李哲 李慧芳(青海油田液化天然氣公司,青海 格爾木 816000)
天然氣工廠屬于研究和分析凈化系統(tǒng)的主要平臺,想要科學、合理、大范圍的使用天然氣資源,就一定要實現(xiàn)遠距離的天然氣運輸,并在處理之后再投入使用。在未液化前,必須做好凈化處理工作,去除其中的雜質,例如:機械類雜質、酸性氣體以及一些毒性氣體等等。與此同時,實踐過程中,也必須做好處理,以保證順利的進行天然氣的生產(chǎn)。對此,筆者重點分析了天然氣工廠所應用的凈化技術,具體如下。
1.1.1 含硫量要求
硫自身重量輕、質地非常軟、粉末狀、具有相當大的異味。如果含硫量非常大,那么人們的生活就會因此受到影響,為了對天然氣所具有的腐蝕性進行控制,就一定要嚴格控制含硫量。含硫量指標一般用H2S 來表示,通常情況下一立方米天然氣內(nèi)不能超出24毫克的H2S。
1.1.2 熱值要求
天然氣自身也具有較為明確的質量要求,為了讓廣大的天然氣用戶可以按照燃燒熱值準確的判定設備型號,一定要對最小熱值加以明確。最小熱值就是天然氣在單位時間內(nèi)釋放出來的最低熱量,實際熱量與二氧化碳和氮氣含量有關。
1.1.3 水露點要求
水露點就是在某一特定壓力之下,與天然氣濕度飽和時的溫度,還可以認為是天然氣中的水蒸汽在壓力條件作用下,第一滴水凝結出來時的天然氣溫度。
1.1.4 烴露點要求
烴露點就是在某一特定壓力之下,第一滴烴從天然氣中析出時的溫度,和天然氣的組成成分以及壓力有關。
在利用凈化系統(tǒng)對天然氣進行處理前,一定要做好天然氣預處理工作,將其中的結晶物質以及有害物質去除,如:重烴、汞和水分等。以下是預處理天然氣的目的。
首先,在防止降溫情況下,將烴和水凍結,進而封堵管道與設備,影響管道的實際運送能力。其次,提高天然氣的最低熱值,使氣體質量標準得到滿足。最后,防止設備和管道被其他雜質所腐蝕。
天然氣當中存在的二氧化碳以及硫化氫被稱作酸性氣體,如果酸性氣體一直存在,那么金屬設備和管道就會發(fā)生腐蝕,如果不對其進行處理,那么管道以及設備的使用時間就會大大縮短。因為酸性氣體具有極其特殊的腐蝕性,實際應用過程中,會污染環(huán)境,所以,凈化時必須對酸性氣體進行去除,具體方法如下:
2.1.1 應用化學方法去除
化學吸出法屬于可逆的一種化學變化,能夠將原料中存在的弱堿性物質吸出。具體分為:原料自身存在的酸性物質,如:二氧化碳和硫化氫,在溫度不斷升高過程中,雜質混合物就會釋放出眾多酸性氣體。醇胺溶液經(jīng)常被人們當做吸收酸性氣體的吸收劑,其能夠快速與酸性氣體發(fā)生反應,進而將天然氣中存在的酸性物質去除。醇胺吸收法有著非常多的優(yōu)點,如:應用范圍非常廣、成本非常低、反應速度非常快等。
2.1.2 應用物理方法去除
物理吸收法就是在原材料所具有的酸性基礎上,使一切物質都可以進行脫離,實際上溶劑自身的酸性成分與酸性氣體負荷間成正比關系,假如液體壓力變低,那么酸性氣體就會被立即釋放出來,此種方法經(jīng)常被應用在低溫或高壓環(huán)境中。我們經(jīng)常使用的物理吸收法包括:碳酸丙烯脂方法、聚乙醇二甲醚方法、冷甲醇方法和磷酸三丁脂方法。此種方法具有以下特性:其一,通常處于高壓環(huán)境以及低溫環(huán)境中;其二,溶劑酸氣具有較高的負荷率,可以應用處理高壓酸性氣體原料;其三,溶劑不容易發(fā)生變質,可以應用于機硫脫離中。
在某種條件下,部分原材料中存在的飽和水分極容易生成一些碳氫化合物,有時會堵塞液化裝置。管道之中存在水分,經(jīng)過時間的推移,這些水分就會形成具有腐蝕性極強的酸性溶液,從而嚴重的腐蝕管道以及設備。
2.2.1 采用低溫冷凝法
低溫冷凝法就是應用透明膨脹或高壓節(jié)流膨脹方法進行降溫處理,利用水氣凝結和天然氣間存在的溫差,把天然氣中存在的水汽冷凝成液體,通過水密度以及烴密度差距進行重力分離,這種方法比較適合應用在高壓天然氣中,假如想要處理低壓天然氣,就必須進行相應的增壓工作。
2.2.2 應用溶劑吸收脫水方法
實際上溶劑吸收法就是應用某種特殊溶劑溶解天然氣中存在的水分,其與化學反應特點相類似,假如混合液的汽壓非常低,那么就可以對溶劑進行再次應用。此種方法具有應用范圍廣、脫水時間快以及處理量大等優(yōu)點。
2.2.3 應用固體吸收法
固體吸收法可以快速的吸附空隙表面上的水分子,一直脫水到0.15ppm為止,或是將露點降到-100攝氏度。此種方法比較適合應用在表面積較大、微孔較多的物質中。
在綠色能源廣泛推廣的過程中,液化天然氣凈化是天然氣生產(chǎn)過程中的重要環(huán)節(jié),為了使天然氣工廠具備更強的凈化能力,就必須對多種方法進行分析和使用,進而使凈化效果達到最佳。
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