天然氣加工工藝及其發(fā)展前景預(yù)測

李澤兵

（大慶油田創(chuàng)業(yè)集團(tuán)南垣股份公司油氣處理廠，黑龍江 大慶 163000）

在油田生產(chǎn)與天然氣生產(chǎn)的過程中，對于天然氣的加工與處理非常重要，由于天然氣既是化學(xué)燃料，同時(shí)，也是清潔能源，因此，更多地使用天然氣，做好天然氣的加工工作就成為了改善我國能源結(jié)構(gòu)，保障開發(fā)安全的重要內(nèi)容。同時(shí)，隨著可持續(xù)發(fā)展觀念的深入與貫徹，對于天然氣的重視程度就越來越高。而天然氣的加工工藝目前也隨著我國工業(yè)水平的不斷進(jìn)步與發(fā)展實(shí)現(xiàn)了發(fā)展，因此，在新時(shí)代中，分析并討論天然氣加工工藝技術(shù)及其發(fā)展前景，對于我國天然氣的使用與發(fā)展有著重要的價(jià)值。

1 天然氣的性質(zhì)概述

天然氣是一種主要由甲烷組成的氣態(tài)化石燃料。它主要在油氣田中發(fā)現(xiàn)，少量來自煤層。天然氣被埋在原油等地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，其中一些與原油儲存在同一層，而另一些則分別存在。對于與原油儲存在同一地平線上的天然氣，它將與原油一起生產(chǎn)。由于天然氣的主要用途是作為燃料使用，因此，在燃燒后會(huì)產(chǎn)生炭黑，再加上天然氣的主要成分是低分子氣烴與非烴氣體的混合物，因此，在天然氣中生產(chǎn)出的丙烷與丁烷都是工業(yè)生產(chǎn)中的重要燃料，有著較高的價(jià)值。

2 天然氣加工與開發(fā)的重要意義分析

2.1 提升開發(fā)水平，保障開發(fā)安全

天然氣的提取存在一定的危險(xiǎn)，由于天然氣的開發(fā)會(huì)造成各種生產(chǎn)事故以及泄漏問題，泄露出的有毒氣體以及各種爆炸情況都會(huì)對實(shí)際的采氣工作造成安全風(fēng)險(xiǎn)與威脅。造成這種情況的主要原因是由于天然氣密度低而導(dǎo)致的井噴情況，同時(shí)，由于氣田中的硫化氫含量較高，因此，在出現(xiàn)泄漏情況后，就會(huì)導(dǎo)致附近輻射環(huán)境內(nèi)的居民無法正常生活。在這一點(diǎn)上，我國重慶開縣就曾經(jīng)發(fā)生過類似的事件，由于開采的失誤導(dǎo)致了井噴爆炸情況的出現(xiàn)。將富含硫化氫的天然氣噴灑到30 米以上的高度，有毒氣體擴(kuò)散到周圍區(qū)域。因此，提高天然氣的加工水平對生產(chǎn)安全起著非常重要的作用。

2.2 優(yōu)化傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)

在我國的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)中，對于生態(tài)燃料的應(yīng)用較多，較常使用的石油、煤炭等能源，但是，隨著天然氣加工效率的提高，對于天然氣的應(yīng)用有著更加明顯的優(yōu)勢。首先，天然氣的應(yīng)用屬于化學(xué)能源的應(yīng)用，效率更高。其次，天然氣屬于清潔能源，在使用后不會(huì)產(chǎn)生較多的廢渣情況，有效地避免了二次污染的出現(xiàn)。因此，提高天然氣加工的效果與質(zhì)量不僅可以提高利用效率，降低污染，同時(shí)，可以改善我國的傳統(tǒng)能源結(jié)構(gòu)，尤其是在當(dāng)今國際石油形式緊張的情況下，天然氣的加工技術(shù)就顯得更加重要。

3 天然氣加工工藝技術(shù)及問題探究

3.1 氧化還原工藝

氧化還原技術(shù)主要處理硫含量較低的天然氣，而處理硫含量較低的天然氣的效果非常好。該技術(shù)可在常溫下的脫硫過程中將硫化氫和其他元素硫一起氧化，除此工藝優(yōu)勢外，其加工效率也很高。目前，該技術(shù)已應(yīng)用于量化天然氣的處理和生產(chǎn)中，也取得了很好的效果。

3.2 化學(xué)與物理溶劑工藝

之所以使用這種天然氣處理技術(shù)，是因?yàn)樗藦奶烊粴庵腥コ袡C(jī)硫外，還具有很高的選擇性和低能耗，主要是為了處理含有更多有機(jī)硫的天然氣。這將更有意義。純物理溶劑是指在高壓環(huán)境中物理溶解天然氣中所含酸性成分以實(shí)現(xiàn)酸性物質(zhì)去除的溶劑，可以通過調(diào)整溶劑的比例來確定化學(xué)和物理混合溶劑的用途。脫硫和除碳對天然氣的影響。這項(xiàng)技術(shù)已在許多大型合成氨處理設(shè)施中使用。

3.3 混合胺工藝

采用混合胺技術(shù)進(jìn)行加工主要就是通過對胺法的優(yōu)化與發(fā)展，在醇胺溶劑與天然氣在產(chǎn)生酸性反應(yīng)的時(shí)候，天然氣中的二氧化碳?xì)怏w與硫化氫氣體會(huì)相應(yīng)地去除，但是，整個(gè)去除的過程是不可逆的，所以，大部分的醇胺類溶劑在與二氧化碳?xì)怏w以及各種三星氣體反應(yīng)的過程中要注重其不可逆性，因此，溶劑的回收利用率較低，這就需要保障有害氣體去除之后溶劑的損失量，盡可能控制溶劑的損失量，依照除去的氣體更有針對性地選擇不同的醇胺溶劑進(jìn)行反應(yīng)，充分發(fā)揮混合胺工藝的價(jià)值。

3.4 低溫甲醇洗工藝

低溫甲醇洗工藝技術(shù)在進(jìn)行對天然氣溶解的過程中溶解度較高，并且其中天然氣的甲醇含量在加工后所釋放出的溶解度會(huì)相應(yīng)地去除掉額外的熱能，在加工設(shè)備的使用過程中，由于溶解度較高，溶劑使用較少，也就相應(yīng)地降低了加工成本，提高了加工的經(jīng)濟(jì)效益。另外，在該溶劑的應(yīng)用過程中，化學(xué)溶劑的穩(wěn)定性與與熱穩(wěn)定性、選擇性都較強(qiáng)，可以針對天然氣的主要成分記性影響作用，有效降低了加工設(shè)備的腐蝕情況。另外，由于甲醇原料的價(jià)格較低，因此，在使用該技術(shù)進(jìn)行天然氣的加工時(shí)，無論是加工效果還是經(jīng)濟(jì)效益，都有著明顯的優(yōu)點(diǎn)。

3.5 脫硫脫碳技術(shù)存在的問題

隨著天然氣產(chǎn)量和需求的不斷增加以及環(huán)境保護(hù)政策的不斷深化，生產(chǎn)天然氣的公司越來越重視天然氣加工技術(shù)，特別是高含量天然氣的加工。硫，因?yàn)槿绻吡蛱烊粴獾奶幚聿怀晒Γ褂脮r(shí)天然氣產(chǎn)生的污染物數(shù)量將非常大，這會(huì)加重環(huán)境污染。由于天然氣中的二氧化碳含量超過了20%，并且由于目前我國對于天然氣的處理水平并不高，這也就導(dǎo)致了普通天然氣的脫硫工藝能耗較高，而且脫硫效果不強(qiáng)，無法達(dá)到要求。在脫硫溶劑中，主要采用的脫硫方法就是物理溶劑法與化學(xué)溶劑法，在物理溶劑法中，主要采用的是混合胺法工藝技術(shù)與低溫甲醇洗工藝技術(shù)，基于上文已經(jīng)簡單地概括了這兩種技術(shù)的特點(diǎn)與方式。但是在實(shí)際使用這兩種工藝的過程中仍然存在一定的問題。就拿混合胺工藝來說，為了實(shí)現(xiàn)對天然氣加工效果的增強(qiáng)，通過醇胺溶劑進(jìn)行對天然氣中酸性氣體的反應(yīng)的過程中對于醇胺溶劑的量會(huì)有所降低，從而導(dǎo)致溶劑在反應(yīng)后難以回收。另一方面，如果通過混合胺工藝進(jìn)行加工，溶劑的用量就會(huì)相應(yīng)減少，這也就提高了經(jīng)濟(jì)效益，是該技術(shù)的一大優(yōu)勢特點(diǎn)。

3.6 含硫物質(zhì)回收技術(shù)的問題

加強(qiáng)天然氣脫硫，脫碳后含硫物質(zhì)的回收，提高電廠的硫碳回收率，減少天然氣燃燒后廢氣中有害物質(zhì)的排放。但是，天然氣處理后，對硫化氫和酸性氣體中的二氧化碳的回收效果不是很好，特別是在回收硫化碳后進(jìn)行水解的過程中，由于低硫與中硫的天然氣含量較高，所以水解效果較差。在碳材料有效回收后，就會(huì)采用天然氣的中硫以及碳材料回收的技術(shù)進(jìn)行對天然氣中的含硫物質(zhì)回收，技術(shù)改進(jìn)后，就會(huì)有效地提高回收裝置中的水解工藝水平，進(jìn)而避免由于過去水解工作中存在的效率低以及存在局限性的情況。

4 天然氣加工工藝的發(fā)展前景預(yù)測

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2017 年，中國從中國進(jìn)口天然氣的依賴率為39%，進(jìn)口天然氣約為914 億立方米。據(jù)估計(jì)，未來幾年中國的天然氣進(jìn)口量將達(dá)到50%以上。2020 年，天然氣的消耗量（目前占工業(yè)燃料消耗量的10%）將增加到15%。2030 年，這一比例將超過25%，而我們正面臨著越來越嚴(yán)重的資源壓力。我們必須回顧形勢，積極儲能，合理分配能源。中國能源部門的消費(fèi)有待提高。必須調(diào)整結(jié)構(gòu)。天然氣的間接液化，天然氣脫酸和脫水的改善等。建立達(dá)到世界領(lǐng)先水平的管理機(jī)制，制造家用設(shè)備，最小化能耗控制，實(shí)現(xiàn)廢水處理零排放。受供應(yīng)方改革和可持續(xù)發(fā)展政策的限制，落后的生產(chǎn)能力將降低能源效率。中國一次能源消費(fèi)增速將放緩，但增長趨勢將繼續(xù)。

總而言之，隨著我國工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，天然氣的加工工藝也越來越高，越來越多的技術(shù)在天然氣的加工過程中被得到使用，而天然氣的加工質(zhì)量也越來越強(qiáng)。天然氣作為一種清潔型能源在，在使用的過程中相較于傳統(tǒng)的能源可以更環(huán)保，因此，也具備我國政策的大力支持。通過對天然氣加工工藝的優(yōu)化與提高，可以推動(dòng)天然氣在有毒氣體中的應(yīng)用效果，有效地提高天然氣的經(jīng)濟(jì)效益與效率，而中國的天然氣加工技術(shù)水平也將不斷提高，對于天然氣加工中存在的有毒氣體起到了顯著改善效果，有害氣體排放不斷減少。有毒氣體的含量越來越低，天然氣的生產(chǎn)越來越多，在未來可以更好地滿足工業(yè)生產(chǎn)的需要和居民的生活。