王延海(陜西延長石油天然氣有限責任公司,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任公司,陜西 延安 717206)
將天然氣進行液化處理,得到液化天然氣,對其進行凈化處理,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,對管線和設備會造成嚴重的腐蝕,經(jīng)過處理后,以利于液化天然氣的儲運,提高液化天然氣的應用效率。
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,然后對其進行脫硫處理,進一步脫出其中的碳,使其達到凈化的質(zhì)量標準,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用范圍,為天然氣生產(chǎn)企業(yè)帶來更多的利潤。
液化天然氣的處理措施,對其進行凈化處理,去除其中的雜質(zhì)成分,才能提高液化天然氣的質(zhì)量標準。通過對天然氣的液化處理,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措施的應用,將氣態(tài)的天然氣轉(zhuǎn)換為液態(tài),如應用階式制冷工藝、膨脹制冷工藝以及混合冷劑制冷工藝,達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重的安全隱患。當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,對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,才能適應生產(chǎn)工藝的要求。
天然氣中含有酸性組分時,對輸送設備和管線造成嚴重的腐蝕,會降低管線和設備的使用壽命。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,達到此標準的液化天然氣具有非常廣闊的應用空間。因此,有必要對天然氣進行脫硫和脫碳處理,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措施包括物理吸收法、化學吸收法、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,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,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到產(chǎn)品的質(zhì)量標準,創(chuàng)造應有的價值。
天然氣液化后的脫硫脫碳的方法比較多,利用堿性的化學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,生產(chǎn)鹽和水,也可以成為化學吸收法,利用化學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,利用不同的結構形式,對液化天然氣進行吸收處理,去除其中的碳和硫。
沒有化學反應的發(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。運行的環(huán)境為高壓低溫,通過物理吸附劑的作用,達到天然氣凈化的標準,該方法沒有化學吸附法的吸附效果好,而且對于物理吸附劑的再生,需要經(jīng)過汽提技術措施,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。
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合起來,降低凈化工藝的成本,提高回收效率。
應用液體進行脫硫脫碳的方法就屬于濕法處理,一般常用的胺法和風胺法,達到處理的效果,處理工藝簡單,操作維護方便,在天然氣處理現(xiàn)場得到廣泛的應用。
利用分子篩吸附劑,對液化天然氣中的硫化物進行吸附回收,主要脫出天然氣中的硫化氫氣體,減少對管線和設備的腐蝕,達到較好的脫出效果。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)場得到廣泛地應用。
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氣體的分離處理,達到非常好的處理效果。膜分離處理技術屬于一項天然氣凈化的新工藝技術措施,通過一定直徑的膜分子的作用,將天然氣中的硫和碳除去,主要是脫碳的技術應用,提高天然氣的品質(zhì),使其中酸性氣體的含量降低,達到商品天然氣的質(zhì)量標準,為天然氣生產(chǎn)企業(yè)創(chuàng)造了最佳的經(jīng)濟效益。
通過對天然氣液化后的脫硫脫碳方法的探討,將天然氣液化后進行凈化處理,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用方面,為液化天然氣的應用創(chuàng)造了有利的條件。利用各種物理或者化學吸附劑,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行優(yōu)化設計,依據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場天然氣的實際情況,進行優(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)濟效益指標。
[1]肖俊,高鑫,熊運濤,等.天然氣脫硫脫碳工藝綜述[J].天然氣與石油,2013,31(5):34-36.
[2]安道強,林珩,趙文學.天然氣脫硫脫碳工藝的選擇[C]∕∕油氣田地面工程技術交流大會.2015.
[3]張雪靜.談天然氣脫硫脫碳方法的研究進展[J].中國化工貿(mào)易,2013,40(11):403-404.
[4]楊超越.天然氣脫硫脫碳工藝進展[J].廣東化工,2013,40(2):48-49.
[5]韓淑怡,王科,黃勇,等.醇胺法脫硫脫碳技術研究進展[J].天然氣與石油,2014,32(3):19-22.