天然气集输及净化处理工艺技术研究

天然气集输及净化处理工艺技术研究

1黄伟2徐大伟3满志明

1中石油昆仑燃气有限公司湖北分公司湖北武汉430061

2中石油昆仑燃气有限公司福建分公司福建福州350004

3中石油昆仑燃气有限公司湖北分公司湖北武汉430061

摘要：随着城市化进程的加快，天然气在日常生活中的运用越来越广泛。作为天然气正式投入市场广泛使用的重要环节，天然气集输是继油气勘查开发后的重要的生产阶段，如何在结合实际情况的基础上有效做好这一阶段的相关工作，对提升天然气资源的开发效率和利用效率有着极其重要的作用。而为进一步提升天然气气质和减小天然气对环境的污染，有效地开展天然气的净化处理工作就显得尤为重要，通过不断优化天然气的净化处理工艺，不仅在一定程度上降低了天然气生产的成本，增强了我国相关企业的市场竞争力，更为保护全球环境做出了一定的贡献。本文就天然气集输及净化处理工艺技术展开探讨。

关键词：天然气；集输；净化处理工艺

引言

天然气是一种主要由各种碳氢混合物组成的可燃气体。天然气不但是国家的战略资源，而且对人们的日常生产生活也十分重要。天然气具有很多优点，如价格优惠、燃烧充分、污染较小等，一直以来被人们称作“绿色清洁能源”。目前，我国天然气工业发展十分迅速，在油气的实际生产过程中，天然气集输对于生产安全至关重要。

1天然气集输工艺流程分析

在天然气井场中，最为重要的一道装置就是采气树，采气树是一套管汇系统，其主要的组成部分包括闸阀、四通或三通等组成，同时在采气树节流阀之后接上有关设备和仪表，从而就构成了一整套井场流程。需要注意的是，用于避免水合物形成、气量计量、油量凝析、杂志分离等设备与仪表都应当直接布置与安装在井口不远之处。将天然气从气井中采集出来之后，经过水套加热炉进行加热以及针型阀进行降压处理之后，然后经由二级节流降压之后放置入加热炉进行加热，在分离器中将游离水分、凝析油以及机械杂质等分离。在经过一系列计量之后，集气干线中就会有天然气进入。经过油水分离以及计量分离器将液体分离出来之后，然后液烃输送至炼油厂进行一系列处理。这种井场单井常温分离工艺流程最主要的缺点就是很难将污水集中起来进行处理，往往都需要有人在井口值守，然而对于井间距离远、采气管线长的边远井则就比较合适，一般在气田的初期建设时期较为适用，并且仅有较少含量的硫或不含硫。

2天然气集输工艺关键技术

为有效提升天然气生产开采的效率，保证天然气气质符合相关用户的要求，我国从21世纪初就开始对天然气集输技术和工艺进行进一步的探索和发展。其中，井下节流技术、采气井口高低压切断保护技术、井间串联和中低压湿气采气工艺、集气站常温分离和增压集气工艺等都为天然气的开采、运输和使用作出了一定的贡献。井下节流技术对天然气集输系统的影响主要体现在以下几个方面：首先，井下节流器往往深入地下2000米左右，而此深度的地层温度往往较高，采用井下节流技术不仅在一定程度上降低了天然气开采井筒的压力，而且有效利用了地层温度对天然气进行加热，有效防止了天然气开采系统管道内水合物的生成。其次，采用井下节流技术能有效降低井口压力，从而降低天然气集输系统的压力，使得注入的甲醇量大幅度减少，一定程度上降低企业的生产成本，保证企业的市场竞争力。最后，井下节流技术的应用使得井口不必设置加热炉，而是采用短时间临时加热节流的方法防止水合物的形成，这不仅减少了加热负荷，降低了企业的生产成本，更大幅度简化了井口的设施和人力成本，提升了企业的生产运营效率。此外，湿天然气往往需要通过集气干管进入集气站，并接受相应的处理，以达到天然气管道运输的相关要求和标准。因此，集气站对天然气进行常温分离、增压等集中处理，能够充分利用气井压力降低相应压缩机械设备的耗能量，从而节省天然气的开采成本。集气站采用分散增压方式可有效降低井口最低生产压力值，在提高气井开采效率的同时延长气井的使用期限，进一步提升天然气集输系统的运营效率。

3天然气脱除硫化氢的工艺技术

3.1天然气脱硫的意义

天然气中的硫含量过高，会引起硫化氢及有机硫的中毒，不仅腐蚀管线和设备，而且污染环境。硫化氢是具有毒性的气体，在空气中浓度达到一定程度，使人头疼，浓度过高，很容易导致人的死亡。硫化氢能够对某些钢材产生氢脆的现象，引起压力容器等的泄漏，存在严重的安全隐患。硫化氢气体存在于天然气中，具有非常严重的危害，因此必须对天然气进行脱硫处理，有利于保护环境，减少对人身健康的危害，延长管线和设备的使用寿命，满足用户的需求，因此，对天然气进行净化处理，具有深远的意义。

3.2常用的天然气脱硫方法

在天然气的脱硫工艺中，主要分为干法和湿法，干法脱硫使用的是分子筛技术，其能有效去除天然气中硫，提高天然气的质量。湿法的天然气净化，其是一种化学脱硫方法，在工业脱硫有最广泛的应用，胺醇法脱硫就是一种化学除硫方法，可以通过使用单乙醇胺法、改良二乙醇胺法、甲基二乙醇胺法等，来提高脱硫的效果。为了有效提高天然气的开采效率，在开采中，经常使用排水采气工艺技术，其除杂的能力有限，只有有效对有机硫、硫化氢、二氧化硫进行处理，并对各种脱硫工艺进行优选，才能有效提高脱硫的效果，从而提高天然气产品的品质，减少天然气的腐蚀性。

3.3使用胺醇脱除硫化氢的工艺技术

在胺醇法脱出硫化氢处理工艺技术中，可以应用一乙醇胺法、二乙醇胺法以及甲基二乙醇胺法，每种具体的方法具有自身的特点，依据天然气中硫化氢的含量，对处理工艺技术进行优化设计，达到最佳的净化标准，满足天然气净化的需求。利用一乙醇胺法脱除硫化氢气体，由于一乙醇胺的碱性是最强的，能够和酸性组分迅速发生化学反应，溶解天然气中的酸性成分，既可以脱除硫化氢也能够脱除二氧化碳，没有选择性，达到天然气净化的质量要求。甲基二乙醇胺法脱出硫化氢工艺技术措施的应用，对硫化氢具有选择性的脱除能力，抗降解性能强，具有快速反应的效果。能够有效地净化天然气，使天然气中的硫化氢含量达到商品天然气的标准。二乙醇胺法净化天然气工艺技术，对有机硫化物含量较高的天然气处理效果好，和二氧化碳的反应速率较慢，有利于脱除天然气中的硫，脱硫效果更好，而脱除二氧化碳的效果次之。

结语

随着社会的发展和科技的进步，人们对天然气集输及净化技术的要求越来越高。在充分认识和熟悉天然气集输和净化相关理论知识的基础上，根据气田的实际情况和所处的地理环境等重要信息，科学合理地选择天然气开采、净化和集输的技术措施和管理模式，尽可能地防止天然气生产运输过程中安全事故的发生，提升天然气开采应用的安全性和可靠性。

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