摘 要：天然气作为世界公认的最清洁的化石能源，在各国的能源消费结构中扮演着越来越重要的角色。随着我国经济持续稳定增长以及低碳环保、节能减排的动力驱使下，天然气产业发展将进入一个前所未有的持续高峰期。这里本文将介绍一下与天然气产业发展相关的天然气净化工艺技术及其发展趋势。
关键词：天然气 净化工艺技术 发展趋势
一、天然气净化工艺技术
随着世界天然气工业的快速发展，我国天然气净化处理能力得到进一步提高，净化处理技术进入跨越式发展阶段。天然气作为一种绿色洁净能源， 其开发和利用越来越受到人们的重视， 各国对天然气质量都有相应的净化标准。发展天然气工业， 必须研究发展天然气净化工艺， 解决天然气的输运储备和无害利用问题。下面本文将介绍几种常见的天然气净化工艺技术：
1.天然气脱水
天然气工业中常用地脱水方法有三类：低温分离、液体吸收、固体干燥剂吸附。①低温分离。高压的天然气经节流膨胀造成低温，让水分离出来。它一般适用于高压气田，天然气降压后仍高于输气压力，同时又使温度降低而不致产生水合物。低温分离的另一类是将压力较低的天然气加压后冷却脱水。我国一些油田还在冬季利用大气来冷却石油伴生气达到脱水的目的。低温分离一般都作为辅助脱水措施。因为它是依靠低温冷凝分离脱水，此时天然气仍处于饱和状态。为防止冰堵，有的装置在低温分离的同时，还加入某种反应剂吸收水分，进一步降低露点。②液体吸收法脱水。最早采用的液体脱水剂是甘油，随后是氯化钙水溶液，这两种脱水剂目前均已淘汰。二甘醇用于天然气干燥，干醇法就得到广泛应用。由于三甘醇特别有效，自从用于脱水后，逐步占据主导地位，到最近几年已成为天然气脱水的工业标准。目前用于脱水的有二甘醇、三甘醇和四甘醇。③固体干燥剂吸附脱水。吸附：一种气相组分被固体表面吸住而在固体上浓聚的现象。固体干燥剂吸附脱水：是利用多孔性的干燥剂吸附天然气中的水蒸气。
2.天然气脱硫
针对不同原料气提出的脱硫方法，大致可分为四类：①物理溶剂法。物理溶剂法它以有机溶剂为吸收剂，依靠物理吸附作用除去酸性组分。酸性组分分压越高，越易被溶剂吸收。溶剂再生可采用减压闪蒸、惰性气体气提或者适当升温的方法。②化学溶剂法。化学溶剂法采用某种溶于水的溶剂和酸性气体反应生成“复合物”， 溶剂以化学结合的方式“吸住”酸性组 分——净化；当“吸住”酸性组分的富液因温度上升和压力下降，“复合物”分解放出酸性组分——溶液再生。这类方法中，一乙醇胺获得了最广泛的应用，针对其缺点又发展了二乙醇胺法和二甘醇胺法。③干式床层法。干式床层法用固体物质固定床吸附或者和酸性组分反应而脱硫或脱二氧化碳。所用固体物质包括天然泡沸石、分子筛、活性炭和海绵状氧化铁等。④直接转化法。直接转化法这类方法是使H2S直接转化为元素硫。它主要用于低含硫气体的净化，其中最为成功的是蒽醌法和萘醌法。
3.尾气处理
尾气还原吸收工艺是通过加氢反应将尾气中的SO2、SX还原为H2S；COS、CS2水解为H2S。然后采用胺法选择还原为H2S，水解为H2S， 吸收尾气中的H2S，富液经再生释放出酸性气，酸性气吸收尾气中的H2S，H2S 则返回制硫部分循环处理。该工艺的特点为：硫回收率高（≥99.8%）；排放气净化度高（ 960mg/m3，符合GB16297-1996规定）。净化度高（< 960mg/m3，符合GB16297-1996规定）。
4.酸水汽提
单塔低压汽提工艺具有操作简便、流程简单、能耗低、投资低等优点，酸性气中所含H2S及CO2均返回至硫磺回收装置。在酸性水净化效果上，净化水可以达到指标磺回收装置，以保证净化水用于工艺装置的注水回用或补充循环水，减少对工艺设备的腐蚀。
5.硫磺回收
硫磺回收部分采用直流法克劳斯硫回收工艺， 硫磺回收部分采用直流法克劳斯硫回收工艺，全部酸性气进燃烧炉，按烃完全燃烧且1/3的H2S生成SO2控制进 1/3 生成SO2 入主燃烧炉的风量。其流程设置为一段高温硫回收加两段入主燃烧炉的风量。低温催化硫回收，该部分硫回收率为93～95%，主燃烧炉 93% 废热锅炉产生3.5Mpa等级的水蒸汽，该蒸汽除自用外大部分3.5Mpa等级的水蒸汽分送到全厂高压蒸汽管网，硫冷凝器产生0.4Mpa等级的水分送到全厂高压蒸汽管网。蒸汽为减少液硫对成型部分的环境影响采用液硫脱气设施。
二、天然气净化工艺技术的发展趋势
随着天然气工业的发展，将会出现许多特殊和有效的净化工艺，而原来的传统净化工艺也将得到进一步发展，传统的净化工艺与新工艺的结合和互补可以达到更好的效果。国内必须进一步重视和加强这些技术的研究和应用。
在天然气脱硫工艺中， 湿法发展较快， 干法由于其自身存在的处理量低、不易再生等原因， 发展较为缓慢； 天然气脱碳工艺在脱硫工艺的基础上主要发展完善了醇胺工艺。今后天然气净化工艺的发展趋势应主要集中在以下四个方面： ①针对现有天然气净化方法的不足加以改进和完善， 大力研究发展醇胺法脱硫脱碳工艺， 提高醇胺法脱硫脱碳工艺的处理能力和处理效率。膜分离技术是处理天然气的新方法， 具有显著的优点， 但其净化精度低。若将其与常规醇胺净化技术组合， 即膜分离过程用于天然气的初级净化， 常规醇胺吸收。②建立天然气净化厂安全运行保障技术体系实现天然气净化装置安全平稳运行。③遵循“技术成熟、安全可靠、环保节能”的标准建设一流的大型天然气净化厂。④开发并推广具有自主知识产权的天然气脱硫脱碳、硫磺回收和尾气处理工艺技术体系。
现在我国能源消费结构的改善以及巨大市场需求的刺激，常规与非常规天然气的开采量与日俱增，与之相匹配的净化工艺技术的发展也将走上新的台阶。一系列综合净化工艺技术在天然气产业发展上将发挥愈发重要的作用，通过建立更多示范装置来加以推广应用。总之必须在实际应用中不断总结经验，改进净化工艺，提高我国天然气净化利用水平。
参考文献
[1]刘鹏飞，龚智喜.浅谈天然气气体净化技术的方法[M].广东化工.2012，03.
[2]巴玺立，杨莉娜，何军，赵钰.天然气净化厂技术发展趋势分析[M].石油规划设计.2009，03.
