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對天然氣凈化節能環保相關問題的探討

對天然氣凈化節能環保相關問題的探討
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對天然氣凈化節能環保相關問題的探討
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編輯時間 : 2021-04-15

隨著我國經濟快速發展,能源問題成為了影響經濟發展的重要因素。傳統的能源例如煤炭對環境的危害逐年凸顯,國家開始了對新型能源的探索。近年來天然氣這種清潔能源的逐漸成為了能源新寵,天然氣工業也逐漸步入了發展的高潮。為滿足國家日益嚴格的環保標準及國家對能源的戰略需求,迫切需要對天然氣凈化技術的研究方向及發展進行更深入的思考并開展技術攻關。
        關鍵詞:天然氣;凈化工藝;節能環保
        一、引言
        天然氣是一種重要的清潔能源,對于國家改善能源結構、保護環境有著特殊的意義?,F在天然氣不僅是我國絕大多數家庭生活的重要能源,而且成為了國家發展工業的中藥能源。由于近年來國家經濟和工業的發展,對于天然氣的需求達到了新的高度,對于天然氣的質量也提出了更高的要求。這對于一些相關的天然氣凈化廠,將肩負起更大的責任,接收更大的挑戰,同時也對現有的天然氣凈化技術朝著節能、環保型邁進提供了足夠的發展動力和更為廣闊的上升空間。為了達到天然氣的凈化指標,滿足天然氣用戶的需求,脫除有害組分是十分必要的。在處理時需要配置分離器、過濾器等多種性能較好的設備,并了解各類處理方法的特點及操作流程,嚴格按照相關要求進行處理,確保各類工藝都能夠充分發揮其作用,促使天然氣的凈化效果更好。
        二、天然氣凈化
        隨著國家對環境保護的日益重視,要求凈化天然氣中的H2S含量(以及總硫含量)和CO2含量越來越低,這促使原有的工藝需要不斷改進提高并開發更多新技術及新工藝。配方型溶劑是在MDEA水溶液基礎上發展起來的新型脫硫脫碳溶劑。上世紀90年代國內一些科研機構陸續開展了深入的研究,到現在仍方興未艾。各種以MDEA為主的新型配方型工藝相繼成功開發,并形成工藝系列,可通過選用不同的脫硫溶劑配方和適當的工藝流程,將H2S含量降至低于4×10-6(φ)、CO2含量低于2.0%(φ),甚至低于50×10-6(φ)的水平。配方型溶劑不但用于原料氣脫硫部分,而且也廣泛應用于硫回收后續的尾氣處理部分,以進一步提高硫回收率和減少大氣污染物的排放,滿足國內絕大多數天然氣凈化廠及煉廠的脫硫脫碳需求。
        化學吸收主要有碳酸鉀吸收法、醇胺吸收法和氫氧化鈉吸收法等。干法脫碳吸附分離技術可分為三種類型:變壓吸附(PSA);變溫吸附(TSA)和變電流吸附。在這三類方法中,變電流吸附分離法仍處于實驗室研究階段。目前,前兩種吸附分離方法,特別是PSA已被廣泛應用于各種氣體分離過程中。
        天然氣脫硫  天然氣中含有的H2S、單質硫、有機硫化合物等,會造成輸送過程中管道的腐蝕,燃燒中生成硫化物從而污染環境,作為化工原料時還會導致催化劑中毒,影響產品質量。脫硫的主要方法有化學溶劑法、物理溶劑法、物理化學溶劑法、直接轉化法。分子篩法等?;瘜W溶劑法常用各種醇胺法。醇胺類化合物中至少含有一個羥基和一個胺基羥基降低化合物的蒸汽壓,并增加化合物在水中的溶解度;胺基則為水溶液提供必要的堿度,促進水溶液對酸性組分的吸收。


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常用醇胺有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)二異丙醇胺(DIPA)、二甘醇胺(DGA)。物理溶劑法在脫除酸性組分過程中不存在化學反應,酸氣組分的溶解度和吸收壓力成正比,高壓下吸收酸氣組分,低壓解吸,溶劑隨之再生。物理溶劑Selexol(多乙二醇二甲醚)以及Flour Solvent(碳酸丙烯酯)等適合處理酸性分壓高而重烴含量低的天然氣,Sulfinol(環丁砜)為應用最廣的物理溶劑,對于中至高酸性分壓的天然氣有廣泛的適應性,有良好的脫有機硫能力,能耗也較低。物理化學溶劑法兼有物理溶劑法和化學吸收法的優點,成為天然氣脫硫的重要方法。
        天然氣脫水脫汞工藝。天然氣的脫水方法主要有三種:冷卻法、甘醇吸收法及固體(如硅膠、活性氧化鋁、分子篩等)吸附法。冷卻脫水時利用當壓力不變時,天然氣的含水量隨溫度降低而減少的原理實現天然氣脫水。吸收脫水是用吸濕性液體(或活性固體)吸收的方法脫除天然氣中的水蒸氣。用作脫水吸收劑的物質對天然氣有很強的脫水能力,熱穩定性好,脫水時不發生化學反應,容易再生,粘度小,對天然氣和液烴的溶解度較低,起泡和乳化傾向小,對設備無腐蝕性,同時價格低廉,容易得到。
        三、天然氣凈化發展以及節能環保
        首先,凈化裝置會進一步完善,滿足環保要求和經濟要求。天然氣凈化工藝在凈化溶劑不斷改進的同時,對傳統工藝的優化從未停止過。如增加原料氣與溶液接觸面積、吸收塔采取多點進料等改進方法,獲得了不少經濟利益的優化,并且改進換熱器和再沸器增強了反應性能,又降低了操作費用。
        天然氣凈化系統的發展越來越受到重視,原因是國家對天然氣的使用量逐年增加,對天然氣的環保標準也在逐年提高,在原來的凈化基礎上提高凈化能力,減少經濟投入,優化凈化性能,成為了業內人士重點研究的內容和天然氣凈化的重要發展方向。
        天然氣凈化工藝設計優化,天然氣凈化工藝在凈化溶劑不斷改進的同時,對傳統工藝的優化從未停止過。如增加原料氣與溶液接觸面積、吸收塔采取多點進料等改進方法,獲得了不少經濟利益的優化,并且改進換熱器和再沸器增強了反應性能,又降低了操作費用。大型天然氣凈化裝置安全聯鎖技術,天然氣凈化過程中使用的都是大型的機械裝置,這些裝置常常是連鎖在一起進行凈化工作,一旦某一部分出現故障就會影響整合凈化系統。因此大型凈化裝置的安全聯鎖技術的改進近年來也備受重視。從高硫天然氣凈化裝置的生產過程控制、應急預案等方面出發,合理設計了相關的關閉措施;進行大量現場測試對設備工作情況進行修改與完善,形成了一套高水準的安全聯鎖關鍵技術,基本解決了大型高硫天然氣凈化裝置生產過程中的安全控制問題,填補了國內空白。當然這項技術還需要在應用中不斷改進,真正確保工廠和工人的安全,完成凈化目標。
        四、結語
        天然氣作為現代能源,具有清潔、高效、優質的特點,是一種重要的生活和工業能源。伴隨著國家工業化的推進,天然氣應用也將逐步取代傳統高污染能源,其應用范圍也越來越廣。然而在天然氣使用之前,必須進行凈化處理。在天然氣凈化過程中,利用到很多技術和裝置,凈化過程只有跟上要求才能投入使用以滿足國家需求,這就需要對天然氣凈化工藝不斷優化發展,確保天然氣凈化度,保證天然氣凈化作業的安全性,為企業收獲良好的經濟效益及社會效益。
        參考文獻:
        [1]賈兆旺 天然氣凈化技術和方法的探討和研究[J]江蘇商報.建筑界2013(15)
        [2]吳基榮,毛艷紅.高含硫天然氣凈化工藝技術在普光氣田的應用[J].天然氣工業,2011

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