天然气净化管理模式的探索与实践
俞佰涛 黄海强 陈武
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俞佰涛 黄海强 陈武,. 天然气净化管理模式的探索与实践[J]. 天然气进展,20228. DOI:10.12721/ccn.2022.157194.
摘要: 天然气的净化处理过程针对的是其中存在的杂质,需要采取脱硫、脱水等手段脱离其中的硫、碳、水等成分,保障天然气的纯净,使其符合商品天然气的要求,达到输送天然气的标准。选择科学合理的天然气处理工艺技术,可以在一定程度上降低天然气处理所需要投入的成本,从而帮助企业提升经济效益。
关键词: 天然气净化;安全管理;安全生产
DOI:10.12721/ccn.2022.157194
基金资助:

引言

天然气需求日益增大,但天然气中含有许多其他物质,会给天然气的管道输送和深加工带来许多危害,必须进行净化处理。但原料气中CO2和H2O的含量高低不等,必须根据当地的天然气成分选择经济适用的脱除工艺。

1天然气加工处理技术概述

天然气是一种易燃易爆的可燃气体,危险性较高,其中含有酸性气体、水分等物质,为了保障天然气质量符合商用要求,必须对其进行处理,提升天然气质量,保障人民用气安全性。如今常用的天然气脱水工艺技术是三甘醇吸收法,以此来去除天然气中包含的水分,同时对天然气中含有的硫、碳等元素进行清除,保证天然气的含水量符合相关要求,以免天然气中的水蒸气降低其质量。对于天然气的净化工序,需要充分分析其组分含量,从而自定相对完善且合理的净化工序,实现相对全面的天然气净化,保证天然气的纯净度和品质符合相关要求,除此之外,天然气的净化过程必须能够去除其中包含的二氧化碳、二氧化硫等元素,以免在天然气充分燃烧后产生对人体有害的气体,同时也可以在一定程度上保障自然环境。

2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。

3天然气净化工艺

3.1溶剂吸收法

溶剂吸收法醇胺吸收法是一种物理吸收法,天然气通过具有吸湿性溶剂,从而将水分脱除,吸湿性溶剂充分吸收水分后,通过加热解吸,解吸后的液体再循环使用。常用吸收溶剂有二甘醇水溶液和三甘醇水溶液。溶剂吸收法脱水具有设备投资少,操作运营费用较低廉的优点,较适合大流量高压天然气脱水。但脱水能力有限,其露点一般不超过-45℃,不适用于天然气深度脱水。

3.2常用胺法处理工艺

首先需要选用醇胺溶液,需要保障其净化度相对较高,以此来保障天然气处理过程的化学稳定性符合要求,避免发生危险的化学反应,导致天然气处理过程的处理工作量增加,进而致使天然气处理厂成本大幅增加。随着天然气处理不断深入,其中的酸性气体逐渐减少,也会导致碱液浓度和用量不断下降,此时需要对其进行二次处理,从而保证碱液浓度和含量符合天然气处理要求,保障天然气净化顺利完成。为了避免胺法处理技术中存在问题并防止其对天然气处理质量产生影响,必须对天然气中的各种元素和物质含量进行分析,从而选择适宜的天然气处理技术,从根本上防止胺液与空气发生反应进而出现变质问题。在溶液再生过程中,也需要注意防范胺液因为温度原因出现变质的情况,以免影响酸气的脱除效果。

3.3固体吸附法

固体吸附法是通过不同种类的吸附剂对天然气中的水分进行吸附脱水,吸附剂吸水后经过加热再生,从而达到循环使用。通常对天然气中的水含量有相当高的要求时,采用固体吸附法,其脱水后的干气,含水量可低于1.0ppm.V,露点可低于-76℃,而且装置对原料气的温度、压力和流量变化不甚敏感,也不存在严重的腐蚀和发泡问题。常用固体吸附剂有活性氧化铝、硅胶和分子筛。这里简要介绍一种比较经典的等压吸附脱水工艺。采用三台吸附塔不断交替进行吸附、加热、冷吹,其加热、冷吹的再生气由原料气分出的一部分气体,这样无须外来再生气,整个控制通过设定好的时序,控制阀门开关,便于操作。

3.4如胺法和砜胺法的应用

随着我国天然气处理工艺和技术水平的不断提升,我国很多天然气处理厂都在开发且应用了全新的处理技术,例数膜分离法、吸附法、生物脱硫技术等,有效提高了天然气质量,能够充分脱除天然气中的硫元素和碳元素,达到净化天然气的目的。使用醇氨处理技术处理天然气中的硫元素属于化学处理范畴,需要根据化学反应控制天然气中的硫反应过程,从而有效脱除天然气中的酸气,有效控制其中的硫和碳含量。除此之外,使用碱性溶液也可以很好的吸收天然气中的硫化氢和二氧化碳,促使天然气处理流程快速推进。

3.5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。

3.6补充完善自控仪表及提高装置自动化水平

补充和完善现场仪表,实现装置工艺参数监控全覆盖,替代或取消人工巡检,实现无人巡检;用自动化设备替代或减少人工操作,提高装置自动化水平,如实现工艺介质组分的在线监测,减少人工分析频次和分析项目;实现多设备的全自动切换和启停;实现全自动在线式溶液过滤器清洗;空氮、锅炉、硫冷凝器排污、加药自动控制;实现危险作业区域自动分析等;实现装置现场巡检、值班值守的无人化,避免或减少人员去现场。

结束语

总而言之,通过对天然气处理工艺技术的研究和创新,可以有效提高其处理效率和质量,使天然气的净化程度达到商品天然气的质量要求,将这种符合要求的天然气输送给广大人民群众,才能为天然气生产企业带来最大也最长远的经济利益。在天然气处理过程中,要求处理技术水平必须达到工业级标准,也要尽量保障投入最少的资金达到最大的回报。

参考文献

[1]王团亮.高含硫天然气净化装置硫冷器失效分析及防护[J].石油化工腐蚀与防护,2019,36(06):41-43+61.

[2]高进,傅适.智能天然气净化厂建设展望[J].石油化工自动化,2019,55(06):63-66.

[3]王树涛,古小红,王振兴,梁宇,王洪松.高含硫天然气净化旋流管结构优化设计[J].石化技术,2019,26(11):22-23.

[4]屈丹龙.高含硫天然气净化关键塔器焊缝缺陷成因及修复技术[J].石油化工设备技术,2019,40(06):28-34+7-8.

[5]林松春.天然气长输管道防腐的重要性及防护策略[J].化工管理,2019(32):136-137.