天然氣處理廠天然氣凈化工藝技術優化探究

冉文付

摘 要：近年來，天然氣已成為人們日常生活中不可或缺的基礎性能源，而且隨著城市化進程的逐年加快，人們對天然氣的需求量也呈現出逐年遞增態勢，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。如何優化天然氣凈化工藝，使輸送到用戶終端的天然氣質量滿足標準及使用要求已成為技術人員的關注焦點。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化措施展開全面論述。

關鍵詞：天然氣處理廠;凈化工藝;優化措施

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到用戶使用終端前，必須經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到燃燒使用要求，甚至極易發生安全事故。進一步優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和有毒有害成分，而且也能為天然氣處理廠帶來可觀的經濟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性處理工藝，每一個工藝流程之間都有著密切關聯，因此，技術人員在凈化過程中，不能忽視每一個處理細節，并按照事先制訂的凈化指標，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，采用脫硫脫碳工藝能夠將天然氣中的含硫、含碳化合物分離出來，這樣可以有效保護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脫水技術或者分子篩，去除天然氣當中的多余水分，使氣體中的水分含量滿足標準要求[1]。脫烴以及凝液回收技術一般是應用膨脹機制冷技術、J-T閥節流制冷等技術，對凝析液進行回收，回收的凝析液可用作化工原料。而天然氣當中的硫磺回收以及尾氣處理主要是應用低溫克勞斯技術，使排放出的尾氣滿足環保要求。

2 天然氣凈化工藝技術

2.1 胺法處理工藝技術

胺法處理工藝原理是天然氣中的酸性氣體與一乙醇胺發生化學反應，以達到去除CO2以及H2S的目的。由于一乙醇胺具有穩定的物理性質，常溫常態下不會發生物理反應，對混合溶液起到一定的降解作用，而且當一乙醇發生化學反應時，反應過程徹底，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，應用頻率較高。對該項技術進行優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

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），該工藝技術的吸附效果較好，經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能夠去除天然氣中的有機硫與無機硫，而且沒有任何殘留成分。應用低溫甲醇洗工藝技術的預處理階段，通常采用溶劑吸收法，預處理結束后，可以利用分子篩進行深度凈化，以滿足終端用戶的用氣需求。

2.3 冷凝分離凈化工藝技術

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，可以將天然氣中的液態成分與氣態成分有效分離，當施加的溫度值達到水露點溫度以下時，凝析油液體就會從天然氣當中析出，這種液體的重烴含量較高，因此，析出的冷凝液可以用作理想的化工原料，在石油化工行業得到廣泛應用。冷凝分離凈化工藝的預處理溫度應該達到-162℃以下，這樣才能得到純度較高的液態天然氣。

2.4 脫酸凈化工藝技術

天然氣的初始狀態具有較高的酸性，無法直接供給用戶終端使用，因此，必須對其進行脫酸處理。天然氣當中含有較多的硫化物，這種化學物質在燃燒后，會產生出重污染成分SO2，這種成分與空氣中的水分結合，會形成酸雨，對人們的身體健康以及農作物生長極為不利。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，復配其他的醇胺、緩蝕劑以及促進劑作為輔助填料，這樣能夠有效控制HS2以及CO2的反應速度，徹底去除天然氣中的酸性物質[2]。

2.5 脫水與除塵凈化工藝技術

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，能夠將天然氣中的烴類物質以及水蒸氣冷凝析出，低溫分離法由于裝置設備簡易、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用硅膠、活性氧化鋁等固體吸附劑，分子篩的吸附能力強，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，進而達到吸收水蒸氣的目的。脫水吸收劑具有較好的穩定性，不易發生化學反應，再生能力強。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用低溫克勞斯冷床吸收技術，該技術能夠有效避免原料的浪費現象，而且硫的回收率較高。天然氣經過過濾作用后，凝析油、游離水以及機械雜質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，因此，技術人員必須高度重視凈化工藝，不斷優化工藝流程，在滿足天然氣用戶生活需求的同時，避免環境污染、降低氣體對管道的腐蝕程度、提升設備的運行效率，為促進天然氣生產行業的健康穩定發展奠定堅實基礎。

參考文獻：

[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優化[J].數字化用戶，2019，25（14）：208.

[2]高曉龍.關于天然氣處理廠天然氣凈化工藝技術優化探討[J].科學技術創新，2018（22）：139-140.