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[摘 要]随着我国经济快速发展，能源问题成为了影响经济发展的重要因素。传统的能源问题例如煤炭对环境的危害逐年凸显，国家开始了对新型能源的探索。天然气作为世界公认的最清洁的话是能源，在世界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，天然气产业发展进入一个前所未有的持续高峰期。本文浅析目前天然气产业发展相关的天然气净化工艺技术的现状以及发展趋势。
[关键词]天然气；净化工艺；发展现状
中图分类号：TE64 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0308-01
一、引言
天然气是一种重要的清洁能源，对于国家改善能源结构、保护环境有着特殊的意义。现在天然气不仅是我国绝大多数家庭生活的重要能源，而且成为了国家发展工业的中药能源。由于近年来国家经济和工业的发展，对于天然气的需求达到了新的高度，对于天然气的质量也提出了更高的要求。这对于一些相关的天然气净化厂，将肩负起更大的责任，接收更大的挑战，同时也对现有的天然气净化技术朝着节能、环保型邁进提供了足够的发展动力和更为广阔的上升空间。
二、天然气净化工艺
天然气进入液化前，需要脱出其中的酸性气体二氧化碳。二氧化碳属于酸性气体，会导致净化设备的腐蚀，还会在液化的低温部分形成固态的干冰，堵塞管道和设备，使生产无法进行，所以在天然气净化工艺中会设置酸性气体脱除单元去除天然气中的二氧化碳。天然气脱碳分为两种方法。干法脱碳和湿法脱碳。分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法是基于有机溶剂如碳酸丙烯脂、聚乙二醇二甲醚和甲醇等作为吸收剂，利用CO2在这些溶剂中的溶解度随着压力变化的原理来吸收CO2。其特点是在高压及低温的条件下吸收，吸收容量大，吸收剂用量少，且吸收效率随着压力的增加或温度的降低而增加。而在吸收饱和后，采用降压或常温汽提的方式将CO2分离使吸收剂再生。化学吸收法是以可逆的化学反应为基础，以碱性溶剂为吸收剂的脱碳方法。溶剂与原料气中的CO2反应生成某种化合物，然后在升高温度、降低压力的条件下，该化合物又能分解并释放CO2，解析再生后的溶液循环使用。化学吸收主要有碳酸钾吸收法、醇胺吸收法和氢氧化钠吸收法等。干法脱碳吸附分离技术可分为三种类型：变压吸附（PSA）；变温吸附（TSA）和变电流吸附。在这三类方法中，变电流吸附分离法仍处于实验室研究阶段。目前，前两种吸附分离方法，特别是PSA已被广泛应用于各种气体分离过程中。
天然气脱硫 天然气中含有的H2S、单质硫、有机硫化合物等，会造成输送过程中管道的腐蚀，燃烧中生成硫化物从而污染环境，作为化工原料时还会导致催化剂中毒，影响产品质量。脱硫的主要方法有化学溶剂法、物理溶剂法、物理化学溶剂法、直接转化法。分子筛法等。化学溶剂法常用各种醇胺法。醇胺类化合物中至少含有一个羟基和一个胺基羟基降低化合物的蒸汽压，并增加化合物在水中的溶解度；胺基则为水溶液提供必要的碱度，促进水溶液对酸性组分的吸收。常用醇胺有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）二异丙醇胺（DIPA）、二甘醇胺（DGA）。物理溶剂法在脱除酸性组分过程中不存在化学反应，酸气组分的溶解度和吸收压力成正比，高压下吸收酸气组分，低压解吸，溶剂随之再生。物理溶剂Selexol（多乙二醇二甲醚）以及Flour Solvent（碳酸丙烯酯）等适合处理酸性分压高而重烃含量低的天然气，Sulfinol（环丁砜）为应用最广的物理溶剂，对于中至高酸性分压的天然气有广泛的适应性，有良好的脱有机硫能力，能耗也较低。 物理化学溶剂法兼有物理溶剂法和化学吸收法的优点，成为天然气脱硫的重要方法。
天然气脱水脱汞工艺。天然气的脱水方法主要有三种：冷却法、甘醇吸收法及固体（如硅胶、活性氧化铝、分子筛等）吸附法。冷却脱水时利用当压力不变时，天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水。吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收的方法脱除天然气中的水蒸气。用作脱水吸收剂的物质对天然气有很强的脱水能力，热稳定性好，脱水时不发生化学反应，容易再生，粘度小，对天然气和液烃的溶解度较低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀性，同时价格低廉，容易得到。
三、发展现状
首先，净化装置会进一步完善，满足环保要求和经济要求。天然气净化工艺在净化溶剂不断改进的同时，对传统工艺的优化从未停止过。如增加原料气与溶液接触面积、吸收塔采取多点进料等改进方法，获得了不少经济利益的优化，并且改进换热器和再沸器增强了反应性能，又降低了操作费用。天然气净化后产生的水、二氧化碳和含硫组分这些废物含量很高，直接废弃不符合国家环保要求，
可以采用适当措施利用起来。比如提纯生产硫磺，将水和二氧化碳回注地下来达到驱油的效果。这些废物进行再利用可以减少其他能源消耗，并满足净化要求。
天然气净化过程中使用的都是大型的机械装置，这些装置常常是连锁在一起进行净化工作，一旦某一部分出现故障就会影响整合净化系统。因此大型净化装置的安全联锁技术的改进近年来也备受重视。几年来在工作人员的努力下，利用安全联锁技术可以有效缓解这个问题，基本解决了大型高硫天然气净化装置生产过程中的安全控制问题，填补了国内空白。其次是对净化工艺设备的优化和改进，以大大提升经济效益，降低能耗。当然这项技术还需要在应用中不断改进，真正确保工厂和工人的安全，完成净化目标。天然气净化过程中应用各种溶剂进行处理，对于容积在净化过程中的浓度等各种参数度必须做到精确化，这是就必须运动到现代科技，使用模拟计算软件可以优化操作参数，并对净化效果进行科学预测对指导天然气净化装置的生产有着重要意义。这些软件的开发和利用将为天然气净化装置操作提供指导，实现装置优化和稳定运行。并且目前与净化系统相适应的模拟计算机软件也在迅速发展。
四、结语
天然气作为现代能源，具有清洁、高效、优质的特点，是一种重要的生活和工业能源。伴随着国家的工业推进，天然气将逐步取代传统的高污染能源，其应用范围越来越广。随着我国新气田的开采，随之而来的是天然气气质越来越复杂，含有的杂质越来越多，天然气在使用之前，必须进行净化处理。在天然气净化过程中，会利用很多技术和装备，而目前我国的净化过程研究现状与国外研究的差距还十分明显，只有净化过程跟得上要求才能投入使用时满足国家要求，这就需要加大对天然气生产工业中的天然气净化的研究力度，致力于开发新的技术和设备，对天然气净化工艺不断优化发展，确保天然气净化度，保证天然气净化过程的安全性。
参考文献
[1]贾兆旺.天然气净化技术和方法的探讨和研究[J]江苏商报.建筑界，2013（15）.
[2]吴基荣，毛艳红.高含硫天然气净化工艺技术在普光气田的应用[J].天然气工业，2011.
[关键词]天然气；净化工艺；发展现状
中图分类号：TE64 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）43-0308-01
一、引言
天然气是一种重要的清洁能源，对于国家改善能源结构、保护环境有着特殊的意义。现在天然气不仅是我国绝大多数家庭生活的重要能源，而且成为了国家发展工业的中药能源。由于近年来国家经济和工业的发展，对于天然气的需求达到了新的高度，对于天然气的质量也提出了更高的要求。这对于一些相关的天然气净化厂，将肩负起更大的责任，接收更大的挑战，同时也对现有的天然气净化技术朝着节能、环保型邁进提供了足够的发展动力和更为广阔的上升空间。
二、天然气净化工艺
天然气进入液化前，需要脱出其中的酸性气体二氧化碳。二氧化碳属于酸性气体，会导致净化设备的腐蚀，还会在液化的低温部分形成固态的干冰，堵塞管道和设备，使生产无法进行，所以在天然气净化工艺中会设置酸性气体脱除单元去除天然气中的二氧化碳。天然气脱碳分为两种方法。干法脱碳和湿法脱碳。分为物理吸收法和化学吸收法。物理吸收法是基于有机溶剂如碳酸丙烯脂、聚乙二醇二甲醚和甲醇等作为吸收剂，利用CO2在这些溶剂中的溶解度随着压力变化的原理来吸收CO2。其特点是在高压及低温的条件下吸收，吸收容量大，吸收剂用量少，且吸收效率随着压力的增加或温度的降低而增加。而在吸收饱和后，采用降压或常温汽提的方式将CO2分离使吸收剂再生。化学吸收法是以可逆的化学反应为基础，以碱性溶剂为吸收剂的脱碳方法。溶剂与原料气中的CO2反应生成某种化合物，然后在升高温度、降低压力的条件下，该化合物又能分解并释放CO2，解析再生后的溶液循环使用。化学吸收主要有碳酸钾吸收法、醇胺吸收法和氢氧化钠吸收法等。干法脱碳吸附分离技术可分为三种类型：变压吸附（PSA）；变温吸附（TSA）和变电流吸附。在这三类方法中，变电流吸附分离法仍处于实验室研究阶段。目前，前两种吸附分离方法，特别是PSA已被广泛应用于各种气体分离过程中。
天然气脱硫 天然气中含有的H2S、单质硫、有机硫化合物等，会造成输送过程中管道的腐蚀，燃烧中生成硫化物从而污染环境，作为化工原料时还会导致催化剂中毒，影响产品质量。脱硫的主要方法有化学溶剂法、物理溶剂法、物理化学溶剂法、直接转化法。分子筛法等。化学溶剂法常用各种醇胺法。醇胺类化合物中至少含有一个羟基和一个胺基羟基降低化合物的蒸汽压，并增加化合物在水中的溶解度；胺基则为水溶液提供必要的碱度，促进水溶液对酸性组分的吸收。常用醇胺有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）二异丙醇胺（DIPA）、二甘醇胺（DGA）。物理溶剂法在脱除酸性组分过程中不存在化学反应，酸气组分的溶解度和吸收压力成正比，高压下吸收酸气组分，低压解吸，溶剂随之再生。物理溶剂Selexol（多乙二醇二甲醚）以及Flour Solvent（碳酸丙烯酯）等适合处理酸性分压高而重烃含量低的天然气，Sulfinol（环丁砜）为应用最广的物理溶剂，对于中至高酸性分压的天然气有广泛的适应性，有良好的脱有机硫能力，能耗也较低。 物理化学溶剂法兼有物理溶剂法和化学吸收法的优点，成为天然气脱硫的重要方法。
天然气脱水脱汞工艺。天然气的脱水方法主要有三种：冷却法、甘醇吸收法及固体（如硅胶、活性氧化铝、分子筛等）吸附法。冷却脱水时利用当压力不变时，天然气的含水量随温度降低而减少的原理实现天然气脱水。吸收脱水是用吸湿性液体（或活性固体）吸收的方法脱除天然气中的水蒸气。用作脱水吸收剂的物质对天然气有很强的脱水能力，热稳定性好，脱水时不发生化学反应，容易再生，粘度小，对天然气和液烃的溶解度较低，起泡和乳化倾向小，对设备无腐蚀性，同时价格低廉，容易得到。
三、发展现状
首先，净化装置会进一步完善，满足环保要求和经济要求。天然气净化工艺在净化溶剂不断改进的同时，对传统工艺的优化从未停止过。如增加原料气与溶液接触面积、吸收塔采取多点进料等改进方法，获得了不少经济利益的优化，并且改进换热器和再沸器增强了反应性能，又降低了操作费用。天然气净化后产生的水、二氧化碳和含硫组分这些废物含量很高，直接废弃不符合国家环保要求，
可以采用适当措施利用起来。比如提纯生产硫磺，将水和二氧化碳回注地下来达到驱油的效果。这些废物进行再利用可以减少其他能源消耗，并满足净化要求。
天然气净化过程中使用的都是大型的机械装置，这些装置常常是连锁在一起进行净化工作，一旦某一部分出现故障就会影响整合净化系统。因此大型净化装置的安全联锁技术的改进近年来也备受重视。几年来在工作人员的努力下，利用安全联锁技术可以有效缓解这个问题，基本解决了大型高硫天然气净化装置生产过程中的安全控制问题，填补了国内空白。其次是对净化工艺设备的优化和改进，以大大提升经济效益，降低能耗。当然这项技术还需要在应用中不断改进，真正确保工厂和工人的安全，完成净化目标。天然气净化过程中应用各种溶剂进行处理，对于容积在净化过程中的浓度等各种参数度必须做到精确化，这是就必须运动到现代科技，使用模拟计算软件可以优化操作参数，并对净化效果进行科学预测对指导天然气净化装置的生产有着重要意义。这些软件的开发和利用将为天然气净化装置操作提供指导，实现装置优化和稳定运行。并且目前与净化系统相适应的模拟计算机软件也在迅速发展。
四、结语
天然气作为现代能源，具有清洁、高效、优质的特点，是一种重要的生活和工业能源。伴随着国家的工业推进，天然气将逐步取代传统的高污染能源，其应用范围越来越广。随着我国新气田的开采，随之而来的是天然气气质越来越复杂，含有的杂质越来越多，天然气在使用之前，必须进行净化处理。在天然气净化过程中，会利用很多技术和装备，而目前我国的净化过程研究现状与国外研究的差距还十分明显，只有净化过程跟得上要求才能投入使用时满足国家要求，这就需要加大对天然气生产工业中的天然气净化的研究力度，致力于开发新的技术和设备，对天然气净化工艺不断优化发展，确保天然气净化度，保证天然气净化过程的安全性。
参考文献
[1]贾兆旺.天然气净化技术和方法的探讨和研究[J]江苏商报.建筑界，2013（15）.
[2]吴基荣，毛艳红.高含硫天然气净化工艺技术在普光气田的应用[J].天然气工业，2011.