天然气净化处理工艺技术论述

天然气净化处理工艺技术论述

发表时间：2018-01-30T14:17:59.347Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第25期作者：夏旭

[导读] 本文首先概述了天然气净化处理的必要性，分析了几种天然气净化处理技术。

摘要：近年来天然气在我国一次能源消费中所占的比例会越来越大。然而从地层开采出来的天燃气除含有水蒸气外，通常还含有一些酸性气体。这些酸性气体一般是硫化氢、二氧化碳和COS与RSH等气相杂质。因此，要想保证天然气的正常使用，就必须对其进行净化处理。本文首先概述了天然气净化处理的必要性，分析了几种天然气净化处理技术，并就其净化处理工艺的新方法及发展趋势提出了个人见解。关键词：天然气；净化处理；处理技术

1.天然气净化处理的必要性

作为一种蕴藏量巨大、清洁环保性良好的重要资源，天然气生产工艺水平越来越受到人们的普遍关注，对于经济社会发展目标的实现有着深远的意义。未经处理的天然气组成成分较多，包含着有机硫化合物、硫化氢等，容易对生产过程中的金属材料带来较大的腐蚀作用，影响天然气的利用效率。因此，需要采取可靠的工艺对天然气进行有效的净化处理，避免这种能源使用过程中对生态环境造成一定的影响。在具体的操作过程中，技术人员需要对天然气净化工艺有必要的了解，确保相关生产装置的安全运行，提高生产过程中天然气净化效率。

2.天然气净化处理工艺技术分析

天然气作为一种绿色洁净能源，其开发和利用越来越受到人们的重视，各国对天然气质量都有相应的净化标准。发展天然气工业，必须研究发展天然气净化工艺，解决天然气的输运储备和无害利用问题。下面本文将介绍几种常见的天然气净化工艺技术：

2.1天然气脱水

2.1.1低温分离

高压的天然气经节流膨胀造成低温，让水分离出来。它一般适用于高压气田，天然气降压后仍高于输气压力，同时又使温度降低而不致产生水合物。低温分离的另一类是将压力较低的天然气加压后冷却脱水。我国一些油田还在冬季利用大气来冷却石油伴生气达到脱水的目的。低温分离一般都作为辅助脱水措施。因为它是依靠低温冷凝分离脱水，此时天然气仍处于饱和状态。为防止冰堵，有的装置在低温分离的同时，还加入某种反应剂吸收水分，进一步降低露点。

2.1.2液体吸收法脱水

最早采用的液体脱水剂是甘油，随后是氯化钙水溶液，这两种脱水剂目前均已淘汰。二甘醇用于天然气干燥，干醇法就得到广泛应用。由于三甘醇特别有效，自从用于脱水后，逐步占据主导地位，到最近几年已成为天然气脱水的工业标准。目前用于脱水的有二甘醇、三甘醇和四甘醇。

2.1.3固体干燥剂吸附脱水

吸附：一种气相组分被固体表面吸住而在固体上浓聚的现象。固体干燥剂吸附脱水：是利用多孔性的干燥剂吸附天然气中的水蒸气。

2.2天然气脱硫

2.2.1膜分离工艺处理

天然气的膜分离工艺处理使在二十世纪七十年代开发出一门比较成熟的膜分离技术。与传统的冷却分离技术相比，该膜分离技术操作比较简单、节能、高效，并且在使用空气分离与天然气脱碳处理过程总，膜分离工艺处理就是利用各种气体组分在高分子聚合物中的溶解扩散程度不同，因此膜分离工艺叫技术在分压的作用下通过纤维进行不同速度的分离。

2.2.2湿法脱碳工艺处理

该工艺主要采用了膜分离工艺处理方法，其中的脱离二氧化碳是最常用的处理方法。脱离二氧化碳的工艺技术主要是基于含有二氧化然的天然气与溶剂通过接触之后进行吸收二氧化碳的再生将其去除的方法。所有的溶剂吸收除了吸收二氧化碳的工艺技术处理之外，还采用的脱碳工艺流程与设备处理。因此，该天然气工艺处理技术的发展主要是根据各种溶剂与溶剂的改进与选择。

2.2.3 MDEA脱碳工艺处理

MDEA脱碳工艺处理有很大有点，主要是能耗低、处理能力比较大，使天然气中的二氧化碳的天然气脱碳工艺处理按照含量进行调节。并且在吸收过程中，在压力比较低的情况下，对二氧化碳进行净化程度比较高。因为MDEA溶液的腐蚀性能比较好，因此不需要加入其它的缓蚀剂。该处理工艺是天然气脱碳工艺处理的关键技术之一。总之，天然气脱碳工艺处理是提高天然气质量的关键所在。

2.3硫磺回收

硫磺回收部分采用直流法克劳斯硫回收工艺，硫磺回收部分采用直流法克劳斯硫回收工艺，全部酸性气进燃烧炉，按烃完全燃烧且1/3的H2S生成SO2控制进 1/3 生成SO2 入主燃烧炉的风量。其流程设置为一段高温硫回收加两段入主燃烧炉的风量。低温催化硫回收，该部分硫回收率为93～95%，主燃烧炉 93% 废热锅炉产生3.5Mpa等级的水蒸汽，该蒸汽除自用外大部分3.5Mpa等级的水蒸汽分送到全厂高压蒸汽管网，硫冷凝器产生0.4Mpa等级的水分送到全厂高压蒸汽管网。

3天然气净化工艺的新方法及发展趋势

3.1微生物脱硫技术

微生物脱硫技术最初用于煤炭脱硫，随着该技术的深入，近几年才逐步扩展到用于脱除天然气中的硫化物。该领域常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌、脱氮硫杆菌等，而从两种细菌出发推出了截然不同的两种脱硫工艺。酸性条件微生物脱硫工艺，即Bio—SR工艺，和碱性条件微生物脱硫工艺，即Shell—paques工艺。由于微生物脱硫条件温和、能耗低、投资低、废物排放少，特别适用于处理中低含硫天然气，正逐渐成为脱硫领域研究的新热点。

3.2臭氧氧化法

臭氧（O3）去除硫化氢、硫醇等臭味物质的基本原理是利用臭氧在催化剂存在或紫外线照射下快速分解出来的具有极高化学活性的原子氧的强氧化性，将硫化氢、硫醇等臭味物质氧化，使之形成无臭味的其它的硫化物。氧化过程中即使有过量的臭氧，臭氧也会因为催化

剂的存在而迅速分解。另外废气中的硫化氢和硫醇在氧化过程中不会生成二氧化硫，避免增加二氧化硫产生的污染。但由于目前臭氧的工业化制备比较困难，因此此法运行成本会较高。

3.3电化学法

电化学法是采用电极反应实施氧化还原反应脱除H2S和SO2的一种新方法。该方法因其处理效率高、操作简便、易实现自动化、环境兼容好、不采用任何催化剂和添加剂，从而不产生副产物或二次污染物、清洁生产、环境友好等优点，从而使其发展前景非常广阔。脱除H2S的原理是：首先将H2S溶于碱性水溶液中生成Na2S溶液，电解该水溶液，在阳极可得单质硫，阴极产生H2。此法属于一种新型工艺，但H2S电解转化设备的效率、经济性等尚需要进一步研究。

结束语：天然气净化的工艺多种多样，我们要依据生产的实际情况来选择最佳的净化工艺流程，在天然气处理工艺中，应用溶剂处理技术的范围比较广。随着含硫量的增加，选择经济有效的处理系统的范围明显变窄。此外必须考虑环保对废弃物的限制。对于每个气体开发新项目关键是进行工艺选择研究，以设计出经济适用的处理系统，进而推动天然气净化处理工业的发展。参考文献

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