天然氣液化前的脫硫脫碳方法探討

王延海(陜西延長石油天然氣有限責(zé)任公司，陜西 延安 717206)

天然氣液化前的脫硫脫碳方法探討

王延海(陜西延長石油天然氣有限責(zé)任公司，陜西 延安 717206)

將天然氣進(jìn)行液化處理，得到液化天然氣，對(duì)其進(jìn)行凈化處理，脫出其中的硫和碳，不斷提高液化天然氣的質(zhì)量，滿足液化天然氣用戶的需要。由于天然氣中含有酸性氣體，對(duì)管線和設(shè)備會(huì)造成嚴(yán)重的腐蝕，經(jīng)過處理后，以利于液化天然氣的儲(chǔ)運(yùn)，提高液化天然氣的應(yīng)用效率。

天然氣；液化后；脫硫脫碳；方法

液化天然氣是將氣田生產(chǎn)的天然氣經(jīng)過加壓液化處理，變?yōu)橐簯B(tài)的天然氣，然后對(duì)其進(jìn)行脫硫處理，進(jìn)一步脫出其中的碳，使其達(dá)到凈化的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，輸送給液化天然氣的用戶使用。有必要研究天然氣液化后的脫硫脫碳處理方法，使天然氣得到凈化，提高液化天然氣的應(yīng)用范圍，為天然氣生產(chǎn)企業(yè)帶來更多的利潤。

1 天然氣的液化處理

液化天然氣的處理措施，對(duì)其進(jìn)行凈化處理，去除其中的雜質(zhì)成分，才能提高液化天然氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。通過對(duì)天然氣的液化處理，能夠減少二氧化碳的排放，避免造成環(huán)境污染，使天然氣更加清潔綠色環(huán)保，成為清潔能源的象征。

天然氣的液化可以通過各種制冷工藝技術(shù)措施的應(yīng)用，將氣態(tài)的天然氣轉(zhuǎn)換為液態(tài)，如應(yīng)用階式制冷工藝、膨脹制冷工藝以及混合冷劑制冷工藝，達(dá)到天然氣液化的目的。天然氣在冷凍分離過程中，很容易形成干冰，堵塞輸送管道，給天然氣輸送帶來嚴(yán)重的安全隱患。當(dāng)采用深冷分離的方式，從天然氣中分離回收凝液或者生產(chǎn)液化天然氣時(shí)，對(duì)氣體中的二氧化碳的含量要求很低，必須采取深度脫碳的方法，才能適應(yīng)生產(chǎn)工藝的要求。

2 天然氣液化后的脫硫脫碳方法優(yōu)化

天然氣中含有酸性組分時(shí)，對(duì)輸送設(shè)備和管線造成嚴(yán)重的腐蝕，會(huì)降低管線和設(shè)備的使用壽命。天然氣經(jīng)過凈化處理后，其中的二氧化碳的含量控制的50-100ppm。硫化物的總量控制在10-50mg∕m3，達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)的液化天然氣具有非常廣闊的應(yīng)用空間。因此，有必要對(duì)天然氣進(jìn)行脫硫和脫碳處理，提高液化天然氣的質(zhì)量，滿足天然氣用戶的需要。

天然氣脫酸的工藝技術(shù)措施包括物理吸收法、化學(xué)吸收法、直接轉(zhuǎn)化法以及膜分離法等，每種酸性物質(zhì)的脫出方法具有自身的特點(diǎn)，依據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場天然氣的組分分析和生產(chǎn)工藝的特點(diǎn)，優(yōu)選合適的脫硫及脫碳的方法，使其中的硫含量和碳含量達(dá)到產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，創(chuàng)造應(yīng)有的價(jià)值。

2.1 化學(xué)溶劑法

天然氣液化后的脫硫脫碳的方法比較多，利用堿性的化學(xué)溶劑脫出液化天然氣中的酸性介質(zhì)，使堿液和酸發(fā)生中和反應(yīng)，生產(chǎn)鹽和水，也可以成為化學(xué)吸收法，利用化學(xué)藥劑將天然氣中的二氧化碳和硫化氫吸收，提高液化天然氣的純度，滿足用戶的需要。

吸收酸性組分的堿液，經(jīng)過再生處理后，能夠釋放出其中的酸性物質(zhì)，如利用有機(jī)醇胺溶液吸收法，能夠去除液化天然氣中的二氧化碳和硫化氫成分，醇胺溶液是由烷醇氨和水組成的，利用不同的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)液化天然氣進(jìn)行吸收處理，去除其中的碳和硫。

2.2 物理溶劑吸收法

沒有化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生，是利用物理吸附劑，將液化天然氣中的硫化氫和二氧化碳除去的方法。運(yùn)行的環(huán)境為高壓低溫，通過物理吸附劑的作用，達(dá)到天然氣凈化的標(biāo)準(zhǔn)，該方法沒有化學(xué)吸附法的吸附效果好，而且對(duì)于物理吸附劑的再生，需要經(jīng)過汽提技術(shù)措施，增加了吸附劑再生的難度。常用的脫硫脫碳方法有碳酸丙烯酯法和冷甲醇法等。

2.3 直接轉(zhuǎn)化法

直接轉(zhuǎn)換法依賴于氧化還原的方法，也可以稱為濕式氧化法，應(yīng)用溶液中的氧，將堿液中的硫化氫還原為硫，使其在空氣中再生，將脫硫工藝和硫磺回收工藝結(jié)合起來，降低凈化工藝的成本，提高回收效率。

應(yīng)用液體進(jìn)行脫硫脫碳的方法就屬于濕法處理，一般常用的胺法和風(fēng)胺法，達(dá)到處理的效果，處理工藝簡單，操作維護(hù)方便，在天然氣處理現(xiàn)場得到廣泛的應(yīng)用。

2.4 分子篩法處理工藝

利用分子篩吸附劑，對(duì)液化天然氣中的硫化物進(jìn)行吸附回收，主要脫出天然氣中的硫化氫氣體，減少對(duì)管線和設(shè)備的腐蝕，達(dá)到較好的脫出效果。分子篩再生比較容易，因此分子篩具有非常長期的使用壽命，一旦選擇分子篩吸附劑，處理天然氣中的酸性氣體，具有非常好的節(jié)能效果，因此，在液化天然氣處理現(xiàn)場得到廣泛地應(yīng)用。

2.5 膜分離法處理工藝技術(shù)措施

膜分離法借助于膜在液化天然氣分離過程中，具有選擇性的滲透作用，將天然氣中的酸性成分脫出，主要用于液化天然氣中的二氧化碳?xì)怏w的分離處理，達(dá)到非常好的處理效果。膜分離處理技術(shù)屬于一項(xiàng)天然氣凈化的新工藝技術(shù)措施，通過一定直徑的膜分子的作用，將天然氣中的硫和碳除去，主要是脫碳的技術(shù)應(yīng)用，提高天然氣的品質(zhì)，使其中酸性氣體的含量降低，達(dá)到商品天然氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，為天然氣生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造了最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)語

通過對(duì)天然氣液化后的脫硫脫碳方法的探討，將天然氣液化后進(jìn)行凈化處理，去除其中的有害成分，提高燃燒的熱效率，可以用于車用燃料的應(yīng)用方面，為液化天然氣的應(yīng)用創(chuàng)造了有利的條件。利用各種物理或者化學(xué)吸附劑，將液化天然氣中的硫化氫和二氧化碳吸附除去，使天然氣不斷得到凈化，實(shí)現(xiàn)了天然氣脫硫和脫碳的效果。各種脫出天然氣中酸性氣體的方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，依據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場天然氣的實(shí)際情況，進(jìn)行優(yōu)選，不斷提高天然氣凈化的效率，降低天然氣凈化過程中的成本，滿足天然氣生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)。

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