天然气加工工艺及其发展前景预测

李泽兵

（大庆油田创业集团南垣股份公司油气处理厂，黑龙江 大庆 163000）

在油田生产与天然气生产的过程中，对于天然气的加工与处理非常重要，由于天然气既是化学燃料，同时，也是清洁能源，因此，更多地使用天然气，做好天然气的加工工作就成为了改善我国能源结构，保障开发安全的重要内容。同时，随着可持续发展观念的深入与贯彻，对于天然气的重视程度就越来越高。而天然气的加工工艺目前也随着我国工业水平的不断进步与发展实现了发展，因此，在新时代中，分析并讨论天然气加工工艺技术及其发展前景，对于我国天然气的使用与发展有着重要的价值。

1 天然气的性质概述

天然气是一种主要由甲烷组成的气态化石燃料。它主要在油气田中发现，少量来自煤层。天然气被埋在原油等地下地质结构中，其中一些与原油储存在同一层，而另一些则分别存在。对于与原油储存在同一地平线上的天然气，它将与原油一起生产。由于天然气的主要用途是作为燃料使用，因此，在燃烧后会产生炭黑，再加上天然气的主要成分是低分子气烃与非烃气体的混合物，因此，在天然气中生产出的丙烷与丁烷都是工业生产中的重要燃料，有着较高的价值。

2 天然气加工与开发的重要意义分析

2.1 提升开发水平，保障开发安全

天然气的提取存在一定的危险，由于天然气的开发会造成各种生产事故以及泄漏问题，泄露出的有毒气体以及各种爆炸情况都会对实际的采气工作造成安全风险与威胁。造成这种情况的主要原因是由于天然气密度低而导致的井喷情况，同时，由于气田中的硫化氢含量较高，因此，在出现泄漏情况后，就会导致附近辐射环境内的居民无法正常生活。在这一点上，我国重庆开县就曾经发生过类似的事件，由于开采的失误导致了井喷爆炸情况的出现。将富含硫化氢的天然气喷洒到30 米以上的高度，有毒气体扩散到周围区域。因此，提高天然气的加工水平对生产安全起着非常重要的作用。

2.2 优化传统的能源结构

在我国的传统能源结构中，对于生态燃料的应用较多，较常使用的石油、煤炭等能源，但是，随着天然气加工效率的提高，对于天然气的应用有着更加明显的优势。首先，天然气的应用属于化学能源的应用，效率更高。其次，天然气属于清洁能源，在使用后不会产生较多的废渣情况，有效地避免了二次污染的出现。因此，提高天然气加工的效果与质量不仅可以提高利用效率，降低污染，同时，可以改善我国的传统能源结构，尤其是在当今国际石油形式紧张的情况下，天然气的加工技术就显得更加重要。

3 天然气加工工艺技术及问题探究

3.1 氧化还原工艺

氧化还原技术主要处理硫含量较低的天然气，而处理硫含量较低的天然气的效果非常好。该技术可在常温下的脱硫过程中将硫化氢和其他元素硫一起氧化，除此工艺优势外，其加工效率也很高。目前，该技术已应用于量化天然气的处理和生产中，也取得了很好的效果。

3.2 化学与物理溶剂工艺

之所以使用这种天然气处理技术，是因为它除了从天然气中去除有机硫外，还具有很高的选择性和低能耗，主要是为了处理含有更多有机硫的天然气。这将更有意义。纯物理溶剂是指在高压环境中物理溶解天然气中所含酸性成分以实现酸性物质去除的溶剂，可以通过调整溶剂的比例来确定化学和物理混合溶剂的用途。脱硫和除碳对天然气的影响。这项技术已在许多大型合成氨处理设施中使用。

3.3 混合胺工艺

采用混合胺技术进行加工主要就是通过对胺法的优化与发展，在醇胺溶剂与天然气在产生酸性反应的时候，天然气中的二氧化碳气体与硫化氢气体会相应地去除，但是，整个去除的过程是不可逆的，所以，大部分的醇胺类溶剂在与二氧化碳气体以及各种三星气体反应的过程中要注重其不可逆性，因此，溶剂的回收利用率较低，这就需要保障有害气体去除之后溶剂的损失量，尽可能控制溶剂的损失量，依照除去的气体更有针对性地选择不同的醇胺溶剂进行反应，充分发挥混合胺工艺的价值。

3.4 低温甲醇洗工艺

低温甲醇洗工艺技术在进行对天然气溶解的过程中溶解度较高，并且其中天然气的甲醇含量在加工后所释放出的溶解度会相应地去除掉额外的热能，在加工设备的使用过程中，由于溶解度较高，溶剂使用较少，也就相应地降低了加工成本，提高了加工的经济效益。另外，在该溶剂的应用过程中，化学溶剂的稳定性与与热稳定性、选择性都较强，可以针对天然气的主要成分记性影响作用，有效降低了加工设备的腐蚀情况。另外，由于甲醇原料的价格较低，因此，在使用该技术进行天然气的加工时，无论是加工效果还是经济效益，都有着明显的优点。

3.5 脱硫脱碳技术存在的问题

随着天然气产量和需求的不断增加以及环境保护政策的不断深化，生产天然气的公司越来越重视天然气加工技术，特别是高含量天然气的加工。硫，因为如果高硫天然气的处理不成功，使用时天然气产生的污染物数量将非常大，这会加重环境污染。由于天然气中的二氧化碳含量超过了20%，并且由于目前我国对于天然气的处理水平并不高，这也就导致了普通天然气的脱硫工艺能耗较高，而且脱硫效果不强，无法达到要求。在脱硫溶剂中，主要采用的脱硫方法就是物理溶剂法与化学溶剂法，在物理溶剂法中，主要采用的是混合胺法工艺技术与低温甲醇洗工艺技术，基于上文已经简单地概括了这两种技术的特点与方式。但是在实际使用这两种工艺的过程中仍然存在一定的问题。就拿混合胺工艺来说，为了实现对天然气加工效果的增强，通过醇胺溶剂进行对天然气中酸性气体的反应的过程中对于醇胺溶剂的量会有所降低，从而导致溶剂在反应后难以回收。另一方面，如果通过混合胺工艺进行加工，溶剂的用量就会相应减少，这也就提高了经济效益，是该技术的一大优势特点。

3.6 含硫物质回收技术的问题

加强天然气脱硫，脱碳后含硫物质的回收，提高电厂的硫碳回收率，减少天然气燃烧后废气中有害物质的排放。但是，天然气处理后，对硫化氢和酸性气体中的二氧化碳的回收效果不是很好，特别是在回收硫化碳后进行水解的过程中，由于低硫与中硫的天然气含量较高，所以水解效果较差。在碳材料有效回收后，就会采用天然气的中硫以及碳材料回收的技术进行对天然气中的含硫物质回收，技术改进后，就会有效地提高回收装置中的水解工艺水平，进而避免由于过去水解工作中存在的效率低以及存在局限性的情况。

4 天然气加工工艺的发展前景预测

据统计，2017 年，中国从中国进口天然气的依赖率为39%，进口天然气约为914 亿立方米。据估计，未来几年中国的天然气进口量将达到50%以上。2020 年，天然气的消耗量（目前占工业燃料消耗量的10%）将增加到15%。2030 年，这一比例将超过25%，而我们正面临着越来越严重的资源压力。我们必须回顾形势，积极储能，合理分配能源。中国能源部门的消费有待提高。必须调整结构。天然气的间接液化，天然气脱酸和脱水的改善等。建立达到世界领先水平的管理机制，制造家用设备，最小化能耗控制，实现废水处理零排放。受供应方改革和可持续发展政策的限制，落后的生产能力将降低能源效率。中国一次能源消费增速将放缓，但增长趋势将继续。

总而言之，随着我国工业技术的不断发展与进步，天然气的加工工艺也越来越高，越来越多的技术在天然气的加工过程中被得到使用，而天然气的加工质量也越来越强。天然气作为一种清洁型能源在，在使用的过程中相较于传统的能源可以更环保，因此，也具备我国政策的大力支持。通过对天然气加工工艺的优化与提高，可以推动天然气在有毒气体中的应用效果，有效地提高天然气的经济效益与效率，而中国的天然气加工技术水平也将不断提高，对于天然气加工中存在的有毒气体起到了显着改善效果，有害气体排放不断减少。有毒气体的含量越来越低，天然气的生产越来越多，在未来可以更好地满足工业生产的需要和居民的生活。