4.5.2 天然气加工过程中的环境问题

天然气的加工，就是将开采出来的天然气中所含的CO₂、H₂O、H₂S和其他含硫化合物等杂质去除，以达到一定的质量指标和满足远距离输送与储存的安全要求。天然气加工主要包括天然气脱硫脱碳和天然气脱水干燥两个过程。

4.5.2.1 天然气脱硫脱碳过程中的环境问题

天然气脱硫脱碳的目的是脱除天然气中含有的H₂S、有机硫化物和CO₂，目前应用最多的是醇胺法和砜胺法两种工艺，生产过程包括吸收、闪蒸、换热及再生四个环节，区别是使用的吸收剂不同。在天然气脱硫脱碳的不同环节，由于设备腐蚀或操作不规范，可能产生的污染物各不相同，因而导致的环境问题也各不相同。

（1）吸收过程产生的污染物

吸收是采用碱性吸收剂将天然气中的酸性气体脱除到规定指标，主要设备是吸收塔。在操作过程中，由于设备腐蚀或操作不规范，飞溅或泄漏出的吸收液流入水体，就会改变地表水体的pH，影响水生生物的生存条件并降低水体的自净能力，从而造成水体污染。如果泄漏出的碱性吸收液渗入土壤，会改变土壤的结构，使土壤板结，并引发次生盐碱污染，造成土壤性质的改变，轻则降低土壤的肥力和生产力，重则破坏植物的根系，影响植物生长。渗入土壤的吸收液通过渗流作用流入地下水系，还会对地下水造成污染。

（2）闪蒸过程产生的污染物

天然气中含有的烃类物质大多属于小分子烃类，挥发温度低、挥发度大，闪蒸就是利用烃类物质的这一特点，通过对吸收后的富液加热，去除其中已吸收的烃类，以降低酸性气体中的烃含量。因此，如果闪蒸设备密封性差或被吸收的酸性气体腐蚀而发生泄漏，就会导致解吸的烃类物质逸出到大气中，造成大气污染。虽然大部分小分子烃类物质并不会对人类产生危害，但绝大部分都具有刺激难闻的气味，会对人体呼吸系统产生一定的影响。也有部分烃类物质具有致癌性，会对人类造成巨大的危害。

（3）换热过程产生的污染物

吸收液的再生是通过加热将吸收液吸收的酸性气体解吸，使其恢复吸收能力。再生后的贫液温度较高，而吸收液在低温条件下才具有较好的吸收能力，因此可采用富液与贫液换热的方式，既提高待再生富液的温度，减少再生所需的加热量，同时降低再生后贫液的温度，使其具有较好的吸收能力，这一过程即为吸收液的换热过程。换热过程的最主要设备是换热器。

由于富液中含有已吸收的酸性气体，在换热过程中吸收热量后会将酸性气体解吸，在水分存在条件下，极易造成换热设备的腐蚀而发生泄漏，泄漏出来的吸收液如果进入地表水体，就会造成水体污染，并通过渗透和渗流作用进一步污染土壤和地下水，泄漏的酸性气体排入大气则会导致大气污染。

（4）再生过程产生的污染物

贫液是指具有较强吸收能力的吸收液，富液是指吸收了酸类气体、已降低或失去吸收能力的液体。要实现吸收液的循环利用，必须将富液中的酸性气体解吸出来以恢复其吸收能力，这个过程就是再生。

一般地，再生是采用对富液加热、改变酸性气体在吸收液中的溶解度而实现富液脱吸的。因此，再生环节是一个耗能过程，为实现加热，必须燃烧一定的燃料对富液加热，将其已吸收的酸性气体解吸出来。无论采用何种燃料，如果燃料中含有硫、氮等元素，则会产生硫氧化物和氮氧化物而造成大气污染。

另外，再生的主要设备是再生塔，再生塔顶馏出的酸性气体经过冷凝分出液态水后，送至硫磺回收装置制硫或送至火炬中燃烧，分出的液态水经回流泵返回再生塔。在再生过程中，由于再生设备密封性差或被腐蚀而导致泄漏，会使吸收液蒸汽和酸性气体逸出，而造成对大气的污染。碱性吸收液蒸汽逸出至大气，会刺激局部地区工人的呼吸系统，引发不适感；酸性气体逸出至大气后，不仅会对操作人员的呼吸系统造成破坏，还可能随空气而扩散，遇水蒸气形成酸雨，最终落回地面，不仅对人、畜和农作物造成破坏，而且会对设备与建筑造成腐蚀。

因此，天然气脱硫脱碳过程中环境问题的形成原因及危害如表4-4所示。

4.5.2.2 天然气脱水过程中的环境问题

天然气脱水的目的是将天然气中所含的饱和水蒸气脱除，使其露点或含水量符合管道输送的要求。目前主要采用三甘醇吸收法脱水，主要设备是吸收塔和再生系统。

（1）吸收过程产生的污染物

吸收是采用三甘醇吸收天然气中所含的水蒸气，所用设备为吸收塔。在吸收操作过程中，如果吸收塔密封不严或操作不规范，会导致吸收塔泄漏或溅出。吸收液是一种有机溶剂，具有良好的吸水性，泄漏或溅出的吸收液流入水体，会改变地表水体的性质，降低水体的自净能力，从而造成水体污染。如果泄漏出的吸收液渗入土壤，会改变土壤的结构和性质，轻则降低土壤的肥力和生产力，重则破坏植物的根系，影响植物生长。渗入土壤的吸收液通过渗流作用流入地下水系，还会造成土壤污染和地下水污染。

（2）再生过程产生的污染物

再生是通过加热使吸收了水分的吸收液分离出被吸收的水蒸气和烃类气体，恢复其吸收能力，所用的设备为再生塔，包括精馏段和提馏段。解吸出的烃类气体作为再生加热用的燃料燃烧。在再生过程中，由于再生设备密封性差或被腐蚀而导致泄漏，会使吸收液蒸汽和烃类气体逸出至大气，造成大气污染，对当地居民的呼吸系统产生刺激。

因此，在整个天然气脱水过程中，各环境问题的形成原因及危害如表4-5所示。

4.5.2.3 天然气凝液回收过程中的环境问题

天然气凝液回收是从天然气中回收乙烷、丙烷、丁烷等烃类混合物的过程，一般采用分步冷凝法分离，得到甲烷、乙烷、丙烷、气态石脑油等产品，所用设备主要是冷冻机、透平膨胀机、蒸馏塔。

（1）冷冻过程产生的污染物

天然气凝液回收先将湿天然气冷冻，使大部分高沸点组成凝出。一般采用丙烷或氨式冷冻机外冷凝，或通过节流阀绝热膨胀以及在透平膨胀机内膨胀做功来完成。无论是采用冷冻机外冷凝还是膨胀冷凝，在其工作过程中均会产生噪声污染。噪声污染会引起员工的听觉疲劳，时间久后引起听力损失，最后导致耳聋，影响交流质量。处于噪声环境中，会导致员工心理烦躁，造成疲劳，降低工作效率。长时间处于噪声环境，会引起头晕、头痛、耳鸣、心血管等疾病，进而影响身体健康。

（2）蒸馏过程产生的污染物

蒸馏是将冷冻形成的天然气凝液采用常压或加压多级低温蒸馏的方法脱出凝液。在常压蒸馏时，脱甲烷塔的塔顶用液体乙烷冷却，而脱乙烷塔的塔顶则用液体丙烷作冷却剂，其余各项可用空气来冷却。

无论是常压或多压多级蒸馏，如果由于设备密封不严或被腐蚀而泄漏，就会使蒸馏得到的产品漏入大气，这些漏入大气的烃类物质不仅会造成大气污染，影响周边居民的身体健康，而且如果空气不流通，积累至一定浓度时，还极易发生爆炸，造成安全事故。

综上所述，天然气凝液回收过程中各环境问题的形成原因及危害如表4-6所示。