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[摘 要]地层中采出的天然气往往含有砂、铁锈、水及水蒸气、硫化物、CO2、轻烃等杂质。因此为去除杂质对天然气后期加工处理工艺的影响，保证天然气使用的安全性。要研究这些工艺技术对影响整体天然气厂设计的是脱酸气、脱硫、脱 碳（CO2）、脱水、净化等，以及如何将其应用到整体天然气厂的设计中。以及相关的处理工艺的选择和优化。
[关键词]天然气 ； 处理 ； 工艺技术； 应用效果分析
中图分类号：X383 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0017-01
0 引言
天然气处理通常是为了满足以下三种应用的要求：即到LNG（液化天然气）厂进行原料气处理、NGL（天然气凝析液）厂的液相处理和使天然气达到销售管输标准的处理。天然气中所含杂质的种类及含量影响着三种不同应用的处理成本。
1 天然气中所含的杂质
工业上常用的天然气脱水方法有：①吸收（三甘醇脱水）；②吸附（分子筛或硅胶）；③冷冻（投加甘醇/甲醇）；④渗透（薄膜）。前两种方法是利用液体吸收剂（三甘醇）或固体干燥剂（分子筛、硅胶等）的吸水性；第三种方法采用冷却法，将水分子冷凝成液相，加甘醇或甲醇抑制剂的作用是防止水合物形成和结冰；第四种方法是利用水分子和烃分子穿过半透性聚合物膜速度差别来实现分离。气体经过冷却脱除游离水后，采用分子筛（3A或4A类型）吸附可进一步将净化气的含水量降至渐下降，一般使用2～4年就要进行更换。如能对分子筛的吸附、生和老化机理进行详细研究，优化装置的操作参数，就可以实现真正意义上的降本。
2 凝液相处理的工艺
天然气凝液液相处理与炼油厂的液烃处理和凝析液处理相似。一般采用胺溶剂工艺可将H2S和COS脱至适当的指标（H2S为10mg/kg，COS为5mg/kg）。液烃要进一步水洗，以回收其中携带的胺。目前各种常用的碱法脱硫工艺可达到深度脱硫，烃相产品也必须水洗以降低碱含量。通常液烃必须用分子筛干燥，以防止COS和水重新转化成H2S。当前新工艺的研究主要集中在开发新型接触装置和减少污染物的排放方面。
3 天然气气相处理工艺的选择
对可使用溶剂处理工艺的，技术和操作方面的原则体现在经济因素上，即这种处理要求选择最佳的溶剂。现分别论述如下：
（1）酸氣脱除工艺的基本要求是使处理后的净化气符合产品指标要求。
（2）在净化气合格的前提下，另一个主要指标是可靠性。在溶剂气体处理工艺中，溶剂起泡是一个关键问题。起泡的原因多种多样，其对各种酸气脱除工艺的影响程度与所采用的设备有关。结垢、腐蚀等问题与采用的溶剂（胺的类型）、操作管理水平和材料选择有关。若装置的设计和操作适当，运行期间几乎不会发生重大的腐蚀或结垢问题。
（3）为了降低设备投资和操作成本，总是希望溶剂能够保持较高的酸气负荷。实际上酸气负荷取决于最大平衡负荷并且受溶剂腐蚀程度的制约。在含CO2的原料气中选择性脱H2S时，溶剂对H2S和CO2的吸附能力有明显的不同。如果溶剂要同时脱除硫醇，也可以据此确定溶剂的循环量。
（4）随着工艺技术的改进，许多装置的溶剂替换量明显减少。减少新鲜溶剂补充的负面影响是降解产物积累，特别是酸性成分和重质降解产物积累，已成为气体厂的一大难题。中和只能使杂质沉淀。若溶剂的质量降到无法避免腐蚀和结垢的程度时，补救措施是更换溶剂，或就地再生溶剂。
（5）混合溶剂可以脱除大量的有机硫，但水基（纯化学）溶剂却不能。若在主吸收工艺中采用水基溶剂，必须为分子筛再生气设计一套单独的混合溶剂或物理溶剂流程。
（6）由于溶剂携带烃类造成损失也是影响工艺选择的一个经济因素。若胺再生系统排出的酸气中含有硫组分，那么酸气中烃的含量将决定着酸气是否需要焚烧。若含硫量高，所含的烃类将影响后续硫回收装置的设计。
4 天然气脱碳工艺处理
4.1 膜分离工艺处理
天然气的膜分离工艺处理使在二十世纪七十年代开发出一门比较成熟的膜分离技术。与传统的冷却分离技术相比，该膜分离技术操作比较简单、节能、高效，并且在使用空气分离与天然气脱碳处理过程总，膜分离工艺处理就是利用各种气体组分在高分子聚合物中的溶解扩散程度不同，因此膜分离工艺叫技术在分压的作用下通过纤维进行不同速度的分离。
4.2 湿法脱碳工艺处理
该工艺主要采用了膜分离工艺处理方法，其中的脱离二氧化然是最常用的处理方法。脱离二氧化碳的工艺技术主要是基于含有二氧化然的天然气与溶剂通过接触之后进行吸收二氧化碳的再生将其去除的方法。所有的溶剂吸收除了吸收二氧化碳的工艺技术处理之外，还采用的脱碳工艺流程与设备处理。因此，该天然气工艺处理技术的发展主要是根据各种溶剂与溶剂的改进与选择。
4.3 MDEA脱碳工艺处理
MDEA脱碳工艺处理有很大有点，主要是能耗低、处理能力比较大，使天然气中的二氧化碳的天然气脱碳工艺处理按照含量进行调节。并且在吸收过程中，在压力比较低的情况下，对二氧化碳进行净化程度比较高。因为MDEA溶液的腐蚀性能比较好，因此不需要加入其它的缓蚀剂。该处理工艺是天然气脱碳工艺处理的关键技术之一。总之，天然气脱碳工艺处理是提高天然气质量的关键所在。
5 天然气净化工艺
5.1 胺法
常用的醇胺类溶剂有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、二异丙醇胺（DIPA）、甲基二乙醇胺（MDEA）等。
MEA在各种胺中碱性最强，与酸气反应最迅速；对H2S和CO2两种酸气之间没有选择性，都可脱除。
5.2 混合胺工艺
混合胺工艺是用MDEA/DEA脱除高含CO2天然气。将原来采用的DEA溶剂置换为MDEA/DEA混合胺溶剂，结果表明，用MDEA/DEA混合胺净化的产品气中H2S和CO2浓度均可达到管输标准，更为重要的是改用混合胺后，在没有增加设备的基础上大大提高了装置的处理能力和效率。
5.3 Benfield法工艺
Benfield溶剂是碳酸与催化剂、防腐剂的多组分水成混合物。供气压力在7Mpa以上，酸性气体超过50%的工作条件，它都可以适应。
5.4 Sulfinol法工艺
砜胺法净化天然气的工艺流程与醇胺法相同，差别仅仅是使用的吸收溶液不同。由于砜胺法兼有物理吸收法和化学吸收法二者的优点，现在已成为天然气脱硫的重要方法之一。
5.5 低温甲醇洗工艺
低温甲醇洗法用于天然气净化过程具有以下特点：溶解度高，甲醇在低温高压下，对CO2、H2S、COS和H20有较大的溶解度，是热钾碱溶液的10倍。
5.6 膜分离工艺
从天然气中脱除H2S、CO2、H2O是利用由于各种气体通过膜的速率各不相同这一原理，从而达到分离的目的。膜分离技术适合处理原料气流量较低、含酸气浓度较高的天然气，对原料气流量或酸气浓度发生变化的情况也同样适用，但不能作为获取高纯度气体的处理方法。
6 结论
天然气净化的工艺多种多样，我们要依据生产的实际情况来选择最佳的净化工艺流程，在天然气处理工艺中，应用溶剂处理技术的范围比较广。随着含硫量的增加，选择经济有效的处理系统的范围明显变窄。此外必须考虑环保对废弃物的限制。对于每个气体开发新项目关键是进行工艺选择研究，以设计出经济适用的处理系统。
参考文献
[1] 苏欣.天然气净化工艺综述.宁夏石油化工，2005.
[关键词]天然气 ； 处理 ； 工艺技术； 应用效果分析
中图分类号：X383 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）05-0017-01
0 引言
天然气处理通常是为了满足以下三种应用的要求：即到LNG（液化天然气）厂进行原料气处理、NGL（天然气凝析液）厂的液相处理和使天然气达到销售管输标准的处理。天然气中所含杂质的种类及含量影响着三种不同应用的处理成本。
1 天然气中所含的杂质
工业上常用的天然气脱水方法有：①吸收（三甘醇脱水）；②吸附（分子筛或硅胶）；③冷冻（投加甘醇/甲醇）；④渗透（薄膜）。前两种方法是利用液体吸收剂（三甘醇）或固体干燥剂（分子筛、硅胶等）的吸水性；第三种方法采用冷却法，将水分子冷凝成液相，加甘醇或甲醇抑制剂的作用是防止水合物形成和结冰；第四种方法是利用水分子和烃分子穿过半透性聚合物膜速度差别来实现分离。气体经过冷却脱除游离水后，采用分子筛（3A或4A类型）吸附可进一步将净化气的含水量降至渐下降，一般使用2～4年就要进行更换。如能对分子筛的吸附、生和老化机理进行详细研究，优化装置的操作参数，就可以实现真正意义上的降本。
2 凝液相处理的工艺
天然气凝液液相处理与炼油厂的液烃处理和凝析液处理相似。一般采用胺溶剂工艺可将H2S和COS脱至适当的指标（H2S为10mg/kg，COS为5mg/kg）。液烃要进一步水洗，以回收其中携带的胺。目前各种常用的碱法脱硫工艺可达到深度脱硫，烃相产品也必须水洗以降低碱含量。通常液烃必须用分子筛干燥，以防止COS和水重新转化成H2S。当前新工艺的研究主要集中在开发新型接触装置和减少污染物的排放方面。
3 天然气气相处理工艺的选择
对可使用溶剂处理工艺的，技术和操作方面的原则体现在经济因素上，即这种处理要求选择最佳的溶剂。现分别论述如下：
（1）酸氣脱除工艺的基本要求是使处理后的净化气符合产品指标要求。
（2）在净化气合格的前提下，另一个主要指标是可靠性。在溶剂气体处理工艺中，溶剂起泡是一个关键问题。起泡的原因多种多样，其对各种酸气脱除工艺的影响程度与所采用的设备有关。结垢、腐蚀等问题与采用的溶剂（胺的类型）、操作管理水平和材料选择有关。若装置的设计和操作适当，运行期间几乎不会发生重大的腐蚀或结垢问题。
（3）为了降低设备投资和操作成本，总是希望溶剂能够保持较高的酸气负荷。实际上酸气负荷取决于最大平衡负荷并且受溶剂腐蚀程度的制约。在含CO2的原料气中选择性脱H2S时，溶剂对H2S和CO2的吸附能力有明显的不同。如果溶剂要同时脱除硫醇，也可以据此确定溶剂的循环量。
（4）随着工艺技术的改进，许多装置的溶剂替换量明显减少。减少新鲜溶剂补充的负面影响是降解产物积累，特别是酸性成分和重质降解产物积累，已成为气体厂的一大难题。中和只能使杂质沉淀。若溶剂的质量降到无法避免腐蚀和结垢的程度时，补救措施是更换溶剂，或就地再生溶剂。
（5）混合溶剂可以脱除大量的有机硫，但水基（纯化学）溶剂却不能。若在主吸收工艺中采用水基溶剂，必须为分子筛再生气设计一套单独的混合溶剂或物理溶剂流程。
（6）由于溶剂携带烃类造成损失也是影响工艺选择的一个经济因素。若胺再生系统排出的酸气中含有硫组分，那么酸气中烃的含量将决定着酸气是否需要焚烧。若含硫量高，所含的烃类将影响后续硫回收装置的设计。
4 天然气脱碳工艺处理
4.1 膜分离工艺处理
天然气的膜分离工艺处理使在二十世纪七十年代开发出一门比较成熟的膜分离技术。与传统的冷却分离技术相比，该膜分离技术操作比较简单、节能、高效，并且在使用空气分离与天然气脱碳处理过程总，膜分离工艺处理就是利用各种气体组分在高分子聚合物中的溶解扩散程度不同，因此膜分离工艺叫技术在分压的作用下通过纤维进行不同速度的分离。
4.2 湿法脱碳工艺处理
该工艺主要采用了膜分离工艺处理方法，其中的脱离二氧化然是最常用的处理方法。脱离二氧化碳的工艺技术主要是基于含有二氧化然的天然气与溶剂通过接触之后进行吸收二氧化碳的再生将其去除的方法。所有的溶剂吸收除了吸收二氧化碳的工艺技术处理之外，还采用的脱碳工艺流程与设备处理。因此，该天然气工艺处理技术的发展主要是根据各种溶剂与溶剂的改进与选择。
4.3 MDEA脱碳工艺处理
MDEA脱碳工艺处理有很大有点，主要是能耗低、处理能力比较大，使天然气中的二氧化碳的天然气脱碳工艺处理按照含量进行调节。并且在吸收过程中，在压力比较低的情况下，对二氧化碳进行净化程度比较高。因为MDEA溶液的腐蚀性能比较好，因此不需要加入其它的缓蚀剂。该处理工艺是天然气脱碳工艺处理的关键技术之一。总之，天然气脱碳工艺处理是提高天然气质量的关键所在。
5 天然气净化工艺
5.1 胺法
常用的醇胺类溶剂有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、二异丙醇胺（DIPA）、甲基二乙醇胺（MDEA）等。
MEA在各种胺中碱性最强，与酸气反应最迅速；对H2S和CO2两种酸气之间没有选择性，都可脱除。
5.2 混合胺工艺
混合胺工艺是用MDEA/DEA脱除高含CO2天然气。将原来采用的DEA溶剂置换为MDEA/DEA混合胺溶剂，结果表明，用MDEA/DEA混合胺净化的产品气中H2S和CO2浓度均可达到管输标准，更为重要的是改用混合胺后，在没有增加设备的基础上大大提高了装置的处理能力和效率。
5.3 Benfield法工艺
Benfield溶剂是碳酸与催化剂、防腐剂的多组分水成混合物。供气压力在7Mpa以上，酸性气体超过50%的工作条件，它都可以适应。
5.4 Sulfinol法工艺
砜胺法净化天然气的工艺流程与醇胺法相同，差别仅仅是使用的吸收溶液不同。由于砜胺法兼有物理吸收法和化学吸收法二者的优点，现在已成为天然气脱硫的重要方法之一。
5.5 低温甲醇洗工艺
低温甲醇洗法用于天然气净化过程具有以下特点：溶解度高，甲醇在低温高压下，对CO2、H2S、COS和H20有较大的溶解度，是热钾碱溶液的10倍。
5.6 膜分离工艺
从天然气中脱除H2S、CO2、H2O是利用由于各种气体通过膜的速率各不相同这一原理，从而达到分离的目的。膜分离技术适合处理原料气流量较低、含酸气浓度较高的天然气，对原料气流量或酸气浓度发生变化的情况也同样适用，但不能作为获取高纯度气体的处理方法。
6 结论
天然气净化的工艺多种多样，我们要依据生产的实际情况来选择最佳的净化工艺流程，在天然气处理工艺中，应用溶剂处理技术的范围比较广。随着含硫量的增加，选择经济有效的处理系统的范围明显变窄。此外必须考虑环保对废弃物的限制。对于每个气体开发新项目关键是进行工艺选择研究，以设计出经济适用的处理系统。
参考文献
[1] 苏欣.天然气净化工艺综述.宁夏石油化工，2005.