浅谈天然气干燥脱水技术分析

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  摘 要:本文首先分析了天然气只有经过干燥脱水后,才能安全的进行管道运输和使用的重要性。接着对天然气干燥脱水技术和方法展开论述;三种传统方法和二种新型脱水技术;最后,在总结部分展望了天然气干燥脱水处理技术的发展前景。
  关键词:天然气 干燥脱水 分析
  一、我国天然气传统干燥脱水技术分析
  1.固体吸附处理法
  天然气干燥处理常用的一种方法就是固体干燥吸附法。吸附利用的是吸附剂对在压强不同的天然气具有在吸附力量和吸附速度以及吸附的容量有差别的特点进行的,常用的固体吸附剂包括分子筛、硅胶、活性氧化铝等,它们能够被用作吸附剂的主要原因是在吸附水分子方面有选择性,其工作原理是:加压吸附天然气中的水分子,减压脱附水分子,从而让吸附剂可以长期循环重复使用。
  固体吸附剂分为化学吸附和物理吸附两种,化学吸附过程是不可循环的,产生化学键在吸附物之间,存在活泼的“带电离子”,投资成本较高一些,一般不使用;物理吸附是可循环往复的,投资成本低,可以反复多次使用,在我国的大多数天然气的干燥吸附处理上多采用物理吸附法。
  2.溶剂吸取处理方法
  天然气干燥脱水采用溶剂吸收处理办法,主要用的溶剂是能够吸收水分快的像浓硫酸、甘醇类化合物等等。溶剂吸取处理办法的过程是:开采出的天热气从吸收塔的最下方进入,充分和溶剂接触通过反方向旋转干燥脱除天然气中的水分,天然气经过脱水后再流经装有干燥剂的吸收塔的上方再次脱去水分,这里使用的干燥剂可以循环多次使用,成本价格低。该种脱水干燥的方法是先用溶剂脱除天然气中的水蒸气和液体水,让后让天然气接着经过干燥剂,再次脱除水分。在使用的溶剂中,可反复循环使用,价格低廉的就是醇类化合物中的三甘醇。
  三甘醇脱水系统是天然气干燥脱水经常用到的,但是我国还不能自主生产,依赖国外进口,存在维修时间长、维护费用高的难题,由于是国外生产的在测量计算的标准生和测算系统与我国的测算有不符合的部分。另外,该系统也存在比较繁琐的问题。
  在天然气干燥脱水的过程中,如果单独使用三甘醇的投资会比较多一些,即使脱水压强达到标准也还要加强空气的扫吹,只有两者结合,才能真正的达到对天然气的干燥脱水成功。对于天然气管道的保护,防止输送管内壁腐蚀严重,在干燥脱除水分时,经常利用的干燥脱水剂就是三甘醇,虽然是普遍使用,但是也要注意气压的大小与循环空气扫吹的程度密切度怎么样,一定注意要两种合理的配置使用,不能只用一种,避免脱水效果太差。
  3.冷冻分离法
  天然气干燥脱水采用通过冷冻分离的方法,脱除天然气中的水蒸气,冷冻的方法是采取增加压强后再降温或者降低天然气温度的办法,使水蒸气与天然气分离的处理方法。该处理方法成本低、操作简单好学,尤其对于高压气体很适合。这种方法是我国油气田对天然气干燥脱水的主要方法。天然气的压强高才适合冷冻分离法,如果气压小,会脱水处理不理想。只能采取气体方法。在现在我国的天然气干燥脱水处理上,冷冻分离法存在能耗高、要求压强高的不适合的问题。
  二、新型天然气干燥脱水技术应用分析
  在天然气干燥脱水的研究过程中,出现了两种最为突出的处理新技术:一种就是利用航天原理高科技的超音速脱水技术;另一种就是利用通透性原理分离水分的膜分离脱水处理技术。它们具有同一的特点,都应用了先进的高科技技术与环保节能并重。新技术的优势在于克服了传统方法的不足,实现了对天然气干燥脱水处理能耗低、投资少、运行维护更便捷等优点,符合现在提倡的节能环保理念的要求,从市场发展前景来看,新技术的发展市场潜力很大。
  1.膜分离干燥脱水技术
  在天然气的干燥脱水处理上,膜分离技术采用的是利用不同物质通过界面膜时因为压力差或者浓度的差别不同,而出现分离的原理进行脱除天然气中的水分和烃化物的处理技术。膜的可释性质量如何是关键,这种膜材料是专业设计的,特殊材料制作的。膜的质量好坏,决定了分离膜的透气性和强度程度,现在的膜分离使用的膜的承重性和稳定性稍微有些差,对于分离膜的改良,开发出承压更好、透析选择能力更强的分离膜,已经成为现在天然气干燥脱水技术发展的重点研究问题。膜分离脱水技术的流程设计简单容易操作,并且在处理时,需要的地方不大,后期的维修也不需要很大投资,环保节能无污染,该技术还可反复使用,降低成本,市场潜力巨大。
  2.超音速干燥脱水技术
  天然气超音速干燥脱水技术采用的脱水园林类似于冷冻分离原理,该脱水方法是受航天技术的影响比较大,对空气动力原理的应用是利用超音速分离器进行的,在分离器中,让天然气加速,伴随着温度下降和压强的加大,天然气中的液态水就会凝结成小水滴而从天然气中分离出来,利用重力加速度的原理,分离出天然气中的水蒸气,超音速脱水技术是简化了传统脱水原理的繁琐操作程序,更加有机的提高了处理的效率和节约了成本,并且引用了高科技,很实用又先进。
  在很大程度上,避免了传统脱水技术的不足。
  在超音速脱水技术的研发方面,我国胜利油田工程设计公司率先攻克技术难题,成功开展了多项实验,在国内最先研制成功第一个涡流气体净化分离平台。
  通过实践应用的检验,超音速脱水技术是利用了高科技的脱水新的处理方法,提高了脱水的效率,有利于我国天然气干燥脱水技术缩小与国际的差距。该技术市场发展潜力大,节能环保,避免了能量的过度损耗。尽管天然气脱水技术先进,优点很多,但是它也有一些不足之处,超音速脱水技术的研发需要科研投资加大力度,现在该技术的实践应用的经验太少,需要不断的进行试点应用才行。
  三、结语
  我国天然气的开采和应用于消费的发展速度很快,它的节能环保特点突出,必将成为未来能源市场的主力能源,但是,对于净化和干燥脱出天然气中的水和烃化合物,现在应用的技术主要还是传统的方法,一些新型技术大多还是停留在理论状态,没有真正的实践应用起来,如何更好的提纯天然气,必须结合要脱水的天然气的具体情况分析,不能盲目的采取哪种技术或者脱水方法。天然气的干燥和脱水是一个重大课题,它关系到消费者的能源使用和新能源的开发利用。
  只有真正净化和提纯了的天然气才能适合管道运输和应用于消费使用。在工业天然气干燥脱水技术的处理方法有多种,有成熟的技术方法,也有新型的高科技技术,最为成熟的就是三甘醇脱水技术,但是该技术的理论研究证据不是很系统,还需要技术人员和设计开发人士,在以后的理论研究中不断的思考和探讨。
  参考文献
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  作者简介:张绍帅(1986.10),男,汉族,工程师,研究方向:石油工程。
  顾娟(1969.10),女,汉族 助理工程师,研究方向:石油工程。
  胡健 (1987.05),男,汉族 助理工程师,研究方向:石油工程。
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