探析天然氣集輸及凈化處理工藝

摘 要：天然氣集輸及凈化處理工藝是天然氣正式投入市場(chǎng)使用的重要環(huán)節(jié)，如何在結(jié)合實(shí)際情況的基礎(chǔ)上有效做好這一階段的相關(guān)工作，對(duì)提升天然氣的開發(fā)效率和利用效率有著極其重要的作用。通過不斷對(duì)天然氣集輸及凈化處理工藝進(jìn)行優(yōu)化，在一定程度上極大的降低了天然氣的生產(chǎn)成本，同時(shí)，進(jìn)一步提升了天然氣的氣質(zhì)、減小了天然氣對(duì)環(huán)境的污染，增強(qiáng)了天然氣企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。本文主要對(duì)天然氣集輸及凈化工藝特征與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：天然氣;集輸;凈化;處理工藝

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源問題成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵因素，天然氣作為一種清潔能源，因其對(duì)環(huán)境污染小，價(jià)格低廉并且容易運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)備受開發(fā)者的關(guān)注，并且成為清潔能源的新寵，相關(guān)專家對(duì)天然氣的研究層出不窮，以期最大程度的挖掘其自身的價(jià)值，以此應(yīng)對(duì)國(guó)家嚴(yán)峻的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)和能源戰(zhàn)略部署，促進(jìn)清潔能源的廣泛使用與開發(fā)。眾所周知，天然氣并非單一的純凈物質(zhì)，通常，天然氣中會(huì)摻雜一定量的H2S、CO2和有機(jī)硫化物，這些成分的存在會(huì)造成天然氣運(yùn)輸過程中金屬材料的腐蝕，燃燒過程中產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的氣體，因此，在對(duì)天然氣進(jìn)行運(yùn)輸前，必須要對(duì)天然氣進(jìn)行凈化處理，確保其符合運(yùn)輸?shù)囊?，降低運(yùn)輸成本。目前，我國(guó)的天然氣凈化工藝逐漸形成比較完善的體系，針對(duì)不同的雜質(zhì)分別提出了不同的凈化手段。筆者結(jié)合自身工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)天然氣集輸及凈化處理工藝特征與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析，旨在為天然氣集輸與凈化工作者提供一定的技術(shù)支持，為我國(guó)天然氣資源的進(jìn)一步使用和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1 天然氣集輸工藝分析

天然氣從氣井開采出地面后，通過管道運(yùn)輸系統(tǒng)將天然氣輸送到集輸聯(lián)合站，首先，聯(lián)合站利用相關(guān)設(shè)備對(duì)天然氣雜質(zhì)進(jìn)行一定的處理，使其達(dá)到凈化的目的，提高天然氣的質(zhì)量，以滿足人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)對(duì)天然氣的質(zhì)量要求;最后，聯(lián)合站通過增壓設(shè)備對(duì)天然氣進(jìn)行加壓處理，將天然氣壓入輸送管道輸送給相關(guān)用戶。通常，天然氣在集輸過程中使用環(huán)狀、放射狀、樹枝狀等多種管網(wǎng)布置形式，主要根據(jù)氣田產(chǎn)氣量、氣井分布情況和所處環(huán)境各異采取不同的集輸方式。對(duì)于氣井?dāng)?shù)量多、分布范圍廣的氣田，主要采用放射狀集氣系統(tǒng)開采天然氣;對(duì)于長(zhǎng)條形、氣井分布零散的氣田，大多沿著其產(chǎn)氣量豐富區(qū)域設(shè)置干線，再利用支線將單井中的天然氣接入干線的枝狀系統(tǒng)中。另外，由于天然氣中含有二氧化碳、水、硫化氫或者凝析油等有害物質(zhì)，容易造成輸氣管道腐蝕，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)發(fā)生安全事故，因此，在集輸系統(tǒng)中需要加設(shè)凈化設(shè)備，以去除原始天然氣中的有害物質(zhì)，達(dá)到天然氣運(yùn)輸?shù)南嚓P(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求。

目前，天然氣集輸常用井下節(jié)流技術(shù)、采氣井口高低壓切斷保護(hù)技術(shù)、井間串聯(lián)和中低壓濕氣采氣工藝、集氣站常溫分離和增壓集氣工藝等關(guān)鍵技術(shù)，其中井下節(jié)流技術(shù)的應(yīng)用對(duì)天然氣集輸系統(tǒng)具有非常重要的影響。首先井下節(jié)流技術(shù)降低了天然氣開采井筒的壓力，利用地層溫度對(duì)天然氣進(jìn)行加熱，有效防止天然氣開采系統(tǒng)管道內(nèi)水合物的生成;其次井下節(jié)流技術(shù)有效降低了氣井井口壓力，從而降低了天然氣集輸系統(tǒng)壓力;最后井下節(jié)流技術(shù)使得氣井井口不必設(shè)置加熱爐，而是采用短時(shí)間臨時(shí)加熱節(jié)流的方法防止水合物的形成，減少了加熱負(fù)荷，降低了生產(chǎn)成本，極大的提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。另外，濕天然氣需要通過集氣干管進(jìn)入集氣站進(jìn)行凈化處理，集氣站通過對(duì)天然氣進(jìn)行常溫分離、增壓等集中處理后，能夠充分利用氣井壓力降低相應(yīng)壓縮機(jī)械設(shè)備的耗能量，從而節(jié)省天然氣的開采成本。進(jìn)一步提升天然氣集輸系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效率。

2 天然氣凈化處理工藝分析

通常情況下，天然氣在凈化處理前，其中會(huì)含有H2S、

CO2和有機(jī)硫化物，如果在運(yùn)輸前不對(duì)其進(jìn)行凈化處理，在集輸過程中會(huì)對(duì)天然氣管道和集輸設(shè)備造成嚴(yán)重的腐蝕危害。因此，在天然氣輸送之前，必須通過相應(yīng)方法對(duì)天然氣進(jìn)行凈化處理。天然氣的氣質(zhì)組分不同，選擇的處理方法也存在一定的差異。常用的處理方法有MDEA法脫硫脫碳、TEG法脫水、加氫吸收相應(yīng)尾氣等。對(duì)于含硫量較高的天然氣，可先對(duì)其進(jìn)行脫硫處理，脫除其中的硫化氫、有機(jī)硫和二氧化碳等，然后再進(jìn)行脫水處理，確保其符合相關(guān)要求。隨著科技的進(jìn)步，天然氣凈化工藝得到了迅速的發(fā)展。在原有凈化工藝基礎(chǔ)上，不斷改進(jìn)和完善，形成了多種新的凈化工藝，常規(guī)工藝和非常規(guī)工藝都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，特別近年來(lái)涌現(xiàn)出了許多非常規(guī)的凈化工藝，并取得了良好的效果。目前，聯(lián)合裝置、氣相水解法和脫硫溶劑串級(jí)吸收法等是天然氣凈化處理常用的方法。聯(lián)合裝置主要包括天然氣脫硫處理單元、硫磺回收單元、尾氣處理單元和焚燒爐等裝置以及脫水單元、酸水氣提裝置、煙囪和液硫出裝置等。脫硫溶劑的串級(jí)吸收主要是將硫化氫含量不高的尾氣吸收塔中的相應(yīng)液體輸送到脫硫單元中的一級(jí)主要吸收塔中，借此循環(huán)過程提升對(duì)相應(yīng)溶劑的利用效率，同時(shí)也在一定程度上降低了天然氣凈化系統(tǒng)的設(shè)備投資，從而提升了天然氣處理的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步，天然氣集輸與凈化處理工藝日趨完善，人們對(duì)天然氣集輸及凈化技術(shù)的要求越來(lái)越高。在進(jìn)行天然氣集輸與凈化處理時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇，防止天然氣生產(chǎn)運(yùn)輸過程中安全事故的發(fā)生，有效提升天然氣輸送的安全性和可靠性，從而促進(jìn)天然氣工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳賽良.膜分離技術(shù)在天然氣凈化工藝中的應(yīng)用，天然氣工業(yè)，1989，9（2）：57-63

[2]陳昌介，何金龍，溫崇榮.高含硫天然氣凈化技術(shù)現(xiàn)狀及研究方向[J].天然氣工業(yè)，2013，33（01）：112-115.

作者簡(jiǎn)介：

張丙賀（1964- ），男，畢業(yè)于大慶石油學(xué)院石油工程專業(yè)，工程師，從事油氣儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)工作。