基于水合物技术的天然气储运工艺研究

杨磊 贾宽 郭彪（中原油田油气储运管理处 山东济南 457100）

前言

天然气能源是生活中常用的能源之一，然而从开发到送至用户端，需要经过很多的过程，其中储运就是一个重要的过程，随着水合物技术的逐渐发展和应用，采用这种技术进行天然气储存是可行的方法。文章对水合物技术的重要性以及储运天然气可行性的因素做出分析，并且具体讲述了水合物技术的天然气储运工艺。

一、研究水合物技术的重要性

水合物技术是一种基于水合物的形成与分解且在工业发展过程中有重要前景的技术。它可以应用于天然气的储运、海水淡化、空调水合物蓄冷等众多领域，利用水合物技术，势必会促进工业发展的更大进步。

首先，基于水合物技术的天然气储运成本低、投资小。随着我国经济的快速发展，人们对资源的需求量有所增加，而目前就近开发的天然气能源已经不能满足未来人们的需求，因此需要对其他地区的能源进行开发。就我国目前的现状而言，要想进一步开发天然气能源，需要选择偏远地区或者是海洋领域，这就使一个巨大的挑战展现在我们面前，即储运过程应该如何进行。无论是偏远地区还是海洋领域，不仅给开发能源的工作人员带来了工作难度，而且能源储运时也会受到众多的因素制约，例如：地理因素、环境因素等[1]。

其次，基于水合物技术的天然气储运方式生态、环保。目前，我国的生态环境遭到了严重的破坏，国家正在逐渐采取和落实一系列的措施进行环保的治理工作。我国开发天然气能源时，许多油田都会产生大量的伴生凝析气，而且受到储运的经济条件制约，相关部门通常采取的方式是将其送至火炬塔，这种方式会浪费大量的资源，而且也给环境带去更大的压力。这种情况下，进行新能源开发时，应采取环保的方式进行开发和储运，否则对环境产生更大的破坏，影响我国的整体环境。

综上所述，人们更应该采用经济和环保的天然气储运方式去满足人们的需求，而利用水合物技术的天然气储运方式是比较好的一种方式。

二、水合物储运工艺的可行性

1.水合物储运天然气的技术可行性

近年来，由于人们对天然气能源的需求量增加，所以各国对新能源进行开发这一课题十分重要。然而随着新能源的逐渐深入开发，其所处的地理环境给开发工作增加了难度，而且运输方式的要求也有所提高。基于水合物的技术能够满足技术性的要求，可以更好的开发天然气能源，提高能源的利用率，也可以更大程度的为环保做出贡献。水合物储运天然气的技术可行性主要表现在：一是制备天然气水合物的条件不苛刻，在技术上易实现；二是天然气水合物的体积小，能量密度大，所以通过公路、铁路、水路等运输方式都可实现等[2]。

2.水合物储运天然气的经济可行性

基于水合物的天然气储运，其运输成本较低，国家相关部门对于财政方面的投入资金较少，所以采用这种方式具有一定的经济可行性。我国未来开发能源的领域会涉及到偏远地区或海洋，而传统的运输不仅受到地理、环境等因素的制约，其运输成本的消耗也十分巨大，而采取水合物技术可以有效的确保能源运输的经济性。水合物储运天然气的经济可行性主要表现在：基于水合物技术储运天然气可以在任何规模下进行，可以对天然气进行管道运输，也可以选择其他方式运输，这就保证了天然气运输能够实现公路、水路、铁路等运输的可能前提下，无需修建管道，避免浪费更多的资金。

三、水合物技术的天然气储运工艺

1.水合物技术的制备

首先，需要反应器。目前，国际上比较通用的反应器主要有三种，即搅拌式、鼓泡式、喷淋式。采用水合物储运技术首先就需要一种新型高密度的水合物生成方法，而使用反应器可以更好的生成密度较高的水合物[3]。

其次，需要考虑储气密度的问题。储气密度指的是在标准状态下，其天然气存储的体积，储气密度的大小可以决定储运的经济性。目前，我国对储气密度的具体数值还没有精确的答案，但是在优化工艺方面可以为其提供重要的理论依据。

再次，在水合物制备的过程中需要考虑两个具体的因素，一是注意安全因素，二是压力要控制在一定数值，一般为5M Pa，如果增加压力会导致成本的增多。

最后，对水合物构建仿真的监控系统，可以有效的监测水合物的制备过程，并且能够及时发现其存在的隐患加以解决。

2.水合物技术储存天然气的运输

基于水合物技术的天然气储运工艺对温度有特殊的要求，储运过程中，其温度要控制在水的冰点以下，平衡温度以上，要确保完全的隔热，这样更加有利于水合物的稳定。具体的运输方式可以为：选择双壁金属罐，将水合物存储在罐里，在不锈钢的内壁与碳钢的外壁之间使用绝热材料。一般情况下，采取绝热的混凝土以确保建立有效的底部绝热层，使水合物具有稳定性[4]。

3.水合物技术的分解

目前，许多国家都非常注重于水合物的生成技术而忽略了水合物的分解技术，但是在天然气能源开发过程中，需要相关人员掌握有效的水合物分解技术，从而能够研究出更有利于天然气储运的技术，保证其运输消耗更少的成本和提高资源的利用率。

4.水合物技术为城市提供天然气

目前，我国的天然气水合物为城市供气的方式主要有两种，一是分解释放天然气中的水合物经过压缩脱水的程序输送至城镇的输配管网，从而提供给用户；二是在城市内部建立母站和子站，从而确保供应。

结论：

我国的西部地区和海洋区域的天然气储量比较丰富，我国积极开展水合物技术的天然气储运工艺研究，可以更加有效的开发更多的天然气能源，也可以有效的满足我国对于天然气能源的需求。通过对水合物技术的天然气储运可行性因素的分析，为我国对水合物技术的天然气储运做出更进一步的研究。

[1]刘建辉.天然气储运关键技术研究及技术经济分析[D].华南理工大学，2012，10（1）：290-291.

[2]王朝晖.天然气吸附储运技术工艺研究[D].华南理工大学，2013，11（27）：56-57.

[3]宋汉成，焦文玲，胡燚，王秀全.基于水合物技术的天然气储运[J].煤气与热力，2006，12（15）：139-140.

[4]李佩铭，宋汉成.水合物储运天然气技术中双级串联制备系统[J].煤气与热力，2012，4（15）：98-99.