天然气处理厂中优化天然气净化工艺技术的思考

2021-01-11庞净兮北京石油化工工程有限公司西安分公司陕西西安710000

化工管理 2021年21期

庞净兮(北京石油化工工程有限公司西安分公司，陕西西安 710000)

0 引言

天然气处理厂作为能够对天然气中有毒有害气体进行净化处理的部门，不仅能够满足人们对天然气的实际需要，还能将天然气原料中的杂质收集起来作为其他化工材料使用，进而达到提升天然气使用效率的目的。

1 天然气处理厂主要工作内容

在当前自然能源日渐减少的情况下，为更好地满足人们对能源的需求，开发新能源、提升能源使用效率、优化传统的能源生产方式成为了人们关注的重点。天然气能源作为一种新能源被广泛的应用于社会的各个领域当中，在此过程中，天然气处理厂可以通过优化天然气净化工艺技术的方式进一步提升天然气资源的利用效率。具体来说，当前城市天然气用户主要使用的是天然气中的甲烷、乙烷，但一般气田中存储的天然气原料中不仅包含甲烷、乙烷，还包含丙烷、丁烷、戊烷、硫化氢、二氧化碳等成分，若直接将未经处理的天然气原料传输给城市天然气用户，不仅会造成天然气资源的浪费，天然气原料中的部分有害物质还会给用户的人身安全造成威胁。因此，对天然气原料进行净化处理成为一项极为重要的工作。目前，大部分民用天然气的具体处理过程为，原料天然气通过井口采气树管道进入井口采气模块，汇管后再经过清管发球橇，然后进入采气管线，流向下游集气站，集气站主要功能是接收来自采气管线的井场气，经常温分离、计量后，通过管道输送至天然气处理厂。由天然气处理厂对各集气站来气进行集中脱酸、脱水处理，最后将质量达标的天然气通过管道输送给广大天然气用户，并将硫化氢等物质收集处理后，为其他化工生产提供材料，进而达到提升天然气利用效率与经济效益的目的。

目前，能够完成天然气净化工作的方法有很多，不同的天然气公司采用的净化处理方法也存在着一定的差别，天然气脱硫脱碳工艺考虑的因素主要有：CO2含量、H2S含量、下游处理工艺、温度、压力以及产品要求。目前较为常见的工艺方法为醇胺法，这种方法主要是利用碱性与CO2反应，既有物理吸收，也有化学吸收。具有较高的处理能力、较低的反应热，降低了再生负荷、降低腐蚀性和提高抗降解性，成为现代低能耗的脱碳工艺而备受重视，故而得到了广泛采用。目前，较为常见的天然气脱水工艺有：固体干燥剂吸附法、溶剂吸收法、低温脱水等方法，这些方法的合理运用可以有效降低天然气中水含量，在保证天然气能够满足相关规定要求的同时，进一步提升了天然气的应用安全。

2 天然气净化工艺优化措施

现阶段，天然气从气田开采出来后，往往还会存在一些有毒有害的气体成分，无法直接被应用于生产生活当中，对其进行净化处理就成为了一项极为重要的工作。

2.1 天然气净化工艺的应用要求

现阶段，由于部分天然气原料中存在一些污染物，在进行净化处理的过程中，这些污染物不仅会对天然气的纯度造成影响，还会使处理液出现发泡等情况。其次，天然气处理厂中其他辅助公用设施也存在优化的情况。为切实提升天然气净化工作的质量，实时观察处理设备的运行状况，及时处理出现的问题，成为当前天然气处理厂的主要工作之一。

2.1.1 天然气净化的具体工艺技术

在进行天然气净化的过程中，相关人员需要提升对吸收塔、胺液再生塔的具体工作情况设计能力，并通过对工艺技术进行优化的方式，提升净化装置工作的效率。具体来说，采用甲基二乙醇胺法吸收的吸收塔和再生塔宜采用浮阀塔，当塔径小于0.8 m 时，可采用填料塔；当采用浮阀塔时，塔板数应根据净化天然气质量标准和胺溶液对CO2吸收率的要求并经过计算确定，其中吸收塔和再生塔的塔板间距宜取0.6 m ；当采用填料塔时，填料塔的设计空塔气速不宜大于泛点流速的60%，其中的填料高度由所需的理论塔板数确定。

其次，相关工作人员需要依据天然气净化工作的实际情况计算浮阀的数量，并采用科学的处理方式，防止天然气净化过程中出现鼓泡等现象；再次，强化对天然气进口处的流量管理，避免天然气流量过多杂质无法有效处理。同时也可在塔顶设置捕雾器，捕雾器到气体出口的间距不宜小于塔内径的0.35倍。最后，再生塔及塔顶管线属于腐蚀环境，宜采取防腐蚀措施以免因腐蚀对天然气净化的正常处理造成不利影响。

2.1.2 吸收塔与再生塔的优化要求

吸收塔是当前天然气净化工作中不可或缺的一部分，在实际工作过程中，可以有效降低天然气原料中二氧化碳、硫化氢等物质的含量，现阶段，为进一步提升吸收塔的工作效率，相关工作人员需要依据工作的实际需要对其进行优化处理。具体来说，相关工作人员需要对天然气原料中的成分含量进行分析，以便配置具有针对性的吸收液；其次，强化对天然气中气体、液体间的比例控制，为后续天然气进料工作的开展提供助力；最后，在经费足够的情况下，天然气处理厂可以通过使用先进设备装置的方式，提升天然气的净化质量。

现阶段，再生塔在工作的过程中，可能会出现拦液问题，若不及时对其进行处理，就可能会对再生塔底盘工作情况造成不利影响。具体来说，为保证天然气净化工作的质量能够满足用户的实际需要，在开展工作之前，相关工作人员需要对其平衡系统进行分析，在考虑到天然气原料实际情况的基础上，通过设置平衡系统工作流程、控制天然气进料流量的方式，避免真空问题的出现。同时，在进行再生塔调节阀设置的过程中，相关工作人员可以利用氮气保证再生塔内部的工作平衡性[1]。

2.1.3 脱硫溶剂的优化措施

目前大部分天然气处理厂可以通过脱硫溶剂去除天然气中的酸性气体，在实际工作过程中，为进一步提升脱硫溶剂的工作效果，相关工作人员可以利用配方溶剂模拟计算机软件对脱硫溶剂在当前天然气净化工作的效果进行预判，进而为天然气质量的提升提供保障。具体来说，配方溶剂模拟计算机软件对于脱硫溶剂的研发使用有着极为重要的作用，首先，相关工作人员可以利用配方溶剂模拟计算机软件明确脱硫溶剂中活性成分的配比，以便切实提升脱硫溶剂的吸收效果；其次，在工作过程中，相关工作人员可以参照天然气的净化条件与要求，利用配方溶剂模拟计算机软件对天然气的成分进行细致的分析，以便为后续脱硫溶剂的配置提供可靠的数据依据；最后，为更好地明确脱硫溶剂在实际工作过程中的应用量，相关工作人员还可以利用配方溶剂模拟软件对其净化效果进行模拟，以便达到切实提升天然气净化工作的效果[2]。

3 天然气净化工艺技术方法

随着科学技术的不断发展，当前净化天然气的技术方法比较多，天然气处理厂在工作过程中，需要对天然气原料的成分情况进行分析，并结合自身的实际情况，选择合适的净化工艺技术，以便进一步降低天然气处理成本，提升天然气处理效率。

3.1 胺法处理工艺技术

这种处理技术主要是通过化学反应的方式，除去天然气中诸如二氧化碳、硫化氢等酸性气体，在实际应用过程中，由于胺法处理技术中的乙醇胺质量较为稳定，可以降低溶液自身降解作用的出现概率，提升酸性气体与反应液反应的效果。

3.2 低温甲醇洗工艺技术

在低温高压的状态下，甲醇溶液可以有效吸附天然气原料中的硫化氢、二氧化硫、水蒸气等气体，进而获得纯度相对较高的天然气，因此，在当前的天然气处理过程中，天然气处理厂大多会在天然气原料预处理完成后，利用低温甲醇工艺对天然气进行处理，以便达到提升天然气纯度的目的。

3.3 冷凝分离技术

在进行天然气净化处理的过程中，由于天然气中甲烷、二氧化硫、硫化氢、水蒸气等气体的沸点温度不同，因此，为获取较高纯度的甲烷、乙烷混合气体，天然气处理厂方面可以应用冷凝分离技术将天然气原料加压降温到-162℃以下进行液化处理，然后，利用不同物质沸点的不同，逐渐升温，令天然气中的各个成分有效分离。

3.4 除尘净化工艺技术

首先，天然气处理厂可以采用甲基二乙醇法、硫磺回收等技术净化天然气原料中的杂质，并运用低温克劳斯冷床吸收技术对天然气原料中的“硫”进行回收；其次，天然气处理厂可以利用三甘醇溶液除去天然气中的水蒸气，然后它能够给除尘净化工艺技术简化杂质成分组成；最后，采用密度分离差异完成杂质的分离，在提升天然气利用率的同时，为能源节约工作提供保障。