1、試論天然氣脫碳工藝 摘 要現(xiàn)如今，天然氣的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，但由于開(kāi)采出的天然氣中含有部分二氧化碳和硫元素，在使用中極易產(chǎn)生危險(xiǎn)，因此，我國(guó)對(duì)天然氣中的C和S元素的脫離提出了許多要求，也研發(fā)了許多脫硫工藝和脫碳工藝，希望幫助降低天然氣中的碳元素和硫元素，減少危險(xiǎn)，本文在此主要分析C元素的脫離工藝。我國(guó)的天然氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中要求，二氧化碳的含量最大不能超過(guò)總體積量的3%，因?yàn)槎趸家坏┡c水相融合，就會(huì)產(chǎn)生極強(qiáng)的腐蝕性，對(duì)開(kāi)采天然氣的設(shè)備和運(yùn)輸管道等鋼材料產(chǎn)生腐蝕，影響設(shè)備使用，甚至造成設(shè)備損壞，使天然氣泄漏，產(chǎn)生浪費(fèi)。另外，與相同pH值的酸性液體相比，二氧化碳的酸液濃度較大，對(duì)含有鋼材的設(shè)備產(chǎn)生的腐

2、蝕性也更大，因此，天然氣必須經(jīng)過(guò)脫碳處理后方可使用和運(yùn)輸。 關(guān)鍵詞天然氣 脫碳工藝 探討 中圖分類(lèi)號(hào)：TE644 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）25-0054-01 1 國(guó)內(nèi)外脫碳工藝技術(shù)現(xiàn)狀 自80年代初期開(kāi)始，國(guó)內(nèi)外已陸續(xù)開(kāi)發(fā)出各種天然氣脫碳工藝，例如：MDEA脫碳工藝，自研究伊始，MDEA的實(shí)用性較強(qiáng)，其應(yīng)用原理是：在天然氣中放入吸附劑，此種吸附劑對(duì)二氧化碳的吸附作用極強(qiáng)，但對(duì)其他氣體無(wú)吸附作用或較小，因此，可以達(dá)到脫碳的目的，也是目前各種脫碳技術(shù)中效果最好的。國(guó)內(nèi)外的技術(shù)人員根據(jù)此種原理，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出了以此為基礎(chǔ)的溶劑代替吸附劑，即MDEA溶劑，此種溶劑具有目的

3、性極強(qiáng)的吸附特性，并在吸附容量和擴(kuò)散速度上遠(yuǎn)超普通的吸附劑。 MDEA技術(shù)主要實(shí)質(zhì)是以水溶液為基礎(chǔ)，再將相同吸附性的硅膠型吸附劑溶于其中，將混合液放置于天然氣開(kāi)采的必經(jīng)之路中，達(dá)到脫碳的目的。 另外，還有一種較為普遍的脫碳工藝隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而逐漸推廣應(yīng)用，即濕法脫碳工藝和干法脫碳工藝，目前，在我國(guó)應(yīng)用較多。 濕法脫碳工藝簡(jiǎn)而言之可以理解為是通過(guò)可再生溶劑來(lái)吸收二氧化碳， 并加入多種所需添加劑，由于碳分子的吸附性較弱，因此，需要加壓進(jìn)行吸附，即變壓吸附脫碳工藝（簡(jiǎn)稱PSA技術(shù)），另外，濕法脫碳工藝中還可細(xì)分為化學(xué)吸收法、物理吸收法等。 干法脫碳工藝主要的思路是：在天然氣中加入一定量的二氧化碳

4、吸附劑，但此吸附劑不需加入水溶液進(jìn)行混合，而是讓天然氣中的二氧化碳來(lái)選擇分離隔膜進(jìn)行自行脫離，從而達(dá)到脫碳的目的。此種方法簡(jiǎn)單易行，在許多天然氣開(kāi)采中得到了應(yīng)用。 2 天然氣脫碳工藝的原理與選擇 根據(jù)近年來(lái)的研究發(fā)展，總結(jié)出了天然氣的脫碳工藝的各自的工作原理與適用條件，以便不同地區(qū)和設(shè)備在進(jìn)行天燃?xì)忾_(kāi)采時(shí)進(jìn)行選擇。由于天然氣在進(jìn)行脫碳處理過(guò)程中的技術(shù)還不夠發(fā)達(dá)，仍在不斷發(fā)展中，目前，還仍然沒(méi)有單一用于脫碳的溶劑配方，因此，無(wú)法保證只濾除碳元素，這樣一來(lái)，就無(wú)法擴(kuò)大溶劑的使用范圍，只能一次性對(duì)少許太難燃?xì)膺M(jìn)行處理，大大提高了脫碳的處理成本。 因此，針對(duì)不同地區(qū)對(duì)天然氣脫碳工藝的要求，就會(huì)選擇不同

5、的脫碳技術(shù)，例如：在濕法脫碳工藝進(jìn)行的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的熱效應(yīng)，這就會(huì)導(dǎo)致在經(jīng)過(guò)加濕處理后的天然氣不合適作為脫碳處理的原料，因此必須有烘干設(shè)備，不具有此類(lèi)設(shè)備的天然氣開(kāi)采工廠就不能夠選擇此類(lèi)工藝。再例如：如果開(kāi)采工廠對(duì)天然氣脫碳處理后的產(chǎn)品質(zhì)量沒(méi)有把握好，而貿(mào)然采用了低溫分離的脫碳方法，這樣就會(huì)影響和阻礙天然氣脫碳處理的效率。 對(duì)于目前廣泛應(yīng)用的MDEA技術(shù)，它也具有自身的特點(diǎn)，即在使用該技術(shù)進(jìn)行天然氣脫碳的過(guò)程中，需要采用一些再生工藝，例如：天然氣要想進(jìn)入處理環(huán)節(jié)，就必須采用由底層進(jìn)入吸收塔的固定方法，并在吸收塔中接觸到自上而下進(jìn)入的MDEA溶液，再與之混合，由此達(dá)到脫碳的目的。 在此過(guò)程中

6、，天然氣要經(jīng)過(guò)從吸收塔頂端流出，再冷卻，然后進(jìn)行分離，最后再進(jìn)行天然氣的脫水處理后才能完成的復(fù)雜過(guò)程，其中，吸收塔底端進(jìn)入的MEDA溶劑需要經(jīng)過(guò)加壓才能進(jìn)入脫水處理環(huán)節(jié)，再?gòu)奈账喜窟M(jìn)入，經(jīng)過(guò)減壓后，分離出吸收的二氧化碳，并由再生塔進(jìn)行蒸汽高溫加熱，只有經(jīng)過(guò)復(fù)雜的脫碳流程，才能維持MDEA溶劑的溫度，保持其吸附性能。由于MDEA溶劑是自上而下進(jìn)入吸收塔的，因此，由塔底流出的MDEA溶液經(jīng)過(guò)冷卻后，由加壓器進(jìn)行加壓，使溶劑進(jìn)入吸收塔的頂部，再次與進(jìn)入吸收塔的天然級(jí)進(jìn)行接觸，由此達(dá)到MDEA溶劑的重復(fù)利用，并完成整個(gè)脫碳工藝。除此之外，為了保證MDEA溶劑能夠進(jìn)行再次的循環(huán)利用，就需要將15%的

7、MDEA溶劑進(jìn)行青姐后再投入使用，但由于溶劑減少，無(wú)法保證進(jìn)入吸收塔中的天然氣完全脫碳，因此，為了維持整個(gè)MDEA脫碳工藝的正常進(jìn)行，系統(tǒng)就需要配備MDEA溶劑再生設(shè)備，來(lái)補(bǔ)充進(jìn)行清潔的15%的溶劑空缺。這樣看來(lái)，若想使用MDEA技術(shù)進(jìn)行脫碳，就必須具備以上提到的各種設(shè)備和運(yùn)輸管道，因此，對(duì)天然氣的開(kāi)采工廠的科技設(shè)備要求較高，并對(duì)操作人員的技術(shù)水平提出了高要求，但其成果斐然，效果顯著，這也對(duì)天然氣開(kāi)采工廠具有極大的吸引力，因此，工廠能否選擇MDEA天然氣脫碳技術(shù)需要工廠自身量力而行。 4 結(jié)束語(yǔ) 近年來(lái)，天然氣的使用越來(lái)越多，但開(kāi)采出的天然氣中含有部分二氧化碳和硫元素，在使用中?O易產(chǎn)生危險(xiǎn)，因此，我國(guó)對(duì)天然氣中的C和S元素的脫離提出了許多要求，也研發(fā)了許多脫硫工藝和脫碳工藝，希望幫助降低天然氣中的碳元素和硫元素，減少危險(xiǎn)。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外的脫碳技術(shù)，和天然氣脫碳工藝原理與選擇進(jìn)行詳解，并重點(diǎn)對(duì)不同的天然氣脫碳工藝進(jìn)行詳細(xì)解釋和探討，希望對(duì)我國(guó)的天然氣脫碳工藝提供幫助。 參考文獻(xiàn) 1何龍；天然氣脫碳工藝選擇；科學(xué)咨詢（科技?管理）；2012年04期 2姜寧；李春福；王遠(yuǎn)江；郭慶生；天然氣脫二氧化碳工藝方法綜述J；化學(xué)工程與裝備；2011年07期 3沈乾坤；