天然氣脫水新工藝新技術(shù)的研究

張冬梅（冀東油田油氣集輸公司南堡聯(lián)合站，河北 唐山 063200）

天然氣脫水新工藝新技術(shù)的研究

張冬梅
（冀東油田油氣集輸公司南堡聯(lián)合站，河北 唐山 063200）

摘要：隨著人們對新能源開發(fā)的不斷深入，天然氣正作為一種新的能源展現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢。天然氣正如朝陽，呈現(xiàn)出旺盛的生命力。然而對于天然氣的開發(fā)卻存在著困難，天然氣開發(fā)新工藝的探討正成為一個(gè)人們話題。在更大的程度上提高天然氣的效益，降低天然氣的開發(fā)成本，就需要對天然氣脫水工藝進(jìn)行深一步的摸索。天然氣脫水新工藝的研究有著其必然性，是促進(jìn)天然氣進(jìn)一步發(fā)展的必經(jīng)之路。

關(guān)鍵詞：天然氣脫水；三甘醇；低溫分離

隨著人們對資源需求量的不斷增加，傳統(tǒng)的煤礦資源已經(jīng)不能夠再滿足工業(yè)、生活的需要。天然氣資源的發(fā)現(xiàn)在極大的程度上解決了能源緊張的現(xiàn)狀，為我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。近幾年來對天然氣的研究逐漸深入，關(guān)于天然氣的開采、凈化技術(shù)得到了很大程度的提升。天然氣脫水是天然氣凈化過程中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對天然氣凈化有著舉足輕重的作用。傳統(tǒng)的天然氣脫水主要采用固體吸附、低溫分離以及溶劑吸收等方法，這些方法不僅效果較低、而且凈化效果也不是太明顯。近幾年來對天然氣脫水進(jìn)行了深入的研究，現(xiàn)階段天然氣脫水方法有超音速脫水技術(shù)、膜分離脫水技術(shù)。本文就將對這幾種天然氣脫水技術(shù)進(jìn)行分析研究，現(xiàn)報(bào)告如下。

1　低溫分離法

1.1工藝原理。低溫分離法是傳統(tǒng)天然氣脫水的一種簡單有效地方法，這種方法主要是以低溫的形式將天然氣分離出來。天然氣飽和含水量會(huì)隨著溫度的降低以及壓力的升高而相應(yīng)的減少，因此可以通過此種方法對天然氣進(jìn)行分類。將使用水汽進(jìn)行飽和的天然氣在低溫下或者高壓下冷卻的的環(huán)境下來進(jìn)行脫水。這種脫水方法比較的簡單，因此所需要的設(shè)備也較為簡潔，所需要的成本較低。

1.2存在的問題。由于工作原理主要是通過低溫或者高壓來使得飽和天然氣分離出來，也就是說要想達(dá)到分離的目的低溫或者高壓是兩個(gè)必須的條件。當(dāng)天然氣壓力過低時(shí)，將會(huì)極大地影響分離的效果。因此這個(gè)時(shí)候需要在外部引入增壓設(shè)備或者是引入冷源，這樣就造成了成本的提高。對于含有較高硫的天然氣，在分離時(shí)會(huì)造成污水輸送、尾氣排放處理的困難。也就是說采用該種方法對天然氣脫水，會(huì)造成很大程度上的污染。

2　固體吸附法

2.1工藝原理。這是一種利用固體吸附劑的吸附張力對天然氣中水分子進(jìn)行吸附進(jìn)而達(dá)到分離天然氣的目的。在工業(yè)上對天然氣進(jìn)行分離時(shí)采用的是分子篩作為吸附劑，這種技術(shù)較為成熟，且在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用也較為廣泛。采用這種方法脫水效果較好，可以滿足管輸天然氣的露點(diǎn)要求。即使在制冷溫度處于較低的狀態(tài)時(shí)，也可以對乙烷進(jìn)行回收。

2.2存在的問題。分子篩脫水系統(tǒng)往往包含了許多的干燥器，這些干燥器處于分為脫水、再生和吹冷狀態(tài)。此外還包含了再生器加熱系統(tǒng)，這些系統(tǒng)綜合運(yùn)作確保分子脫水系統(tǒng)的正常運(yùn)行。而分子篩系統(tǒng)所存在的主要的問題就是他需要投入較高的成本，他的設(shè)備以及操作成本都是比較高的。

3　膜分離脫水系統(tǒng)

3.1工藝原理。膜分離技術(shù)采用的是生物半透膜的方法有選擇的進(jìn)出不同的成分，這樣就使得各種成分在壓力差或者是電位差、濃度差等的差異下通過半透膜來進(jìn)行物質(zhì)的傳遞。天然氣膜分離法也同樣是遵循這種原理使得天然氣中的一些成分能夠有選擇性的脫離，膜分離脫水技術(shù)是一種操作比較簡單、維護(hù)量比較少，且安全系數(shù)相對其他方法更高。

3.2存在的問題。雖然膜分離技術(shù)已經(jīng)初步成熟但是仍然存在著一些問題需要解決，比如說膜的塑性和溶脹性、投資較大等。這些問題的存在嚴(yán)重的制約了膜的分離技術(shù)的廣泛開展。為了進(jìn)一步提高膜分離技術(shù)的效率，就需要從膜的材料出發(fā)研制出更加優(yōu)質(zhì)的半透膜來克服以往脫離中所存在的問題。

4溶劑吸收法

4.1工藝原理。這一種方法主要是利用了溶劑具有較好的吸水能力，它能夠有效地對天然氣中的水分進(jìn)行吸收。在進(jìn)行分離是將天然氣吹入到吸收塔中，在這里面進(jìn)行氣液的傳遞和交流，最終由吸收劑將天然氣中的水分進(jìn)行吸取分離。在工業(yè)生產(chǎn)過程中經(jīng)常使用三甘醇作為吸收劑，進(jìn)行脫水之后的干天然氣純度相對較高。

4.2存在的問題。三甘醇脫水目前也存在著一些問題，采用這種方法系統(tǒng)較為復(fù)雜，并且產(chǎn)生的再生能耗比較大。經(jīng)過這種方法脫離出的天然氣一般損耗較為嚴(yán)重，且產(chǎn)生的污染物較多。由于設(shè)備比較大所以需要較大的空間來進(jìn)行操作，在維護(hù)的時(shí)候比較復(fù)雜。如果天然氣中含有酸性成分，那么會(huì)造成對設(shè)備的損害。

5超音速脫水技術(shù)

這是一種比較新型的脫水技術(shù)，科技含量比較高、效率也相應(yīng)較高。他充分結(jié)合了空氣動(dòng)力學(xué)的理論，經(jīng)過不斷地嘗試和研發(fā)探索出的新的脫水技術(shù)。天然氣通過收縮和擴(kuò)張管絕熱膨脹到超音速狀態(tài)，此時(shí)溫度和壓力急劇的下降。水蒸氣會(huì)在低溫狀態(tài)下被冷凝成小液滴，在經(jīng)過旋流分離段時(shí)引起氣液的分離。這一技術(shù)在國內(nèi)剛剛起步，還存在著許多的局限性。

結(jié)語

天然氣的需求量越來越高，對于天然氣脫水分離的技術(shù)要求也相應(yīng)的提高。如果能夠以更小的成本、更簡單的手段達(dá)到更佳的脫水效果，成為現(xiàn)在天然氣研究的主要話題。對于天然氣脫水技術(shù)的研究也會(huì)隨之變得更加深入，相信隨著研究的深入將會(huì)有更加高效科學(xué)的脫水技術(shù)出現(xiàn)。在生產(chǎn)中逐漸的推廣使用這些新的天然氣脫水新技術(shù)，使得天然氣開發(fā)成本更低、效益更高。

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