大型LNG项目的天然气脱水工艺探讨

宋永乐 李明(巴彦淖尔华油天然气有限责任公司， 内蒙古 磴口 015200)

天然气在我国能源提供方面发挥着越来越至关重要的作用。初始的天然气中是含有一定的杂质的，比如说有水分、杂质气体等。如果天然气中含有一定量的水分，将会减小输气管道对其他有效组分的输送能力，降低天然气的热值；在天然气液化装置中，水将在低于零摄氏度时结冰冻堵管道及换热器；天然气中的水分还会与其他杂质混合，形成化合物，腐蚀设备和管道。因此，天然气脱水既是一个技术问题，也是一个安全问题。因此对于天然气脱水工艺技术的研究显得尤为重要。

1 天然气脱水的主要方法

1.1 低温下冷凝脱水

当环境的压力越高，温度越低，天然气中所参杂的水分就将越少，因此基于这样的原理，可以对其采用低温冷却的方法进行脱水。天然气是多组分的混合物，各组分的凝结温度都不同，所以在不同温度时，凝固的程度也不相同。因此，基于以上分析，天然气中水分的去除可选用低温下冷凝脱水法，具体可采用直接冷却法和加压冷却法。但冷却法脱水往往效率较低，达不到天然气的水露点要求，一般作为脱水的辅助工艺。

1.2 可溶性的试剂脱水

(1)利用三甘醇脱水 三甘醇是有机溶剂，对水有极强的亲和力，采用其与天然气充分接触，使水传递到溶剂中从而到达脱水。三甘醇脱水主要流程：湿原料气经分离器粗脱水后，进入吸收塔与三甘醇贫液逆流接触，干燥天然气从塔顶排除，三甘醇富液经过解析塔再生循环利用。三甘醇用于工业时用量是较大的，投资较高，且当天然气中存在轻烃液体时会有一定程度的起泡倾向，运行时需要加入消泡剂。

(2)利用氯化钙进行脱水处理 早期在工业生产中，经常会使用氯化钙进行天然气脱水。由于氯化钙水溶液是较好的天然气中水分吸收的溶剂，所以较早的采用；又因为利用氯化钙进行天然气脱水所需的机器较为方便，很容易进行安装、运行和后期的维护，再加上其存储较为方便，一般采用这种方法。但是，就目前的工业水平而言，仍有的采用，主要是因为对于交通运行不是很方便的地方，生产的天然气不多的情况下，或者生产天然气的地方的环境较差的话，这种方法仍是很有优势的。

1.3 利用固体进行脱水

对于小型的天然气处理装置，可以采用固体进行脱水，而对于大型的天然气的脱水，一般采用液体的方法较为高效。在具体的情况下，特别是在气体流量、温度、压力变换特别频繁的时候，一般采用吸附法，因为这种对多变的环境条件有一个较好的适应性能，操作起来方法较为方便，并且可以保证脱水后的气体中无液体残留，在当今天然气液化工厂采用较为广泛。

(1)利用分子筛进行脱水 分子筛的脱水法属于固体脱水法，是一个物理吸附过程。目前天然气工业用的分子筛脱水法主要采用固定吸附塔。为保证装置可连续稳定运行，一般分为两塔流程、三塔流程或多塔流程，主要包括脱水、再生环节。最主要的设备就是分子筛塔及用于加热再生的加热炉。分子筛脱水能够将天然气中水含量降到1ppm以下，水脱除的更加彻底，处理的程度更加深入。但是，分子筛脱水也存在一定的缺点，对于较大的装置，设备投入的资金较高的，且对于加热再生部分，分子筛脱水需要消耗大量的热能，且每运行3到5年分子筛就得进行更换。

(2)硅胶吸水脱水法 硅胶是一种坚硬无定形链状和网状结构的硅酸聚合物颗粒，是一种亲水性的极性溶剂，可用于天然气脱水。硅胶的吸附性能和分子筛大致相同，很容易再生。但由于硅胶极易被水饱和，且与液态水接触易炸裂，产生粉尘，因此工艺生产中应在原料气进口处加一层不易被水破坏的吸附剂。

(3)多个环节的干燥脱水 就目前的工业形式而言，采用多步骤的脱水已经是一种较为创新的处理方式了。具体的脱水工作流程如下：对不纯净的天然气进行一定的调压处理，并且保持这种压力通过一定的干燥设备，含有杂质的天然气在这个过程中，水分将会被干燥剂吸附，由于采用具有盐分的干燥剂，则会形成一定的盐颗粒附着于设备表面形成膜。最终吸附到形成的颗粒很大脱落了之后，即直到不能吸附为止。从这个过程中也可得到盐分这一产品。在以后的工作中，可能需要加入一些干燥剂，这时就可以加入干燥设备中去。较杂的天然气中所含的水分越多，所需要的固体的干燥剂的用量也就越多，所以要考虑到成本的节约问题。因此，一般将该种方法用于对于天然气压缩比较厉害的部分。

2 结语

随着技术的进步，未来可能利用超音速技术对天然气进行脱水，该系统在发挥自己特有优势的同时，会对传统技术的缺点进行纠正，让我们有所期待。

[1]何策，张晓东.国内外天然气脱水设备技术现状及发展趋势[J],石油机械,2008，(36)：69-73.

[2]杨思明.天然气脱水方法[J].中国海上油气，1999，(11):6-9.