天然气集输处理工艺与输送维护措施研究
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摘要：天然气矿场集输系统是天然气集输配系统的子系统，是整个系统的源头部分。所以本文在全面总结现有天然气矿场集输及处理生产实践经验的基础上，扼要介绍了目前天然气矿场集输管网以及矿场集输工艺流程，着重介绍了天然气集输与处理的主要内容之一即天然气净化，并对生产过程所使用净化技术的原理、工艺流程及应用做了比较全面的叙述。
关键词：天然气；集输；处理；工艺；
【分类号】：TE988.2
随着我国天然气工业的发展，天然气处理量的逐年增加，天然气集输与处理方面面临的问题也越来越突出。本文扼要介绍目前天然气矿场集输管网以及矿场集输工艺流程，着重介绍了天然气净化所包括的脱硫脱碳和天然气脱水的方法、原理及其工艺流程和技术现状，并简要介绍了硫磺回收与尾气处理的原理及工艺流程。由于净化方法种类繁多，所以本文通过对各种工艺的对比得出了天然气脱硫脱碳、天然气脱水工艺的选择原则。另外，由于膜分离技术在天然气脱硫脱碳以及天然气脱水中都具有很大的应用潜力，所以本文还对膜的种类与选择、天然气膜分离净化和脱水的技术原理以及膜分离技术在天然气脱硫脱碳和脱水中的应用进行了介绍。
1.天然气矿场集输
天然气的集输包括采集和输送两部分，这儿主要介绍气田内部集输管网和集输工艺流程。集输工艺技术水平的高低，对降低天然气生产成本、提高安全、平稳供气的可靠性及保护环境都有直接的影响。因此，它在天然气工艺中的作用十分重要。
1.1集输工艺流程
在井场里，最主要的装置是采气树，它是由闸阀、四通（或三通）等部件构成的一套管汇。在采气树节流阀之后，接有控制和测量流量及压力、温度的仪表，以及用来处理气体中的凝液和机械杂质的设备，构成了一套井场流程。在这种流程中，所有用来调节气井工作、分离气体中杂质、计量气量和凝析油量、防止水合物形成等的设备和仪表，都直接布置和安装在距井口不远的地方。
天然气自井中采出经针型阀节流降压、水套加热炉加热，再经二级节流降压后进入分离器，在分离器中分离游离水、凝析油和机械杂质，气体通过计量后进入集气干线。从分离器分离出的液体经计量、油水分离后，水可回注入地层，液烃输至炼油厂处理。
这种井场单井常温分离工艺流程一般适用于气田建设初期气井少、分散、压力不高、用户近、供气量小、不含硫（或甚微）的单井气处理。其缺点是井口须有人值守，造成定员多，管理分散，污水不便于集中处理等困难。但对井间距离远、采气管线长的边远井，这种集气方式仍然是适宜的。
1.2常温分离的集气站流程
对于凝析油含量不多的天然气，只须在矿场集气站内进行节流调压和分离计量等操作就可以了。在这种情况下，可以采用常温分离的集气站流程，以实现各气井来的天然气的节流调压和分离计量等操作。下面介绍常用的集中常温分离流程。
对于气体基本上不含固体杂质和游离水（或者是在井场已对气体进行初步处理）的情况下，可采用二级节流、一级加热、一级分离的流程。任何一口井的天然气到集气站，首先经过一级节流，把压力调到一定的压力值（以不形成水合物为准），再经过换热器加热天然气使其温度提高到预定的温度，然后进行二级节流，把压力调到规定的压力值。尽管天然气中饱和着水汽，但由于经过换热器的加热提高了天然气的温度，所以节流后不会形成水合物而影响生产。经过节流降压后的天然气，再通过分离器，将天然气中所含的固体颗粒、水滴和少量的凝析油脱除后，经孔板流量计测得其流量，通过汇管送入输气管线。而从分离器下部将液体（水和凝析油）引入计量罐，分别量得水和凝析油数量后，再将水和凝析油分别送至水池和油罐。
对于气体中含有固体杂质和游离水较多的情况，可采用二级节流、一级加热、二级分离的流程。从气井来的天然气经一级节流降压后进入一级分离器，将气体中含有的游离水和固体杂质分离掉，以免堵塞换热器和增加热负荷。气体经换热器把温度提高到预定的值后，再进行二级节流，降到规定的压力值，然后进入二级分离器，将天然气中含有的凝析液和机械杂质等分离掉。最后，气体经过流量计到汇管集中，再输入输气干线。从分离器下部分出的液体（水和凝析油）引入计量罐，分别测得其数量后，再将水和凝析液引至水池和油罐。
2.天然气净化处理
进入长输管道的商品天然气必须达到以下3个方面的要求：
（1）经济效益的要求。天然气作为商品的经济效益主要体现在燃烧过程中的发热量（热值）。显然，其中存在过多的二氧化碳或氮气就不能满足发热量的要求。尽管世界各国的气质标准中对天然气发热量的规定有所不同，但均作出明确的要求，否则就不能作为商品供应。
（2）环境保护的要求。商品天然气中所有的含硫组分在燃烧中将转化为二氧化硫而排入大气，是导致酸雨的主要污染源之一，因而必须按气质标准加以脱除。
可见，为使粗天然气能经济而有效地输送与利用，必须根据有关气质标准的规定脱除其中若干杂质组分，此工艺过程即称为天然气净化。
一般认为，天然气净化工艺包括天然气脱硫脱碳、脱水、硫磺回收及尾气处理4类工艺。天然气脱硫脱碳及脱水是为了达到商品天然气的质量指标；硫磺回收及尾气处理则是为了综合利用和满足环保要求。国外也常将天然气净化称为天然气处理，有时还称为天然气调质。
3.1提高天然气管道维护的思想认识
要想做好长输天然气管道的运行维护工作，必须首先从思想上提高认识，要在思想认识上意识到管道安全运行的重要意义。并促使每个员工形成责任意识，负责巡查管道员工应具备良好的责任心，认真完成管道安全监察工作，对损害管道的行为应当及时制止。同时，企业要建立完善的监督和激励机制，对于的员工，要进行相应的经济处罚和批评，对认真负责的员工，要给予物质奖励。使员工形成良好的管道安全意识，在思想上重视维护工作。
3.2构建完备的管道保护法律法规
对于损害天然气管道的行为，应当建立更加完善的法律法规，对违法行为加强监督。国家相关部门和地方政府，都应当做好法规制定工作，对管道的运行进行科学的维护与保护，对于在管道限制范围内施工的企业进行严惩，要求施工企业在施工之前必须上报，在得到批准后才能进行施工。对于占压管道的行为，地方政府要做好规划，“地上服从地下、后建服从先建”这一最基本的原则，避免对天然气管道的安全运行造成威胁。
3.3加强对盗窃天然气行为打击力度
首先，要加强对管道的巡查力度，组织员工分组进行巡查工作，要二十四小时开展工作，特别是在夜间，可增加巡查员工人数，对盗窃行为起到震慑和预防的作用。其次，地方政府和公共安全部门，应当加强本地治安工作，在交通路口安装摄像装置，并设置天然气管道和警示标志，改善油气区治安环境。通过企业与政府的密切配合，做好打击盗抢天然气的违法行为。
3.4借鉴国外先进设计和管理经验
在长输天然气管道运行维护工作中，可以借鉴西方发达国家的先进经验。在管道设计和施工阶段，借鉴国外技术能够查缺补漏，充分考虑到自然自然对管道的影响，避免管道可能出现的安全问题。在输气管道运行过程中，要注意借鉴国外先进的管理经验进行天然气管道安全检查与维护。
4.认识
要确保输气管道的安全运行，必须及时采取有效措施，将存在的安全隐患及时消除。同时还有注重完善法律法规，提高人们的安全意识和重视程度，只有这样，才能有效保障输气管道的长期安全运行，为人们的生产生活助力。
参考文献
[1]葛翠翠；天然气集输管网优化[D]；大庆石油学院；2007年
[2]潘红丽，杨鸿雁；气田地面集输管网系统的优化设计[J]；油气储运；2002年04期