佳，自身滲透量較高，對天然氣的處理量較大。其中醋酸纖維在凈化與處理二氧化碳、硫化氫等成分中十分適用，且自身具有水分分離的能力，應用范圍較廣。但醋酸纖維在應用中的熱變溫較低，因此在使用中需要在環(huán)境低于40℃的情況下使用。

2.2 膜分離技術應用前景

膜分離技術在使用具有較高的耐腐蝕性、易撬裝、且在空間環(huán)境中的面積占比較小、結構緊湊、設備簡單易操作、污染較小，因此在國內凈化技術應用中開發(fā)空間較大。膜分離技術在天然氣的凈化中，與二乙醉胺方法相比，屬于物理技術與化學吸收法的優(yōu)勢對比，其優(yōu)勢十分突出：設備簡單易操作，不會產生溶液貯存以及對設備、管道發(fā)生腐蝕等問題，具有較高的節(jié)能性。膜分離在天然氣凈化技術應用中具有較大的經濟性，因此應用前景十分良好。

3 結束語

綜上所述，在我國當前天然氣凈化中所使用的膜分離技術，受實際研發(fā)與應用限制，最終所呈現(xiàn)的效果較為一般。我國在天然氣行業(yè)領域中發(fā)展十分迅速，各類天然氣不斷發(fā)掘，為天然氣膜分離技術的更好應用提供了豐富的實驗材料。通過膜分離技術的應用，能夠強化對天然氣的凈化，確保天然氣在最終使用時的環(huán)保性與經濟性，不斷促進膜分離技術的更好應用，在實踐過程中引入先進設備，能夠為天然氣凈化效率提供保障，避免能源浪費。

參考文獻：

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