液化天然氣工廠重?zé)N脫除工藝方案比選

李占越 楊立雨

摘 要：近年來，隨著全球經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)物質(zhì)生活的要求越來越高，使得能源危機(jī)越來越突出，且汽車等相關(guān)行業(yè)的迅速發(fā)展，也使有害氣體排放量逐年增長，對(duì)環(huán)境造成了毀滅性的破壞，全球變暖等與人類生存息息相關(guān)的現(xiàn)象也越來越嚴(yán)峻。為有效緩解人與自然的矛盾，在一定程度上解決能源危機(jī)，走可持續(xù)發(fā)展道路勢(shì)在必行，而天然氣作為清潔能源，其出現(xiàn)及應(yīng)用大大緩解了人類面臨的能源問題，而如何更好地應(yīng)用天然氣這一資源也成為相關(guān)人員關(guān)注的重點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：液化天然氣工廠；重?zé)N脫除；方案比選

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.13.079

1 前言

現(xiàn)階段，隨著天然氣資源應(yīng)用地越來越廣泛，液化天然氣由于其具有運(yùn)輸方便、易于存儲(chǔ)的特點(diǎn)越來越成為天然氣企業(yè)開采的第一選擇。使用液化天然氣不僅能有效提高運(yùn)輸和存儲(chǔ)效率，在一定程度上降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，還能盡可能避免出現(xiàn)能源浪費(fèi)現(xiàn)象，有效緩解能源危機(jī)。由于天然氣中海油二氧化碳等主要雜質(zhì)，還含有一定數(shù)量的苯、重?zé)N等雜質(zhì)，因此為了使液態(tài)天然氣的作用得到最大程度的發(fā)揮，就必須采取一定手段脫除雜質(zhì)。

2 液化天然氣重?zé)N脫除工藝概述

烴類的沸點(diǎn)隨著分子量的增大而逐漸提高，因此，在對(duì)天然氣進(jìn)行冷凝的過程中，最先被冷凝的往往是重?zé)N，如果沒有在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)⒅責(zé)N率先分離掉，或者是在冷凝之后未能盡快分離重?zé)N，那么重?zé)N一旦被凍結(jié)，就會(huì)對(duì)管道及設(shè)備造成堵塞。近年來，我國科學(xué)技術(shù)獲得了質(zhì)的飛躍，在天然氣凈化方面的工藝技術(shù)已經(jīng)漸趨成熟，對(duì)于重?zé)N脫除主要有吸附分離法、異戊烷溶解法、深冷分離法等傳統(tǒng)脫除工藝，除此之外還有新型脫除重?zé)N的工藝[1]。

3 液化天然氣重?zé)N脫除工藝方案比選

3.1 液化天然氣預(yù)處理過程分析

天然氣液化通常是經(jīng)過液化和預(yù)處理兩部分工作，在天然氣進(jìn)入液化設(shè)備之前進(jìn)行預(yù)處理工作，這一過程主要是要脫除天然氣中的水分、酸性氣體、機(jī)械雜質(zhì)和重質(zhì)組分，通過脫除這些雜質(zhì)，從而有效避免這些雜質(zhì)腐蝕或者堵塞設(shè)備，保障液化天然氣的工作效率。另外，除了要去除上述雜質(zhì)之外還要清除掉如氮?dú)獾榷栊詺怏w[2]。而經(jīng)過預(yù)處理的天然氣更為清潔，但是仍然會(huì)有不符合液化標(biāo)準(zhǔn)而需要二次凈化的情況出現(xiàn)。通?；矩?fù)荷型的液化天然氣工程距離氣源較近，由于井口氣中的雜質(zhì)含量較高，所以液化前進(jìn)行雜質(zhì)處理工作是十分有必要的。

3.2 液化天然氣重?zé)N脫除工藝

3.2.1 傳統(tǒng)重?zé)N脫除工藝

傳統(tǒng)的重?zé)N脫除工藝主要有吸附分離法、異戊烷溶解法、深冷分離法三種，吸附分離法主要將硅膠、分子篩、活性炭作為吸附劑，通過不同烴類吸附能力的差異分離烴類氣體，這種分離方法主要應(yīng)用在原料氣中的重組分含量低且設(shè)計(jì)規(guī)模小的情況中，但這種方法仍有一定的缺陷，僅僅單純利用分子篩和活性氧化物并不能完全脫除重?zé)N，不能有效降低重?zé)N含量。

而余下未被脫除的重?zé)N多是采用深冷分離法進(jìn)行脫離吸附分離法通過吸附、加熱解吸、再生三個(gè)階段進(jìn)行吸附，但是如果原料氣中的重組分較多，單單采用吸附分離法進(jìn)行分離，并不能將重?zé)N完全分離出來，因此常將吸附和深冷分離兩種方法結(jié)合起來以獲得更好的重?zé)N脫除效果[3]。

異戊烷溶解法是針對(duì)苯含量高的烴類組分。對(duì)于深冷分離法，該分離法是依據(jù)烴類組分的沸點(diǎn)進(jìn)行氣液分離，將天然氣進(jìn)行冷卻，當(dāng)天然氣冷卻到烴露點(diǎn)溫度以下，從而得到凝液，之后再進(jìn)行重?zé)N脫除，在脫除過程中多采用節(jié)流膨脹的方法，從而得到較為純凈的天然氣。

3.2.2 新型重?zé)N脫除工藝

隨著能源價(jià)格的不斷攀升，國家日益重視環(huán)境保護(hù)，液化天然氣的應(yīng)用越來越廣泛，而這也帶動(dòng)了液化技術(shù)的不斷發(fā)展，在液化天然氣的過程中，通過不斷優(yōu)化改進(jìn)傳統(tǒng)的重?zé)N脫除技術(shù)，由此出現(xiàn)了節(jié)流分離法和超音速分離技術(shù)等新的重?zé)N脫除工藝，此外還有將傳統(tǒng)工藝與新型技術(shù)結(jié)合起來的脫除工藝[4]。將天然氣冷凝后分離水和液烴的技術(shù)被稱為超音速技術(shù)，該分離技術(shù)多借助旋流器、拉瓦爾噴管、渦流分離葉片和擴(kuò)壓管開展工作，通過噴射氣體降低溫度，提高速度，在這一過程中，天然氣中的水和重?zé)N都轉(zhuǎn)化為液態(tài)從而被凝析出來，從而有效進(jìn)行重?zé)N脫除。而節(jié)流分離法，主要是將氣體從高壓節(jié)流向低壓，根據(jù)氣體溫度在節(jié)流前后發(fā)生的話，再通過分析含烴原料氣中各烴類組分冷凝的溫度，在合適的溫度分離出不同的組分，從而有效脫除重?zé)N[5]。

4 液化天然氣重?zé)N脫除工藝意義

近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提高，科學(xué)技術(shù)也有了質(zhì)的飛躍，市場(chǎng)制度漸趨完善，這也是的我國工業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭越來越激烈，大范圍地應(yīng)用天然氣這一清潔能源，不僅能有效提高相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還能在一定程度上緩解人與自然之間的矛盾，使我國各行業(yè)的發(fā)展堅(jiān)定不移地走可持續(xù)道路。同時(shí)液化天然氣投資見效快，在長距離運(yùn)輸過程中，液化天然氣不需要大型儲(chǔ)氣設(shè)備，用低溫槽車就可以進(jìn)行運(yùn)輸，而這也大大降低了液化天然氣的運(yùn)輸成本，在一定程度上推廣了液化天然氣的應(yīng)用[6]。

5 結(jié)束語

為了能進(jìn)一步適應(yīng)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的現(xiàn)狀以及滿足保護(hù)環(huán)境的需要，液化天然氣的應(yīng)用前景極為廣闊，而要使這一資源的效果能得到最大程度的發(fā)揮，就需要相關(guān)人員密切關(guān)注液化天然氣的相關(guān)工藝，特別是脫除雜質(zhì)的工藝，液化天然氣的純凈與否與其最終的使用效果直接掛鉤，因此要在充分總結(jié)傳統(tǒng)脫除工藝的基礎(chǔ)上與新興技術(shù)相結(jié)合，探討比選出更為高效更為科學(xué)的液化天然氣脫除雜質(zhì)工藝方案。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉梟，董貴君.重?zé)N脫除工藝技術(shù)探討[C].中國液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)交流會(huì)，2016.

[2]鄭義哲.LNG工廠重?zé)N脫除工藝介紹與新工藝研究及應(yīng)用[J].工業(yè)，2016（12）：00255-00256.

[3]馮帆.LNG工廠脫重?zé)N工藝技術(shù)探析[J].化工管理，2017（28）.

[4]寧玉鑫.天然氣液化工廠預(yù)處理與液化工藝應(yīng)用分析[D].北京建筑大學(xué)，2014.

[5]岳春靜.液化天然氣系統(tǒng)中重?zé)N脫除系統(tǒng)的研究[J].廣東化工，2013，40（12）：222-223.

[6]王道廣，WANGDao-guang.液化天然氣生產(chǎn)中重?zé)N分離技術(shù)綜述[J].現(xiàn)代化工，2017（08）：170-173.