放空天然氣回收利用分析與探討

摘 要：本文主要對放空天然氣回收利用技術進行了分析與探索，主要介紹了6種回收利用技術及其優缺點，并且也分析了放空天然氣回收利用技術的發展趨勢，希望可以給從事天然氣回收及利用的相關技術人員提供一定的思路和啟示。

關鍵詞：天然氣;回收;利用;工藝;放空天然氣

目前，為了解決能源危機，人類正不斷的發展新能源，但是常規能源在世界能源消耗中仍然發揮著主要作用，如石油、天然氣等，依舊是人類社會文明發展所必須的資源。天然氣是一種烴類和非烴類氣體組成的混合物，通常指油田氣、氣田氣，主要被用來當作燃料和化工原料。由于天然氣具有單位熱值高、清潔、供應可靠以及成本較低等優點，越來越受到人們的關注和重視，世界上很多國家都大力發展天然氣工業。但是，在天然氣開發、加工和運輸等過程中，不可避免地會出現損失，主要有2種：泄露和放空，不但會造成資源浪費，而且會嚴重污染環境[1，2]。相關研究表明，世界各國燃燒放空天然氣是加劇氣候變暖的重要原因之一。因此，必須對放空天然氣進行回收，提高放空天然氣的利用率，實現節能降耗，保護環境的目的，從而提高企業的經濟效益。

1 放空天然氣回收利用技術

1.1 壓縮天然氣（CNG）

CNG技術主要是利用壓縮機對脫水處理之后的天然氣進行壓縮，然后將壓縮后的天然氣儲存在CNG拖車中，再運送到相應的加氣站中，之后將高壓天然氣進行降壓處理進入儲罐，還可以繼續降壓，使其進入到城市的管網之中。對于油田生產中形成的放空天然氣，可以將其進行一定程度的壓縮，達到既定壓力之后，再將其沖入下游的天然氣管網之中，不但可以減少環境污染，還可以節約資源。

CNG技術的優點主要有以下4點：①設備比較簡單，技術十分成熟，安全便捷，可以獲得較好的效益;②通常利用排量大小不一的壓縮機，制作成移動式的撬裝設備，能夠對大面積范圍內的天然氣進行回收;③設備易于移動，可以在油田比較偏遠的井站進行安裝和使用;④國內已經可以生產CNG技術的相關設備，成本比較低。

CNG技術的缺點主要有以下3點：①壓縮機的排量相對較小，而且單機可以處理的氣量也比較少;②CNG拖車的運送量也非常小;③CNG技術要求的壓力大，對儲氣瓶的質量要求較高。

1.2 液化天然氣（LNG）

LNG技術一般都是使用丙烷預冷的混合制冷液化技術，該技術首先將氣態的天然氣經過一系列的處理，如脫水、脫烴、脫酸性氣體等，然后經過一連串的超低溫液化處理，最終將氣態天然氣變成液態天然氣進行儲存。

LNG技術的優點主要有以下2點：①與CNG技術相比，天然氣的存儲量比較大;②儲存、運輸以及使用等方面都優于CNG技術。

LNG技術的缺點主要有以下3點：①凈化、液化的工藝流程十分復雜，設備和運行的成本較大;②由于一些因素的影響，如組分和溫度的不同，會使LNG技術出現一定的分層，進而形成渦旋，而渦旋會導致LNG內部的能量變化較大，導致LNG儲存的穩定性較差，容易發生重大的安全事故;③一般使用高壓超低溫的方式進行運輸，儲罐材料的性能需要達到比較高的要求，使得該技術具有比較高的危險性。

1.3 吸附天然氣（ANG）

ANG技術是在儲罐中放入一定量的吸附劑，這種吸附劑的內表面積比較大，而且具有十分豐富的微孔結構，使其在常溫、中壓的條件下，可以吸附大量的天然氣，然后將其存儲在儲罐之中。

ANG技術的優點主要有以下3點：①ANG技術可以在比較低的壓力情況下，達到CNG技術高壓力情況下的儲存效果;②與CNG技術相比，ANG技術使用更加方便，成本較低;③對儲罐的性能要求較低，可以選擇質輕、低壓的儲罐，具有更好的安全性能。

ANG技術的缺點主要有以下3點：①與CNG和LNG技術相比，在同樣的儲存容積中，ANG技術的吸附存儲量低得多，分別是CNG和LNG的66.7%、20%;②存在一定的熱效應和滯留問題，目前仍然沒有有效的解決方案;③吸附能力更好的活性碳類材料仍然處在研發階段，沒有取得突破性的研究效果。

1.4 天然氣水合物（NGH）

NGH技術是將天然氣和水進行高壓低溫處理之后，形成一種結晶化合物，這種化合物的化學結構為籠形，外觀與冰比較相像。在標準條件下，1m3的天然氣水合物的天然氣含量與相同條件時的1500m3-200m3的天然氣相同。

NGH技術的優點主要有以下3點：①預處理過程的要求比較低、成本小;②所需的儲存空間小，與氣態、液態的天然氣相比，NGH技術具有更高的安全性;③儲存的條件不高，可以在壓力和溫度分別為0.1MPa～1MPa和-10℃～0℃的情況下進行保存。

NGH技術的缺點主要有以下2點：①在天然氣水合物技術的運用各個過程中，會存在一定的安全問題，如大規模快速生成、固化成型、集裝和運輸等;②NGH技術具有高密度、高儲能的特點，因此需要研究更加經濟，而且符合工業生產實際情況的工藝流程。

1.5 溴化鋰直燃機

該技術是讓天然氣在溴化鋰吸收式機組的高壓發生器中燃燒產生高溫火焰作為熱源，再將溴化鋰--水當作二元工質，然后利用吸收器--發生器組實現吸收式制冷循環，進而可以制取冷熱水、供應冷熱水、供冷供熱。溴化鋰直燃機技術的優點主要有以下5點：①溴化鋰直燃機是在真空條件下運行，因此，沒有高壓爆炸的隱患，安全性較好;②功能較多，可以進行制冷、熱水以及供暖;③不需要設置額外的蒸汽外網或鍋爐房，耗電量比較低;④設備的結構非常緊湊，直燃機房所需的面積比較小;⑤操作簡單。

溴化鋰直燃機技術的缺點主要有以下3點：①對氣密性的要求比較高，如果漏入非常少的空氣，也可以對冷水機組的性能產生嚴重影響;②具有一定的腐蝕性，需要采用耐腐蝕性能強的材料;③需要的配套設施比較復雜，如具有較強冷卻能力的冷卻塔。

1.6 天然氣發電

該技術是通過燃氣輪機將天然氣的化學能進行轉化，變成電能。天然氣發電技術的優點主要有以下5點：①與常規火電廠相比，天然氣發電技術的發電效率更高;②CO2和氮氧化合物的排放量都比較少，環境污染小;③如果天然氣的氣量比較大，而且比較穩定時，可以進行回收利用，通常采用小型的燃氣輪機發電，并且建立固定式的電站，在一定程度上可以滿足企業的部分用電，節省企業成本;④如果天然氣的氣量比較少，而且不穩定時，回收之后，可以采用撬裝式電站，利用蓄電池將電存儲起來，以備不時之需;⑤綜合應用燃氣輪機和余熱鍋爐進行熱電冷聯產，可以最大限度地提高天然氣的利用率。

天然氣發電技術的缺點主要有以下2點：①回收工藝流程非常復雜;②成本較高。

2 放空天然氣回收利用技術的發展趨勢

隨著人們的節能環保意識不斷增強，在國家有關政策的規定和激勵下，放空天然氣回收利用技術已經得到了廣泛的推廣和應用。但是，目前所使用的這些回收利用技術的自動化、信息化程度都比較低，回收利用的效率較差。隨著信息技術的發展，如5G、人工智能、大數據、云計算等，放空天然氣回收利用技術將會實現數字化、信息化、高效化，進而可以提高放空天然氣回收利用的水平和效率，從而為用戶帶來極大的方便。

3 結語

總而言之，放空天然氣的回收利用，不但可以提高能源的利用率，而且可以保護環境，從而讓企業獲得良好的經濟和社會效益。因此，相關企業必須高度重視放空天然氣的回收利用，加大相關的技術的投入，大膽創新，引入先進的技術和儀器，提高放空天然氣回收利用的水平和效率。值得注意的是，在實際應用中，應該根據實際情況，采用科學、合理、有效的技術方法進行放空天然氣的回收利用。

參考文獻：

[1]吳洋.放空天然氣回收處理[J].化工管理，2020（01）：132-133.

[2]邱林軍.淺析集氣站放空天然氣回收技術[J].中國新技術新產品，2019（10）：65-66.

作者簡介：

方飛（1991- ），男，漢族，遼寧盤錦人，本科，助理工程師，主要從事天然氣回收方面的工作。