天然气净化工艺

天然气   

天然气资源主要有三种：气层气、伴生气和凝析气藏气。气层气是从储气层开采出来的天然气；伴生气是从储油层开采原油时伴随原油采出的天然气；凝析气藏气是指在地层原始条件下储层储存的是气，但在开采过程中随着压力降低天然气中的部分重烃凝析成液态，一部分留在地下，一部分随天然气采到地面。目前世界各国使用的天然气多数是气层气，如中国的四川气田、长庆气田等主要以生产气层气为主，大港油田凝析气较多，其他油田的天然气多数为伴生气。由此可知，从气井井口或从矿场油气分离器分出的天然气中会含有不同数量的较重烃类，以及水蒸气、硫化物（如硫化氢）、二氧化碳、氮气和氦气等非烃类气体，我们称之为粗天然气或湿气。这种天然气一般不适宜大多数用户直接使用，需要经过专门的处理以脱除硫化氢、水蒸气、凝析烃类等，然后才能作为商品天然气输往用户。

天然气净化的原因  

粗天然气中含有天然气中会含有不同数量的较重烃类，以及水蒸气、硫化物（如硫化氢）、二氧化碳、氮气和氦气等非烃类气体。天然气是靠管线输送，天然气中一般都含有饱和的水蒸气，当输气管线周围介质温度低于气体温度时，水蒸气将凝结成液体，甚至结冰或形成水合物，严重时会堵塞阀门或管线。至于天然气含有的酸性气体CO2、H2S等则危害更大，水的存在会使这些气体变成酸，加重对管壁的腐蚀，减少管线的使用寿命。当天然气用做燃料时会危害人们生命安全。用作化工原料时，这些酸性气还会使催化剂中毒，降低催化效果，甚至失去催化作用，影响产品质量。因此，粗天然气需要经过净化工艺，满足生活生产的使用要求。

天然气脱水、脱硫后，仍然不能直接作为燃料气或化工原料，必须按一定的标准和要求将天然气中的硫醇和较重的烃类分离出来，主要是把C3以上烃类液化回收。这样，既能避免天然气在输送过程中由于产生凝液而造成的许多不可靠因素，又能净化天然气，消除了用户在使用过程中的众多危险因素。同时将C3以上组分分离后，天然气的燃烧热值会有较大提高，而C3以上组分又制成了合格的液化气和轻质油，还能取得较好的经济效益。

天然气净化工艺  

天然气处理的工艺流程可以有许多变化，但基本流程不变，即天然气净化，压缩，冷却，分馏。冷却又分膨胀致冷或冷剂致冷，目前，国内天然气处理装置大多为浅冷装置。通常天然气进入集中处理厂后先经分离器粗分出携带的凝液、水和固体杂质，经压缩机压缩到所需压力，冷却分离后进脱硫塔、脱水塔，使脱水后的气体露点满足低温处理的要求。然后，依次经过贫富气体换热器、丙烷制冷器、板翅式换热器，使原料气温度达到要求温度，最后经分馏塔分馏出合格的天然气，同时产出液化气、轻质油等副产品。

天然气净化处理针对油气田开采的天然气中的组分，通过分析研究，有必要采取技术措施，去除天然气中的酸性气体成分，如二氧化碳、硫化氢、二氧化硫等成分，避免造成更多的腐蚀现象。对天然气中的水分进行处理，采取吸收法或者吸附法将天然气中大量的水蒸汽成分除去，经过加工处理后的天然气达到用户的要求，将尾气进行回收利用。同时，对天然气处理厂的污水进行处理，处理合格后，可以回注到油层，达到水驱的效果。

胺法处理

应用一乙醇胺与天然气中的酸性气体发生化学反应，除去天然气中的二氧化碳和硫化氢的处理技术，就是胺法处理技术的代表。一乙醇胺的物理性质稳定，减少溶液的降解作用，化学反应彻底，对天然气的净化处理效果好。在天然气处理厂得到广泛地应用。利用胺法处理天然气很容易使天然气中的酸气浓度达到管输要求，该工艺技术使用的范围广泛，适应性强，处理后的天然气净化指标达到设计要求。

低温甲醇洗

由于甲醇溶液在低温高压的条件下，对二氧化碳、硫化氢、水蒸汽等具有很高的溶解度，除去效果特别好。低温甲醇洗工艺技术的吸收能力强，气体净化后纯度高，是不错的天然气净化方式，能够将无机硫和有机硫清除干净。在天然气处理过程中，常用的方法大多数采用的是溶剂吸收法进行预处理，然后应用分子筛进行深度净化，满足天然气处理的基本要求。

冷凝分离法

将天然气通过冷凝回收的方法，对天然气处理凝液进行回收。利用天然气各组分的沸点不同的特点，天然气的温度降低到水露点温度以下，部分冷凝与气液实现分离，得到重烃成分含量高的凝析油液体，经过进一步的处理，得到化工原料，为石油化工所利用。液化天然气是对天然气进行液化处理，将预处理的天然气进行压缩冷凝处理到-162℃以下，天然气即转化为液化天然气。

脱酸气处理

油气田开采出的天然气一般属于酸性气体，因此，在天然气处理厂对天然气的净化处理，首先的处理工艺技术就是去除其中的酸性气体成分，脱酸处理，保证天然气的净化符合用户的要求。天然气中的硫化物虽然没有腐蚀作用，但是天然气燃烧过程中会产生二氧化硫，可能导致酸雨，对环境造成污染。如果二氧化碳存在的情况下，会促进天然气水化物的形成，导致天然气的破坏，影响到天然气的净化效果。

脱水处理

天然气中如果含有过多的水分，燃烧效果会不佳，会影响到天然气的质量。将天然气中的水蒸汽分离出去，达到净化的效果。应用固体吸收法和溶剂吸附法脱除天然气中的水分，使天然气的含水指标符合用户的需求。

除尘净化

采用甲基二乙醇胺法脱硫，三甘醇法脱水，硫磺回收技术采用的是低温克劳斯冷床吸收技术，硫的回收率比较高，避免天然气处理过程中各种的原料的浪费，**提高天然气净化的效果，将天然气中的各种成分分离处理。原料气经过过滤处理，分离出凝析油、机械杂质和游离水，应用的设备是重力分离器和过滤分离器，达到依靠密度的差异实现分离的效果。

脱硫装置采用的是吸收法，通过甲基二乙醇胺溶液吸收天然气中的硫化氢，在吸收塔内通过气液的逆流冲刷作用，将天然气中的硫化氢除去。再通过解吸作用，将吸收的硫化氢解吸，再次利用。

天然气的脱水过程是一个物理反应的过程，没有任何化学反应发生，将天然气中的水分吸收到三甘醇溶液中，可以、在常温常压下，蒸发掉水分，继续利用，节约了生产成本，可以再次进行吸水作用，达到天然气脱水的目的。对三甘醇进行干气汽提的方式，可以得到合格的高浓度的三甘醇溶液

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