前言：天然气作为一种新型能源，被应用于生活中的方方面面，天然气因其能够充分燃烧提供高热能，且不留下黑色的杂质，对环境几乎不会产生污染危害，因此，受到了广泛推广。天然气的开采使用很大程度解决了能源紧张问题和城市污染严重问题，给人们的生活质量带来了很大的提升，天然气也是一种重要的化工原料被应用在工业化生产，提高了工业生产质量，为人类社会经济进步具有很大的意义。
1.脱水脱酸在天然气预处理过程中的意义
我们开采出来的天然气在没有经过预处理之前，会含有大量的CO2、H2S、Hg等其他酸类及烃类杂质，这会使得天然气的质量出现不稳定，对后续的处理使用构成威胁。因此，脱水脱硫工艺在天然气的预处理过程中就变得尤为重要，天然气中水含量过高，会严重影响天然气的燃烧所释放出的热值，增加了能源的损耗，且还会在运输过程中，出现水蒸气凝结液化或固态等情况，这会造成集气管路压强升高，甚至会造成管道被水合物堵塞，导致运输中断。并且有一部分酸性气体是可溶于水的，例如：二氧化碳和硫化氢，二者易溶于水，能够使运输管道被腐蚀[1]。在天然气中进行对C2组分的回收时，必须使用经过脱水处理过的天然气，这是因为进行C2组分回收时通常采用冷凝法进行回收，如果在天然气还有水蒸气的情况下进行冷凝，会产生冰及其他水合物。而天然气预处理中，需要进行脱酸处理，这是因为硫化氢和二氧化碳溶于水之后会酸性气体，以及其他的一些硫化合物，会腐蚀雨水管线和设备，同时，硫化氢不仅含有剧毒可与水反应，它还会使钢材发生氢脆反应，如果天然气没有经过脱硫处理，就运用到工业生产中，会使工业生产质量降低，其易出现安全问题。因此，脱水脱酸工艺在天然气处理过程中具有很重要的意义，它们可以是天然气运输以及后续加工的关键。
2.脱酸与脱水工艺在天然气预处理过程中的应用
2.1脱酸工艺在天然气预处理过程中的应用
2.1.1可再生溶剂脱酸工艺。
可再生溶剂脱酸工艺，其实就是利用能够与天然气中的杂质发生反应的溶剂，将其与天然气进行混合溶剂，将天然气中的二氧化碳，硫化氢等杂质进行吸收，将此过程反复循环几次，达到最终脱酸效果。可再生溶剂脱酸工艺共有三种脱酸方法：
①化学吸收法
化学吸收法是该工艺技术中应用最广泛的一种手段，通常溶剂选取的是氨醇类溶液，它的优势是能够很好的适应低压环境，并且不易溶解其他的烃类有机物，这样避免了天然气净化过程中使其他烃类物质的损失，不会造成浪费[2]。
②物理吸收法
在利用此种方法进行脱酸时，溶剂的用量不需要像化学吸收法那样，需要根据天然气中的杂质含量进行调整，这种方法优势在于能够处理分压力较高的天然气，通过使用减压、闪蒸等技术，把酸性气体进行分离，并且物理吸收法能够处理很大的天然气体量，性能也相对稳定。但是，它没有成为天然气脱酸工艺中常用的手段，一方面是因为它的价格昂贵会造成成本过高，另一方面是因为它在吸收杂质的同时会造成一部分重烃类损耗，使天然气的热值受到影响。
③物理化学联合吸收法
联合吸收法显然就是指运用化学吸收溶剂和物理吸收溶剂，将它们融合在一起，对天然气进行脱酸处理，这样做是为了能够兼具两者的长处，减少单一溶剂存在的缺点，达到取长补短的目的。但是，通常情况下混合型溶剂的价格会高于单一化学溶剂。
2.1.2其他天然气脱酸工艺
天然气脱酸工艺并不是只能依靠溶剂进行，它还能够固定床吸附脱酸工艺、膜分离方法脱酸工艺以及直接转化法脱酸工艺进行脱酸，接下来我会分别对这几个工艺的应用展开阐述：
①固定床吸附脱酸工艺
固定床吸附脱酸常被使用在天然气中硫化氢的含量较低的时候，它的脱酸原理是在一些多孔介质中加入能够反应的化学物质进行浸渍处理，以此达到脱硫的效果。此方法运用到的溶剂分为可再生和不可再生脱酸溶剂两种，如：活性炭、氧化铝、硅胶等；不可再生脱酸溶剂为氧化锌。
②膜分离方法脱酸工艺
该方法是利用渗透性的薄膜进行天然气脱酸，具有技术方便灵活，不受操作条件限制等优点。但由于造模工艺过于复杂，使得造价昂贵，并且在工业条件下膜的性能会出现不稳定，致使膜分离技术在工业上还没有得到广泛的应用。同时，由于这项技术上还不够成熟，无法使天然气的纯度达到标准，所以仍然要依靠传统的技术来完成彻底的净化。
③直接转化法脱酸工艺
直接转化法其实是一种氧化过程，适用于硫化氢含量较少的情况下，它的原理是利用溶剂中氧载体进行催化，把天然气中含有硫化氢转化为硫黄，通过加入空气，使其进行再生。该方法主要分为湿类氧化法和干法氧化法两类。
2.2脱水工艺在天然气预处理过程中的应用
在脱水工艺中，主要包括膨胀制冷脱水工艺、固体吸附脱水工艺、吸收脱水工艺等三种工艺[3]。
2.2.1膨胀制冷脱水工艺
膨胀制冷脱水工艺又称为低温分离法，它是将高压天然气进行膨胀制冷，利用低温将气体中的水蒸气和其他烃类物质析出，这种方法常被应用于高压凝析气田。通常情况下，气体膨胀后的温度并不能达到水合物形成的温度，所以会注入乙二醇进行抑制水合物的形成。这种膨胀制冷脱水工艺所需要的装置相对简单，也不需要准备其他的增压设备，操作成本低。
2.2.2固体吸附脱水工艺
固体吸附脱水工艺的原理是利用不同分子间的作用力不同，致使它们相互吸附。目前经常使用的固体吸附剂主要是硅胶、活性氧化铝和分子筛。比起硅胶以及活性氧化铝，在高温条件下和吸附质湿度相对比较低时，分子筛的吸附能力要更强，甚至因为优秀的吸附性可以忽略其价格高昂的缺点，而被天然气的液化工厂广泛投入使用。分子筛脱水可以使脱水后干气含量达到很低，并且能还够脱除掉硫醇等硫化物，对于目标操作气体的温度和压力都没有要求，该方法操作简单，又不会占用很大的面积，也不易出现严重的腐蚀问题。另外，将三种吸附剂同时使用对于脱水效果会更加明显，可以将天然气与在经过活性氧化铝或者硅胶脱除掉一部分水分后，再利用分子筛将剩余的少量水脱除，以达到更好的脱水效果。
2.2.3吸收脱水工艺
吸收脱水的工艺其实就是利用具有吸湿性的溶液吸收天然气中的水分。而作为吸收剂的溶液需要具有对天然气脱水性能好，且具有良好的稳定性，不能与天然气发生化学反应，还要满足不易溶解度烃类物质的要求，这是为了减少烃类物质损失，最后一点要求是材料的来源要广，价格合适，性价比高。在吸收脱水工艺中，常用的脱水吸收溶剂是甘醇类的化合物，其中三甘醇一直被广泛使用，接下来我会为大家重点介绍利用三甘醇进行脱水的工艺：
①三甘醇进行脱水工艺的设备介绍
利用三甘醇进行天然气脱水工艺所需设备有三甘醇吸收塔、三甘醇加热炉、三甘醇再生塔、三甘醇循环泵、贫富甘醇换热器、水冷气以及闪蒸罐等。
②三甘醇进行脱水工艺流程
首先，要把需要净化的天然气、三甘醇贫液分别从三甘醇吸收塔的下方和上方通入到三甘醇吸收塔内，让二者在三甘醇吸收塔充分接触，使三甘醇溶液充分的将天然气中的水分进行吸收，再把经过脱水的天然气从三甘醇吸收塔的顶部流出。
其次，把三甘醇富液从吸收塔下面的分离器中排出，经换热之后进入闪蒸罐内，蒸出部分烃类杂质和水，再把三干脆副液依次通入到三甘醇机械过滤器、活性炭过滤器，再通回机械过滤器中，通过这样三次过滤过程把天然气中含有的杂质和降解物去除。
最后再把金锅机械过滤器后的三甘醇富液通入到三甘醇富液换热器中经过两次换热处理，最后通入到三甘醇再生器上，使三甘醇富液能够再生，在三甘醇富液再生后把吸收的水分解出来，从再生器的顶部排出。将再生后的三甘醇贫液在三甘醇缓冲罐内与三甘醇富液进行换热，之后在三甘醇富液换热器中再一次进行换热，在三甘醇贫液温度下降后，将其通入到三甘醇循环泵中进行增压处理，最后由三甘醇冷却器进行再一次冷却，冷却之后将其从吸收塔的上端通入，这样就完成了三甘醇脱水的整套工序。
结论：综上所述，脱酸脱水工艺在天然气的预处理过程中是必不可少的一部分，在天然气液化前进行脱酸脱水工艺处理可以有效的将天然气体中含有的酸性物质、水分与其他杂质进行去除，使天然气的各项指标达到使用标准的，也避免了天然气对设备进行腐蚀以及对环境造成污染，是天然气的性能更加稳定。
参考文献：
[1]崔伟,宋学超,罗金华. 顺北二区高含硫天然气脱水工艺技术研究[J]. 石油与天然气化工,2022,51(03):16-22.
[2]程小飞. 天然气脱水工艺优化分析与研究[J]. 当代化工研究,2021,(20):136-137.
[3]杨秀江,程锋,程惠萍. 天然气脱硫脱水处理工艺技术分析[J]. 石化技术,2020,27(06):135-136.