天然气脱水技术策略研究

天然气脱水技术策略研究

刘景泉

大庆油田采气分公司（储气库分公司）第一作业区106班组  黑龙江大庆 163456

摘要：社会经济的快速发展促使天然气能源的应用变得更加广泛。天然气脱水技术是天然气开采中常用的一种技术，旨在通过水气分离降低杂质，可以有效提升天然气的应用质量。但是该技术的应用也受到了一定的限制，在实际的产出过程中,要想将地层下采集出来的含水及杂质的天然气需要将含水及杂质的天然气进行水气分离处理，因此对于天然气的脱水技术要求较高。本文针对天然气脱水技术进行分析，旨在为天然气生产加工提供有益参考。

关键词：天然气脱水

天然气自然作为一项重要的化石能源对社会发展做出了巨大贡献。但是随着对天然气能源需求的不断增加，经过广泛的应用导致人们对天然气质量要求越来越高。天然气脱水技术是目前比较成熟的一项技术,该技术通过分离装置与化学药剂将天然气中的水与杂质分离出来,从而提高天然气的质量。但是，如何更好地应用天然气脱水技术确保促进天然气资源的高效开采与高质量应用，成为了石化领域相关人员需要深入探究的问题。

一、天然气脱水技术

（一）天然气脱水技术的必要性

天然气脱水的目的是为了避免天然气中水分的影响，从而保证天然气的质量和可靠性。天然气含水量会根据天然气的来源、加工和处理方式等因素而有所不同，但通常会导致以下问题：第一，影响天然气的热值和燃烧效率，天然气中的水分会降低天然气的热值，并使天然气在燃烧时产生更多的残渣和碳粒，从而增加燃烧设备的磨损和污染；第二，影响天然气的运输和储存，天然气含水量会增加其黏度和密度，从而增加运输和储存的成本和难度；第三，影响天然气的利用效果，天然气含水量过多会降低其燃烧效率，产生过多的二氧化碳和氮氧化物等污染物，影响空气质量和能源利用效率[1]。因此，在进行天然气输送、储存和利用时，需要进行脱水处理，以保证天然气的质量和利用效率。

（二）天然气脱水技术的流程

天然气脱水是保证天然气质量和可靠性的必要步骤。目前，天然气脱水的方法主要包括溶剂吸收法、吸附法、低温分离法和膜分离法等，这些方法可以根据天然气的性质和脱水要求进行选择。

三甘醇是一种具备较强吸湿性的甘醇类化合物，而且其拥有一定的稳定性与实用性，三甘醇脱水系统工艺技术是一种用于天然气脱水的方法，它利用三甘醇的吸水性和水溶性的特性，将天然气中的含水量降至很低的水平。在具体实践中，将天然气从井底采出后通过管道进入脱水系统，同时引入三甘醇溶液，接着进行节流降压，合理控制流量，接下来利用分离器进行气液分离，脱出大部分的水，再通过二级分离器后可进入三甘醇脱水装置，由三甘醇溶液吸收天然气中的水，使含水量逐渐减少，吸收后的天然气通过吸收塔，将三甘醇溶液和天然气分离开来。分离出来的三甘醇溶液可以通过回收系统进行回收。经过脱水后的天然气，需要进行净化处理，以去除其中的杂质和化合物。三甘醇脱水系统工艺技术具有较高的脱水效率和稳定性，可以有效降低天然气中的含水量，提高天然气的纯度和品质[2]。

天然气脱水处理需要经过多个环节，其中包括井口、管线、集气站、分离器、二级分离器再进入三甘醇脱水装置。在北方地区，由于气温低，管线和设备需要采用电伴热措施来保持温度，以保证天然气的正常输送和处理。同时，在天然气处理过程中，需要严格控制压力、温度和流量速度，确保天然气的质量和安全。

二、天然气脱水主要技术分析

（一）低温冷凝法

低温冷凝法的主要原理是将天然气在高温下加热，使其其中的水蒸气和其他挥发性成分挥发出来，然后通过冷凝器将这些物质冷凝成液体，从而去除天然气中的水和其他杂质。该技术的主要优点是可以在较低的温度下实现天然气脱水，从而减小脱水设备的规模和成本。此外，该技术还可以去除天然气中的其他杂质，提高天然气的纯度。但是，低温冷凝法也有一些缺点，例如在操作过程中需要注意避免天然气燃烧，以免产生危险。同时，由于天然气中的水分子在高温下容易挥发，因此需要不断地进行冷却和冷凝，以确保脱水效果。总之，低温冷凝法是一种经济实用、操作简单的天然气脱水技术，但在操作过程中需要谨慎处理，以确保安全和效果[3]。

（二）吸附脱水法

吸附脱水法是一种常用的天然气脱水方法，主要用于去除天然气中的微量水分。该方法采用吸附剂 (如分子筛、活性炭、硅胶等) 来吸附水分，以达到脱水的目的。在吸附脱水法中，天然气被通过吸附剂床层，水分被吸附剂吸附。吸附剂的吸附能力取决于其孔隙结构和化学性质。一般来说，分子筛的吸附能力最强，活性炭次之，硅胶最差。在吸附脱水过程中，为了使吸附剂充分吸附水分，通常需要对天然气进行加热，以提高其流速和接触面积。此外，为了去除吸附剂表面的吸附水，还可以通过减压、升温、氧化等方式进行解吸。吸附脱水法具有处理量大、脱水效率高、操作简单等优点。但是，该方法也存在一些缺点，如吸附剂的消耗较大、吸附剂的再生成本较高等。因此，在选择吸附脱水法时，需要综合考虑各种因素。

（三）膜分离脱水法

膜分离脱水法是一种通过膜装置对天然气进行脱水的方法。该方法利用了膜的选择性，即膜可以透过水分子而阻止天然气中的水分子通过，从而实现天然气脱水。膜分离脱水法具有处理量大、脱水效率高、操作简单等优点，因此在天然气脱水领域中得到了广泛应用。具体来说，膜分离脱水法可以采用多种膜材料，如醋酸纤维膜、聚偏氟乙烯膜、聚四氟乙烯膜等。在操作过程中，天然气通过膜装置，水分子透过膜而分离出来，形成脱水天然气。与此同时，膜表面还会吸附一定量的水分，因此需要定期对膜进行清洗和保养，以保证其正常运行。膜分离脱水法在天然气脱水领域中的应用十分广泛，已成为一种高效、环保的脱水方法。

（四）三甘醇天然气脱水撬

三甘醇天然气脱水撬的主要原理是利用三甘醇的吸水性来去除天然气中的水分。在三甘醇天然气脱水撬中，天然气通过管道进入脱水装置，然后通过三甘醇溶液来吸收天然气中的水分。三甘醇溶液可以通过板式贫富液换热热器来加热和冷却，以达到更好的脱水效果。三甘醇天然气脱水撬的设计需要考虑多个因素，例如脱水效率、设备体积、成本等。在实际应用中，不同的天然气脱水方法都有其优缺点，需要根据具体情况进行选择。此外，三甘醇天然气脱水撬在运行过程中还需要注意控制三甘醇的浓度和温度，以避免其对天然气质量的影响。三甘醇天然气脱水撬是一种常用的天然气脱水方法，其优点在于脱水效率高、设备体积较小、成本较低等。但是，在实际应用中需要根据具体情况进行选择，并进行有效的运行控制，以确保天然气的质量和安全性[4]。

除此之外，还有一些新兴的天然气脱水技术如超音速脱水法、内联式气旋脱水技术等，这些技术正在不断研究和开发中，不同的天然气脱水方法都有其优缺点和适用范围，天然气脱水技术的选择应根据具体情况而定，需要综合考虑成本、效率、环保等因素。

结束语：

综上所述，天然气脱水技术策略研究能够有效提高气井产量和开采质量。虽然天然气脱水技术已经得到了广泛的应用，但在具体实践中仍存在一些挑战和问题，如脱水效率不好、生产成本较高等。因此，在未来，相关技术人员需要进一步深入研究天然气脱水技术，探索更加高效、经济的天然气脱水方法。此外，还需要更加注重环境保护，尽可能减少对环境的影响，以确保天然气生产的优质可持续性。

参考文献：

[1]刘姝,张玉,孙治谦,王振波.天然气脱水技术研究进展[J].化工机械,2022,49(04):574-580.

[2]张建.天然气脱水技术[J].化学工程与装备,2022(05):61-62.

[3]高秀敏.天然气脱水新工艺新技术研究[J].化工设计通讯,2019,45(09):43-44.

[4]岳世超,魏举行,李陈若琪.天然气脱水新工艺新技术[J].化学工程与装备,2019(03):93-94+3.