天然气处理工艺流程优化分析

天然气处理工艺流程优化分析

胡永飞  , 康敬沅

长庆油田(榆林)油气有限公司，陕西榆林   719000

摘要：随着人们节能环保意识的提升，作为清洁能源的天然气受到了世界范围的广泛认可与重视，越来越多的国家选择借助天然气工业来实现经济的发展与环境的改善。目前，天然气作为清洁型能源在人们的日常生活和生产中有着重要作用。截止到去年，我国天然气产量已经达到了1304亿立方米，也就是说我国对于天然气的需求非常高，因此能否保证天然气处理的安全性具有非常重要的意义。只有经过专业的处理，才能够投入到使用，针对天然气进行处理，包括脱硫、脱酸、脱水等多个环节，为了能够进一步规范天然气处理流程。本文针对天然气处理工艺进行探讨和分析，希望能够进一步优化天然气处理流程，满足人们日常生活和生产的实际需求。

关键词：天然气处理；工艺流程；优化

引言

随着油田开发逐渐进入后期，伴生气产量日益下降，国内很多天然气处理厂不再适应现有的生产状况。原有的设计规模一般会远远偏离现有的工况，使压缩机组发生喘振现象而影响工作效率，使膨胀机转速、膨胀比等轻烃生产参数偏离设计工况，导致轻烃收率降低。故亟需对旧天然气处理厂进行改造优化，使其在正常工况下运行，从而增加经济效益。

1天然气处理主要内容

天然气能源是一种清洁型能源，现如今已经广泛应用于人们的日常生活和生产中，在这一过程中天然气处理厂通过对天然气进行净化，能够有效提高资源的利用率。在实际应用中，天然气用户主要使用的是其中的甲烷和乙烷，但是一般气田中储存的天然气中不仅包含甲烷和乙烷，还包括硫化氢、丙烷、丁烷、戊烷等成分，如果没有对天然气原料进行科学有效的处理，直接传输给用户，就会带来非常严重的资源浪费，同时天然气燃料中还包含部分有害物质，也会对用户的人身健康产生一定的影响。所以，针对天然气原料进行有效的处理是非常关键的。大部分的民用天然气其处理过程为，将天然气原材料通过采气管道，进入到采气模块，汇管以后利用清管发球橇进入到采气管线，然后再流向下游集气站，集气站的主要功能就是接收采气管线的井场器，在经过分离计量以后，利用长输管线将天然气输送到处理厂，然后处理厂再对各个集气站收集到的气体，进行集中脱水、脱酸等处理，最后将质量合格的天然气利用管道运输给用户。将硫化氢等物质进行集中化处理以后，能够作为其他化工生产的原材料，这样就能够有效提高天然气资源的利用率，真正实现经济效益和社会效益的双丰收。

2天然气处理工艺流程优化措施

2.1脱硫处理流程优化

①膜分离处理技术。使用膜分离处理技术可以实现天然气脱硫处理工艺的优化，膜分离处理技术主要通过膜分离器实现硫元素的脱除，可以有效提升脱硫过程的安全性，也能避免处理后产生的废料对自然环境产生污染，脱硫设备也不存在折旧问题。除此之外，膜分离处理设备还可以用于天然气脱水处理，虽然无法完全脱离天然气中的全部水分，但是也可以在一定程度上提高天然气脱水效果。②生化处理技术。采用生化处理技术脱除天然气中的硫主要原理是使用微生物吸附，一些微生物对硫化氢、二氧化碳等气体有极强的吸附作用，同时这些微生物还能将上述气体在体内进行新陈代谢，进而形成全新的物质，生化处理技术一种绿色环保的脱硫技术，如今在很多领域都有较为广泛的应用，应用前景比较理想。③吸附分离技术。对于天然气脱硫工序来说，吸附分离技术进行脱硫是一种成本非常低但是脱硫效率和质量都相对较高的方式，但是，对于我国目前的吸附分离水平来说，这种技术还需要进一步更新和改进，因此这种方式还没有进行大面积推广使用。④电子束照射和微波处理。电子束照射和微波进行天然气处理是一种物理和化学相结合的处理方式，这种处理方式主要是使用高能量的电子束或者粒子束穿过天然气中的硫化氢气体，从而改变其主要化学组成元素，将之分解成为硫元素，进而实现脱硫的目的。这种方式属于物理处理技术与化学处理的有机结合，是一种创新形式的处理技术，能够有效脱除天然气中的硫和氮，而且这种处理方式比较简单，效果也相对理想，处理后不容易产生污染。

2.2气相处理

①脱除酸气。针对天然气进行处理时，进行酸气脱除，最为常见的方式就是湿式溶剂吸收工艺，这种工艺主要包含三种技术手段：第一，物理吸收技术。主要就是利用特定的溶剂对酸气中的元素进行选择性的溶解，这样就能够达到天然气脱酸的目的。第二，化学吸收技术。在实际应用过程中主要就是利用一些能够与酸气产生化学反应的物质，来去除天然气中的酸气。第三，混合溶剂。这种溶剂能够有效结合物理和化学两种处理方式的优势，是一种更加先进的脱酸技术。②焚烧处理。针对天然气进行处理时，在生气中会产生大量废气，而这些废气中会包含一定量的硫化氢，虽然这些含量并不高，但仍然需要在焚烧炉中进行焚烧处理，才能够有效排除天然气中的硫化氢物质，防止引发意外事故。同时，经过焚烧处理以后，还能够确保废气达到国家相关标准的排放要求，除再生器以外，天然气处理过程中克劳斯装置也有可能会产生废气，也需要进行燃烧处理。③脱汞处理。针对天然气原料进行气相处理时，还需要进行脱汞，目前用于脱汞的方式主要包含以下两种：第一，使用固定床吸附汞元素来，达到天然气脱汞的目的。第二，则是使用分子筛分技术将天然气中的汞元素去除使用，这样的技术效果也非常的理想。目前，我国天然气脱汞技术也在不断的改进和完善，其检测范围已经能够达到0.002-0.003mg/m3。

2.3工艺补水处理

在使用氧化铁开展工艺的过程中，虽然原料需要气相水，但是液相水不得流入床层。在配气站中，因天然气水量低，在进行脱硫剂脱硫处理前需对其进行补水。不过对于补水的含量也要管控，如若补水过多，会使水蒸气对活性炭产生影响，这也会使活性炭吸附脱除有机硫的效率大幅度降低，如若天然气中的水蒸气浓度过多，活性炭所能吸附有机硫的量会很少。此外，因增湿塔无法调节气体饱和度，所以工作人员需采用灵活性强的调节措施。对于天然气水饱和状态下的含水量，主要是受温度和压力的影响，尤其是温度的影响程度较大。如在25℃下，水饱和气压为0.0043MPa，在38.2℃时其蒸气压达到了0.0086MPa，这就证明压力相同时，38.2℃温度下的天然气在饱和状态时需要的水量是25℃的2倍。虽然天然气的压力有波动变化，但温度要稳定的多，所以天然气的补水量也相对稳定，这也意味着使用水蒸气来补水，其用量也是较为稳定的。在实际工作中只要确定天然气以及水蒸气的流量比例相匹，并利用温压进行校正便可。在此背景下，也可防止受水蒸气流量变化的影响而使工作人员无法选择出合适的调节阀型号，甚至在其管道也会出现凝结水现象。在工艺中补入水蒸气的量很小，依据此次天然气参数进行计算，饱和度在56%左右时水蒸气的补入量大概是75kg/h，所以净化厂也可使用补入水蒸气来代替增湿塔。

结语

综上所述，加大对天然气处理技术的研究力度，能够进一步提高天然气处理的实际效果，确保天然气的净化程度达到理想状态，从而满足商品天然气的质量需求，将符合要求的天然气产品供给人民群众，这样才能够保证天然气产业得到长远的发展。在天然气处理过程中，必须要求相关的处理技术达到工业级的水平，降低生产成本，保证天然气处理质量，确保天然气企业能够获得更大的经济效益。

参考文献

［1］王育明.天然气处理工艺的优化[J].油气田地面工程，2020，27（2）：52-54.

［2］刘胜国.天然气处理工艺流程优化研究[J].上海化工，2021，39（7）：5-10.

［3］王勇，李士富.基于轻烃回收油吸收工艺的HYSYS模拟计算[J].天然气与石油，2021，32（5）：37-40.