天然氣脫碳處理工藝的原理分析

任華敏

（中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司松南采氣廠，吉林 長春 138000）

引言

對于天然氣中二氧化碳的脫除，我國已經(jīng)開發(fā)了很多脫碳工藝技術(shù)。歸納起來這些技術(shù)主要分為干法與濕法。由于油氣井下的油管具有一定的腐蝕性，其中二氧化碳具有腐蝕性，因此二氧化碳導致在水介質(zhì)中引起鋼鐵迅速的全面腐蝕，以及嚴重的部分組織，這樣就會直接造成油氣管道與設(shè)備之間發(fā)生的腐蝕，從而造成嚴重的經(jīng)濟損失與社會后果。所以，為了使天然氣的質(zhì)量達到一定的標準，同時減少二氧化碳的腐蝕程度，必須對天然氣進行脫碳的工藝處理方法。

1 天然氣脫碳工藝處理原理

天然氣的脫碳處理都有各自的特點與適用條件。在進行工藝選擇時，主要針對脫二氧化碳組的工藝進行處理，因為天然氣在脫碳處理過程中脫碳處理技術(shù)還不斷發(fā)展，目前還沒有改變現(xiàn)有的脫碳溶劑配方，這樣就不可能導致脫碳處理的范圍變大，并且其脫碳處理的操作成本變高。因此，在這種天然氣脫碳處理工藝技術(shù)的方法還不能代替一些細微的判斷。

因此，針對天然氣脫碳處理的需求，需要字脫碳處理的過程中具有較強的熱效應(yīng)，因此會在加濕熱處理過程后的天然氣不合適作為天然氣的脫碳處理。但是如果不考慮天然氣脫碳處理的產(chǎn)品，而采用低溫分離的方法，這樣就會直接導致天然氣脫碳處理的效率。而目前，使用天然氣脫碳處理只能使醇氨法。

根據(jù)MDEA技術(shù)的特點，天然氣脫碳的工藝處理需要采用部分再生工藝。其中天然氣主要采用自下部進入的吸收塔，并且在塔內(nèi)與自上而下的MDEA溶液進行接觸，但是天然氣大部分中的二氧化碳溶液脫碳處理。濕凈化的天然氣主要是采用吸收塔頂出來并經(jīng)過冷卻之后進行分離，最后進行天然氣的脫水處理。吸收塔底出來的MEDA都需要經(jīng)過能量才能進入脫水處理，吸收上部進塔，經(jīng)過減壓解析出吸收的二氧化碳，并在再生塔中間經(jīng)過蒸汽加熱。只有這樣，才能維持溶液溫度。經(jīng)過塔底出來的MDEA溶液冷卻之后，由溶液進入吸收的頂部，這樣才能完成溶液的整個循環(huán)過程。除此之外，為了有效保證溶液可以再次循環(huán)清潔，需要將15%的溶液進行溶液的過來與清除。為了維持天然氣的脫碳工藝處理，系統(tǒng)就會經(jīng)過溶液進行再生。

2 脫碳工藝處理原理

2.1 膜分離工藝處理

天然氣的膜分離工藝處理使在二十世紀七十年代開發(fā)出一門比較成熟的膜分離技術(shù)。與傳統(tǒng)的冷卻分離技術(shù)相比，該膜分離技術(shù)操作比較簡單、節(jié)能、高效，并且在使用空氣分離與天然氣脫碳處理過程總，膜分離工藝處理就是利用各種氣體組分在高分子聚合物中的溶解擴散程度不同，因此膜分離工藝叫技術(shù)在分壓的作用下通過纖維進行不同速度的分離。

膜分離工藝處理從經(jīng)濟上來考慮，因為膜分離工藝技術(shù)含量高、投資高，因此如果采用二級或者多級的膜分離工藝組合的方式，就會增加其增壓系統(tǒng)。這樣就會使天然氣工藝技術(shù)的投資進一步增大，從而增大凈化的成本。然而從技術(shù)上將，膜分離技術(shù)具有操作方便靈活的性能，包括產(chǎn)量的變化等，都可以直接滿足外輸條件等優(yōu)點。但是其唯一缺點技術(shù)膜分離中的烴類含量很高，需要增壓進行二級膜分離或者采用其他的處理方法。這樣就會使膜分離工藝處理受到一定的局限性。

2.2 濕法脫碳工藝處理

該工藝主要采用了膜分離工藝處理方法，其中的脫離二氧化然是最常用的處理方法。脫離二氧化碳的工藝技術(shù)主要是基于含有二氧化然的天然氣與溶劑通過接觸之后進行吸收二氧化碳的再生將其去除的方法。所有的溶劑吸收除了吸收二氧化碳的工藝技術(shù)處理之外，還采用的脫碳工藝流程與設(shè)備處理。因此，該天然氣工藝處理技術(shù)的發(fā)展主要是根據(jù)各種溶劑與溶劑的改進與選擇。該方法是采用二氧化碳工藝處理方法，但是如果二氧化然的含量比較少，主要是采用分壓的處理方法。另外，變壓吸附工藝的優(yōu)點就是操作簡單，壓力損失比較小，在脫二氧化碳的同時完成脫水，凈化汽水，從而完全滿足外輸?shù)囊蟆?/p>

2.3 MDEA脫碳工藝處理

8 0年代初期，我國主要開發(fā)了以MDEA為基礎(chǔ)的改性MDEA溶劑。作為改性MDEA溶劑的主要就是以MEDA水溶液為基礎(chǔ)，然后再把其中按不同的天然氣工藝處理要求加入到各種添加劑中，只有這樣才可以進一步改善MDEA溶劑脫二氧化碳的性能。但是這類溶劑的基本思路就是在MDEA中加入具有一定含量的DEA組成混合氨餓溶劑，這樣不僅可以提高酸氣負荷，還可以有效提高二氧化速度的吸收率。同時，還保持了MDEA溶液的處理能力與再生容易的特點。MDEA脫碳工藝處理有很大有點，主要是能耗低、處理能力比較大，使天然氣中的二氧化碳的天然氣脫碳工藝處理按照含量進行調(diào)節(jié)。并且在吸收過程中，在壓力比較低的情況下，對二氧化碳進行凈化程度比較高。因為MDEA溶液的腐蝕性能比較好，因此不需要加入其它的緩蝕劑。該處理工藝是天然氣脫碳工藝處理的關(guān)鍵技術(shù)之一?？傊烊粴饷撎脊に囂幚硎翘岣咛烊粴赓|(zhì)量的關(guān)鍵所在。

結(jié)語

經(jīng)上述論證，只有通過對天然氣進行各種天然氣脫碳工藝處理的方法進行比較，然后在對MEDA進行脫碳處理，只有這樣，才能有效清除硫化物，溶劑損失比較小，才能優(yōu)化脫碳工藝處理中二氧化碳的含量?？傊烊粴饷撎脊に囂幚硎翘岣咛烊粴赓|(zhì)量的關(guān)鍵所在。

[1]盧拴倉，商黎鵬，吳新民，王新強，舒幫君.某微型發(fā)動機裝藥P-t曲線變異分析[A].中國宇航學會固體火箭推進第22屆年會論文集（推進劑分冊）[C]，2009.

[2]王照波，野延年，吳新民，王新強，屈撐屯，張寧生，李麗珍.固體推進劑摩擦感度測試方法研究探討[A].中國宇航學會固體火箭推進第22屆年會論文集（推進劑分冊）[C]，2005.