对天然气净化节能环保相关问题的探讨

对天然气净化节能环保相关问题的探讨

发表时间：2019-04-29T15:47:19.037Z 来源：《基层建设》2019年第5期作者：畅凯凯1 万昌财2 张毅3 [导读] 摘要：随着我国经济快速发展，能源问题成为了影响经济发展的重要因素。

1.中国石油长庆油田分公司第一采气厂 718500；

2.中国石油长庆油田分公司第一采气厂 718500；

3.中国石油长庆油田分公司第一采气厂 718500

摘要：随着我国经济快速发展，能源问题成为了影响经济发展的重要因素。传统的能源例如煤炭对环境的危害逐年凸显，国家开始了对新型能源的探索。近年来天然气这种清洁能源的逐渐成为了能源新宠，天然气工业也逐渐步入了发展的高潮。为满足国家日益严格的环保标准及国家对能源的战略需求，迫切需要对天然气净化技术的研究方向及发展进行更深入的思考并开展技术攻关。

关键词：天然气；净化工艺；节能环保

一、引言

天然气是一种重要的清洁能源，对于国家改善能源结构、保护环境有着特殊的意义。现在天然气不仅是我国绝大多数家庭生活的重要能源，而且成为了国家发展工业的中药能源。由于近年来国家经济和工业的发展，对于天然气的需求达到了新的高度，对于天然气的质量也提出了更高的要求。这对于一些相关的天然气净化厂，将肩负起更大的责任，接收更大的挑战，同时也对现有的天然气净化技术朝着节能、环保型迈进提供了足够的发展动力和更为广阔的上升空间。为了达到天然气的净化指标，满足天然气用户的需求，脱除有害组分是十分必要的。在处理时需要配置分离器、过滤器等多种性能较好的设备，并了解各类处理方法的特点及操作流程，严格按照相关要求进行处理，确保各类工艺都能够充分发挥其作用，促使天然气的净化效果更好。

二、天然气净化

随着国家对环境保护的日益重视，要求净化天然气中的H2S含量（以及总硫含量）和CO２含量越来越低，这促使原有的工艺需要不断改进提高并开发更多新技术及新工艺。配方型溶剂是在ＭＤＥＡ水溶液基础上发展起来的新型脱硫脱碳溶剂。上世纪90年代国内一些科研机构陆续开展了深入的研究，到现在仍方兴未艾。各种以ＭＤＥＡ为主的新型配方型工艺相继成功开发，并形成工艺系列，可通过选用不同的脱硫溶剂配方和适当的工艺流程，将H2S含量降至低于4×10－６（φ）、CO２含量低于2.0％（φ），甚至低于50×10－６（φ）的水平。配方型溶剂不但用于原料气脱硫部分，而且也广泛应用于硫回收后续的尾气处理部分，以进一步提高硫回收率和减少大气污染物的排放，满足国内绝大多数天然气净化厂及炼厂的脱硫脱碳需求。

化学吸收主要有碳酸钾吸收法、醇胺吸收法和氢氧化钠吸收法等。干法脱碳吸附分离技术可分为三种类型：变压吸附（PSA）；变温吸附（TSA）和变电流吸附。在这三类方法中，变电流吸附分离法仍处于实验室研究阶段。目前，前两种吸附分离方法，特别是PSA已被广泛应用于各种气体分离过程中。

天然气脱硫天然气中含有的H2S、单质硫、有机硫化合物等，会造成输送过程中管道的腐蚀，燃烧中生成硫化物从而污染环境，作为化工原料时还会导致催化剂中毒，影响产品质量。脱硫的主要方法有化学溶剂法、物理溶剂法、物理化学溶剂法、直接转化法。分子筛法等。化学溶剂法常用各种醇胺法。醇胺类化合物中至少含有一个羟基和一个胺基羟基降低化合物的蒸汽压，并增加化合物在水中的溶解度；胺基则为水溶液提供必要的碱度，促进水溶液对酸性组分的吸收。常用醇胺有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）二异丙醇胺（DIPA）、二甘醇胺（DGA）。物理溶剂法在脱除酸性组分过程中不存在化学反应，酸气组分的溶解度和吸收压力成正比，高压下吸收酸气组分，低压解吸，溶剂随之再生。物理溶剂Selexol（多乙二醇二甲醚）以及Flour Solvent（碳酸丙烯酯）等适合处理酸性分压高而重烃含量低的天然气，Sulfinol（环丁砜）为应用最广的物理溶剂，对于中至高酸性分压的天然气有广泛的适应性，有良好的脱有机硫能力，能耗也较低。物理化学溶剂法兼有物理溶剂法和化学吸收法的优点，成为天然气脱硫的重要方法。

天然气脱水脱汞工艺。天然气的脱水方法主要有三种：冷却法、甘醇吸收法及固体（如硅胶、活性氧化铝、分子筛等）吸附法。冷却脱水时利用当压力不变时，天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水。吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收的方法脱除天然气中的水蒸气。用作脱水吸收剂的物质对天然气有很强的脱水能力，热稳定性好，脱水时不发生化学反应，容易再生，粘度小，对天然气和液烃的溶解度较低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀性，同时价格低廉，容易得到。

三、天然气净化发展以及节能环保

首先，净化装置会进一步完善，满足环保要求和经济要求。天然气净化工艺在净化溶剂不断改进的同时，对传统工艺的优化从未停止过。如增加原料气与溶液接触面积、吸收塔采取多点进料等改进方法，获得了不少经济利益的优化，并且改进换热器和再沸器增强了反应性能，又降低了操作费用。

天然气净化系统的发展越来越受到重视，原因是国家对天然气的使用量逐年增加，对天然气的环保标准也在逐年提高，在原来的净化基础上提高净化能力，减少经济投入，优化净化性能，成为了业内人士重点研究的内容和天然气净化的重要发展方向。

天然气净化工艺设计优化，天然气净化工艺在净化溶剂不断改进的同时，对传统工艺的优化从未停止过。如增加原料气与溶液接触面积、吸收塔采取多点进料等改进方法，获得了不少经济利益的优化，并且改进换热器和再沸器增强了反应性能，又降低了操作费用。大型天然气净化装置安全联锁技术，天然气净化过程中使用的都是大型的机械装置，这些装置常常是连锁在一起进行净化工作，一旦某一部分出现故障就会影响整合净化系统。因此大型净化装置的安全联锁技术的改进近年来也备受重视。从高硫天然气净化装置的生产过程控制、应急预案等方面出发，合理设计了相关的关闭措施；进行大量现场测试对设备工作情况进行修改与完善，形成了一套高水准的安全联锁关键技术，基本解决了大型高硫天然气净化装置生产过程中的安全控制问题，填补了国内空白。当然这项技术还需要在应用中不断改进，真正确保工厂和工人的安全，完成净化目标。

四、结语

天然气作为现代能源，具有清洁、高效、优质的特点，是一种重要的生活和工业能源。伴随着国家工业化的推进，天然气应用也将逐步取代传统高污染能源，其应用范围也越来越广。然而在天然气使用之前，必须进行净化处理。在天然气净化过程中，利用到很多技术和装置，净化过程只有跟上要求才能投入使用以满足国家需求，这就需要对天然气净化工艺不断优化发展，确保天然气净化度，保证天然气净化作业的安全性，为企业收获良好的经济效益及社会效益。