1、天然气净化工艺的研究进展摘要：我国的天然气工业的发展一直受到丰富的煤炭资源的排挤，近年来由于政府对环境的大力保护以及大量气源的探明，天然气的开发和利用已经成为了不可逆转的大趋势。然而在油田开采出来的天然气含有对人体有害的气体不能直接使用。为此，我们需要对天然气进行加工处理，除去其中的有毒气体并且将理想组分进行进一步的分离以满足不同用户的不同要求。本文就天然气的处理技术进行总结以及对天然气处理技术的发展趋势的概括。 关键词：天然气 净化 有毒气体 处理技术 一?引言 近年来天然气在我国一次能源消费中所占的比例会越来越大。然而从地层开采出来的天燃气除含有水蒸气外，通常还含有一些酸性气体。这些酸性气
2、体一般是硫化氢、二氧化碳和 COS 与 RSH 等气相杂质。硫化氢是这些酸性气体中毒性最强的一种。它在很低含量下就会对人体的眼鼻和喉部有刺激性。另外硫化氢对金属具有腐蚀性。二氧化碳也是酸性气体，其含量过高会影响天然气热值，在天然气液化装置中，它易成为固相析出，堵塞管道，同时它又不会燃烧，热值为 0，故运输和液化它是不经济的。它们往往会腐蚀管线设备，污染环境，损害人类健康，作为化工原料会使催化剂中毒，影响化工产品质量，故必须脱除。接着将重点介绍下几种常用的方法。 二?净化天然气工艺介绍 2.1?混合胺工艺 2.2?Benfield 工艺 Benfield 溶剂是碳酸与催化剂、防腐剂的多组分水成混
3、合物。供气压力在 7 MPa 以上，酸性气体超过 50%的工作条件，它都可以适应。 Benfield 流程已被世界上 600 多座天然气预处理装置所应用，Hipure 流程是由 Benfield 系统与胺系统联合的混合方案。碳酸钾除去大量的酸气成分，胺溶液用于最后商品气的纯化。所有酸气都从碳酸盐再生塔的部抽出。该流程在天然气预处理方面有着良好的可靠性记录，其优越性已在印度尼西亚、阿联酋的 8 套 LNG 装置中充分得到显示。Benfield 流程的新型吸收剂 P1：美国环球石油公司和联合碳化物公司的有关机构经过上百种物质的筛选，研制出一种代号为 P1 的新型吸收剂，取代了常用的二乙醇胺（DEA
4、）等物质。对于初建工厂，选择 P1 吸收比DEA 可减少 25%塔高、5%15%塔直径以及 5%15%的能耗，同时 CO 在产品气中的含量可明显降低。对原装置改用，可以提高产量和节约能耗。此外，P1 吸收剂无毒、无泡沫、无腐蚀性，能满足环境安全要求。 2.3 ?Sulfinol 工艺 砜胺法净化天然气的工艺流程与醇胺法相同，差别仅仅是使用的吸收溶液不同。砜胺法采用的溶液包含有物理吸收溶剂和化学吸收溶剂，物理吸收溶剂是环丁砜，化学吸收溶剂可以用任何一种醇胺化合物，但常用的是二异丙醇胺（DIPA）和甲基二乙醇胺（MDEA） 。砜胺法溶液的酸气负荷几乎正比于气相中酸气分压，因此，处理高酸气分压的气体
5、时，砜胺法比化学吸收法有较高的酸气负荷，因为砜胺溶液中含有醇胺类化合物，因此净化气中酸气含量低，较易达到管输要求的气质标准。由于砜胺法兼有物理吸收法和化学吸收法二者的优点，因而自 1964 年工业化以来发展很快，现在已成为天然气脱硫的重要方法之一。但是该方法不能深度脱硫，常用于硫的粗脱，与其它方法配合使用。 2.4?低温甲醇洗工艺 低温甲醇洗技术自 20 世纪 50 年代由德国林德公司和鲁奇公司开发使用以来，以其优越的性能，在化肥工业、石油工业、城市煤气工业等领域得到了广泛的应用。低温甲醇洗因用途的不同而采用的再生解析过程流程有所不同。低温甲醇洗法用于天然气净化过程具有以下特点：溶解度高，甲醇
6、在低温高压下， 2.5? 膜分离工艺 膜分离原理是在薄膜的表皮层中，有许多很细的毛细管孔，这些孔是由膜基体中非键合材料组织间的空间所形成的，气体通过这些孔的流动主要是 knuden 流（自由分子流） 、表面流、粘滞流及筛分机理联合作用的结果，其中粘滞流不产生气体的分离，根据 knuden 流机理，气体的渗透速率与气体分子量的平方根成反比。 三 ?天然气工艺技术的前景 “十一五”期间我国的石油天然气产量稳步增长，天然气净化技术的发展势头较为强劲，其中关于处理酸性含硫天然气占据较大比重。50多年来，国内的天然气净化技术通过自主研发与引进相结合，基本形成了能满足高、中、低含硫天然气净化的处理技术，获
7、得了多项具有自主知识产权的专利及专有技术，能满足国内大多数气田的建设需要。但日益严格的环保标准及对清洁能源的巨大需求让现有的净化技术面临前所未有的挑战，同时也对现有天然气净化技术朝着节能、环保型迈进提供了足够的发展动力和更为广阔的上升空间。天然气的净化技术应该朝着更加先进的发展方向发展： （1）实现功能性有机胺程序化设计合成。 （2）进一步的加大重力脱硫技术的研究力度。 （3）环境友好型的生物脱硫技术将逐步发展壮大。 （4）进一步的探索液相氧化还原计算软件。 （5）深入开展配方溶剂模拟计算软件的开发。 （6）满足新环保标准的硫磺回收技术分析。 参考文献 1刘勇、刘蓉、涂彦， 中等潜硫量天然气和炼厂气的挣化处理技术 ， 石油与天然气化工2005，04. 2刘家洪、康智、周平、王远江， 高含硫天然气净化厂设计特点天然气与石油2006，03. 3周平、陈运强、彭磊、杜通林、肖秋涛， 天然气净化厂引进技术消化吸收的现状和发展方向 ， 天然气与石油2005，05. 4温崇荣、彭子成、郑必伟， 川渝地区含硫天然气净化技术研究 ，石油与天然气化工2005，DS.
