试论天然气脱碳工艺

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1、试论天然气脱碳工艺　　[摘要]现如今，天然气的应用越来越广泛，但由于开采出的天然气中含有部分二氧化碳和硫元素，在使用中极易产生危险，因此，我国对天然气中的C和S元素的脱离提出了许多要求，也研发了许多脱硫工艺和脱碳工艺，希望帮助降低天然气中的碳元素和硫元素，减少危险，本文在此主要分析C元素的脱离工艺。我国的《天然气质量标准》中要求，二氧化碳的含量最大不能超过总体积量的3%，因为二氧化碳一旦与水相融合，就会产生极强的腐蚀性，对开采天然气的设备和运输管道等钢材料产生腐蚀，影响设备使用，甚至造成设备损坏，使天然气泄漏，产生浪

2、费。另外，与相同pH值的酸性液体相比，二氧化碳的酸液浓度较大，对含有钢材的设备产生的腐蚀性也更大，因此，天然气必须经过脱碳处理后方可使用和运输。　　[关键词]天然气脱碳工艺探讨　　中图分类号：TE644文献标识码：A文章编号：1009-914X（2018）25-0054-01　　1国内外脱碳工艺技术现状　　自80年代初期开始，国内外已陆续开发出各种天然气脱碳工艺，例如：MDEA脱碳工艺，自研究伊始，MDEA的实用性较强，其应用原理是：在天然气中放入吸附剂，此种吸附剂对二氧化碳的吸附作用极强，但对其他气体无吸附作用或较

3、小，因此，可以达到脱碳的目的，也是目前各种脱碳技术中效果最好的。国内外的技术人员根据此种原理，现已开发出了以此为基础的溶剂代替吸附剂，即MDEA溶剂，此种溶剂具有目的性极强的吸附特性，并在吸附容量和扩散速度上远超普通的吸附剂。　　MDEA技术主要实质是以水溶液为基础，再将相同吸附性的硅胶型吸附剂溶于其中，将混合液放置于天然气开采的必经之路中，达到脱碳的目的。　　另外，还有一种较为普遍的脱碳工艺随着科学技术的发展而逐渐推广应用，即湿法脱碳工艺和干法脱碳工艺，目前，在我国应用较多。　　湿法脱碳工艺简而言之可以理解为是通过

4、可再生溶剂来吸收二氧化碳，并加入多种所需添加剂，由于碳分子的吸附性较弱，因此，需要加压进行吸附，即变压吸附脱碳工艺（简称PSA技术），另外，湿法脱碳工艺中还可细分为化学吸收法、物理吸收法等。　　干法脱碳工艺主要的思路是：在天然气中加入一定量的二氧化碳吸附剂，但此吸附剂不需加入水溶液进行混合，而是让天然气中的二氧化碳来选择分离隔膜进行自行脱离，从而达到脱碳的目的。此种方法简单易行，在许多天然气开采中得到了应用。　　2天然气脱碳工艺的原理与选择　　根据近年来的研究发展，总结出了天然气的脱碳工艺的各自的工作原理与适用条件，

5、以便不同地区和设备在进行天燃气开采时进行选择。由于天然气在进行脱碳处理过程中的技术还不够发达，仍在不断发展中，目前，还仍然没有单一用于脱碳的溶剂配方，因此，无法保证只滤除碳元素，这样一来，就无法扩大溶剂的使用范围，只能一次性对少许太难燃气进行处理，大大提高了脱碳的处理成本。　　因此，针对不同地区对天然气脱碳工艺的要求，就会选择不同的脱碳技术，例如：在湿法脱碳工艺进行的过程中会产生较强的热效应，这就会导致在经过加湿处理后的天然气不合适作为脱碳处理的原料，因此必须有烘干设备，不具有此类设备的天然气开采工厂就不能够选择此类

6、工艺。再例如：如果开采工厂对天然气脱碳处理后的产品质量没有把握好，而贸然采用了低温分离的脱碳方法，这样就会影响和阻碍天然气脱碳处理的效率。　　对于目前广泛应用的MDEA技术，它也具有自身的特点，即在使用该技术进行天然气脱碳的过程中，需要采用一些再生工艺，例如：天然气要想进入处理环节，就必须采用由底层进入吸收塔的固定方法，并在吸收塔中接触到自上而下进入的MDEA溶液，再与之混合，由此达到脱碳的目的。　　在此过程中，天然气要经过从吸收塔顶端流出，再冷却，然后进行分离，最后再进行天然气的脱水处理后才能完成的复杂过程，其中，

7、吸收塔底端进入的MEDA溶剂需要经过加压才能进入脱水处理环节，再从吸收塔上部进入，经过减压后，分离出吸收的二氧化碳，并由再生塔进行蒸汽高温加热，只有经过复杂的脱碳流程，才能维持MDEA溶剂的温度，保持其吸附性能。由于MDEA溶剂是自上而下进入吸收塔的，因此，由塔底流出的MDEA溶液经过冷却后，由加压器进行加压，使溶剂进入吸收塔的顶部，再次与进入吸收塔的天然级进行接触，由此达到MDEA溶剂的重复利用，并完成整个脱碳工艺。除此之外，为了保证MDEA溶剂能够进行再次的循环利用，就需要将15%的MDEA溶剂进行青姐后再投入使

8、用，但由于溶剂减少，无法保证进入吸收塔中的天然气完全脱碳，因此，为了维持整个MDEA脱碳工艺的正常进行，系统就需要配备MDEA溶剂再生设备，来补充进行清洁的15%的溶剂空缺。这样看来，若想使用MDEA技术进行脱碳，就必须具备以上提到的各种设备和运输管道，因此，对天然气的开采工厂的科技设备要求较高，并对操作人员的技术水平提出了高要求，但其成果斐然