天然气集输与处理研究

天然气集输与处理研究

张武涛 朱海云 李 简 王启拓 路兴禄

中国石油集团工程设计有限责任公司华北分公司，河北 任丘062552

摘要：天然气一直以来都被认为是最清洁的能源之一，无污染且安全，如今已经被大量的应用到工业生产和民用设备中作为主要的能源来源。目前，天然气的需求量还在不断地增加，而天然气的集输工艺与处理措施对天然气的开采使用都有着直接的影响，本文就天然气集输工艺与处理的相关问题进行了讨论。 关键词：天然气；集输工艺；处理措施；清洁能源 中图分类号：TE866 文献标识码：A 文章编号：1671-5799(2015)17-0015-01

1 前言

由于我国对天然气的需求量在快速的增加，所以对我国开采处理天然气的能力就提出了新的要求，天然气集输工艺也遇到了新的挑战。未来要提高天然气的处理效率必须要从天然气集输的相关问题入手，在实践中解决并不断地优化。

2 天然气集输工艺流程概述

天然气集输与处理在实际生产过程中需要考虑众多的影响因素，这其中主要是需要考虑以下内容：首先要考虑天然气的开采的产品战略，天然气开采工程方案设计，天然气的物理化学性质以及战略经济性考量；其次要进行集输工艺的考虑，确保工艺流程的密闭性从而有效地确保损失可控，对于天然气开采过程中的液化石天然气、原油、稳定轻烃等产品也应该尽可能的加强利用；然后需要科学、有效、合理的利用天然气自身并流体内部的压力，让天然气达到集输工艺需要的压力标准，确保集输半径的科学性与合理性避免中途需要转接的情况从而降低能源消耗；同时需要有效控制温度避免过度的热能消耗且尽可能的简化工艺系统。

3 天然气集输工艺 3.1 矿场集输

天然气在矿场的集输工艺主要分为采集和输送两个部分，矿场集输工艺直接关系着开采的环保性，安全性；同时关系着天然气输送的稳定性和成本，所以矿场集输工艺对于天然气生产工作有着十分重要的作用。

3.2 天然气地顶集输工艺

天然气开采过程中往往会采用枯竭式的生产工艺开采方式进行开采，这种生产工艺也被称作是“自喷式”生产。也就是在利用天然气井的自喷来进入到集输管网中，但是由于天然气井的持续开采，就会导致天然气井的压力不断地下降直至下降到集气管线的压力以下，由于天然气井压力小于集气管网的压力导致天然气就不会再顺利的进入到管网中。实际的开采过程中不同的天然气井实际压力情况是不一样的，所以降压的情况也就不一样，所以就可以通过分压输送的方式进行天然气输送，把天然气高压力管道和低压力管道进行区分输送，低压管道主要用于短距离的输气，而高压管道则进入到集输管网并进入到输送干管中。然后需要建立专门的天然气加压站对低压天然气进行加压，再输送到管网中去。但是由于天然气开采过程中，天然气从井中被采出来经过一些节流元件时会导致气体压力下降从而出现气体膨胀的情况，这样会导致气体温度越来越低从而有可能产生水化物对生产输送产生干扰。针对这一情况如今已经被普及使用的节流工艺有井口加热节流地面工艺与井口注醇高压集输工艺这两种。通过加热气体来确保天然气经过节流元件前后的气体温度都远远高于该压力下气体生成水化物的温度，避免形成水化物。

3.3 天然气集输脱水工艺

天然气集输工艺中的脱水工艺也是生产开采的重要组成部分，但脱水工艺的设计布置必须要严格的按照规范要求进行。首先必须要在天然气的原料气还没有进行脱水前安装分离器。其次，将安全阀安装于天然气容积式压缩机和泵的出口管线上，但一般情况下天然气吸附脱水器中都不会进行安全阀的设置，因为根据规范要求和科学原则要求，只在天然气的原料气还没有通过脱水器前的管线和截断阀后的管

线上安装安全阀。对于天然气脱水装置而言最好选择全启式安全阀为为气体阀，而液体以微启式安全阀为首选。同时需要注意设备的防腐，避免腐蚀情况发生。

3.4 天然气集输防火防爆工艺

天然气是可燃易燃性气体，防火防爆工作对于生产而言尤其的重要，并且天然气生产过程中一些附属产物同样是易燃易爆的化学品，更需要严格按照《压力容器安全技术监察规程》、GB50074等相关的规范标准来进行天然气开采过程中轻烃类液化气回收和相关设备的设计、安装和使用。在雷雨天严禁进行轻烃液化气的安装拆卸工作以防止发生雷击爆炸事故。在设计轻烃回收罐区时必须要严格的依据GB50074规定进行设计施工且保证回收罐区的接地电阻在10 Ω以下，要设计防火堤并做好相关罐体的防静电、防雷保护工作。并且天然气生产装置必须要相关的气体置换工作并对成套设备进行试验，符合规范要求后才能够投入生产。如遇气温较低的情况时，也需要做好分离设备和相关容器的防冻保护工作，出现冻结堵塞情况严禁使用明火加温等。

4 天然气的处理

4.1 按经济效益要求处理

热值是燃料经济效益的重要指标，对于天然气而言要确保热值达到相应的要求必须要确保天然气中二氧化碳和氮气含量不能过高。世界各国都要求天然气中不能够含有过量的二氧化碳和氮气，所以开采出来的天然气原料气，必须要进行二氧化碳和氮气的去除处理。

4.2 按环境保护要求处理

天然气开采过程中往往都含有硫，一旦没有对天然气中含有的硫进行处理就燃烧，那么二氧化硫排放到空气中就会导致酸雨的形成且严重的污染环境。同时，商品级的天然气并不允许含有硫，所以天然气处理中需要进行天然气净化来去除硫。而天然气净化工艺主要包括：尾气处理、硫磺回收、脱水、脱硫脱碳。而尾气处理和硫磺回收步骤都是为了去除天然气中含有的硫从而达到天然气的环保生产要求；脱水和脱硫脱碳工艺主要是为了是天然气达到商品级指标。而如今在天然气生产过程中进行脱硫的工艺方法分为干法和湿法两部分，其中湿法为主要使用的方法，其原理就是按其溶液的吸收和再生方法，进行脱硫一般也分为化学吸收法、物理吸收法和氧化还原法。

5 结束语

天然气集输工艺往往由于不同开采田实际情况的不同在选择上有所不同，但为了更加高效的开采天然气，更加高效的利用天然气，天然气集输工艺实际上还在不断的完善，相关的设备器件也还在不断地更新；天然气工程的发展还将不断向前，未来肯定还会有新的问题和不足出现，作为从业者还需要不断的学习、研究。

参考文献

[1]姚月敏,马静. 浅谈天然气集输气常见问题以及对策[J]. 科技与企业. 2014(03)：124

[2]王桃,王林元,何天鹏,童弦金. 熵技术在天然气集输场站安全评价中的运用[J]. 天然气与石油. 2012(01):133 [3]陈胜男,于海. 浅谈天然气的集输送管理[J]. 化学工程与装备. 2011(06):106

2015年17期 15