- 天然气工程的三大部分是：气藏勘探（寻找天然气），天气开发和开采，天然气集输（天然气集中处理，变为商用天然气）。
- 天然气集输包括井场、集气站、增压站、净化厂；
- 天然气集输的工艺包括防冻、净化、轻烃回收等工艺。
- 天然气从井口采出后，常常含有液态水、凝析油、泥沙、岩屑等物体杂质，为了防止这些杂质堵塞和腐蚀设备需要分离它们。
- 根据要分离凝析油组分的要求，集气工艺主要有：常温分离集气工艺，低温分离集气工艺。
- 常温分离集气工艺主要有单井集气，多井集气。
- 单井集气的工艺过程：9口单井压力为10Mpa的气井，天然气通过安全放空阀，进气截止阀,进入一级套管式换热器，对天然气加热，温度升高后的天然气由一级针形节流阀，节流降压，节流后的天然气再经二级套管式换热器加热，加热后的天然气再由二级针形节流阀节流降压，压力最后降至4mpa左右，由于降压时对天然气进行了加热，所以不会形成水合物阻塞管道，压力降低后的天然气进入立式、重力式分离器分离凝析油液态水、泥沙、岩屑等杂物，被分离区的杂质由底部排出，然后进入计量罐进行油水的计量，计量后的污水排入污水池，凝析油进入油罐储存，天然气从计量罐顶部分出，经过孔板计量计量天然气的流量，进入汇管汇集在一起，然后输至天然气首站，或者输气干线外输，这主要适用于含凝析油较少的情况。这种情况井口温度较高，距离气站不远，由于加热节流降压分离计量都集中在集气站进行，可以井口无人值守，方便定期检查。
- 多井常温计量工艺：随着集输设计水平的提高，多井常温集输分离工艺，由单井进站加热分离计量，改为分区组合设计，轮换分离计量工艺，七口井来气通过一组平板闸阀，按一组周期轮流切换，是单井气进入轮流计量器中，在计量分离器中分离液体固体杂质，气体通过孔板流量计计量，其他六口井的天然气则经过汇管汇集后进入生产分离器，同样在生产分离器中分离液体固体杂质，气体经过孔板流量计计量流量后，和单井计量天然气进入联合站或者输气干线。轮井计量比单井计量减少计量装置，少用投资。
- 在集输设备方面，采用了翘装设备，由于集输天然气的撬装化，为集输天然气的提供缩短周期，减少费用，工程质量减少占地，和操作管理人员提供了条件。
- 组分指混合物（包括溶液）中的各个成分。
- 低温分离集气工艺。通过低温分离天然气中的凝析油组分，降低天然气的烃露点，使其达到管输标准。在天然气的集输过程中，由于天然气的气井压力高，因而多采用简单的节流膨胀制冷。四川某气田为例，单井来的高压天然气从这里进入集气站，集气站，在进站口装有压力表、防空阀，和闸阀，进站后的天然气经过针形节流阀适当降低天然气的压力，进入高压立式分离器，在立式分离器中分离液体固体和杂质，分离下来的液体和固体杂质经过经过集液灌计量缓冲后，进入排污管排出，分离后天然气从天然气顶部排出，由孔板流量计计量其流量。然后进入汇管使各单井气汇集在一起，汇集在一起的天然气进入乙二醇注入室，在注入室中，乙二醇防冻剂吸收天然气中的水蒸气，防止天然气在后面节流制冷时形成水合物而堵塞管线。防冻后的干天然气进入套管式换冷器中预冷，能量来自后面低温分离器分出的冷气，预冷后的高压天然气由节流阀节流膨胀制冷，变为中压气，进入低温分离器，这时天然气的温度进入零下20度左右，天然气中凝析下来的凝析油被天然气分离，分离后冷天然气经过套管式换热器，换热后，在常温下计量，并输往净化厂脱硫，低温分离器分离的凝析油和乙二醇混合液从底部流入集液灌缓冲，混合后再通过过滤器过滤杂质和乙二醇劣质物，并在液体缓冲闪蒸罐中除去部分溶解剂和轻烃，凝析油和乙二醇混合液进入凝析油稳定塔，稳定出凝析油中易挥发出的烃组分，稳定塔为板式塔，塔底为提供热负荷的重沸器，塔底流出的稳定后的液体进入三相分离器，凝析油和乙二醇水溶液被分离开，凝析油作为燃料输往炼油厂炼制，乙二醇水溶液则进入乙二醇精油塔提浓再生，水分从塔顶蒸出。该精油塔也是板式塔，塔底有重沸器，提弄后乙二醇溶液，经高压注入泵，进入循环使用，由此我们可以看出，多井低温分离集气除具有前面所介绍的常温分离集气的作用，而且具有回收天然气中凝析油的作用，同时防止水合物形成的措施是注入乙二醇防冻剂。因此处理量较大，含凝析油较多的天然气，常采用低温分离法集气。
- 井口防冻工艺。
- 井口防冻的目的是：防止采气过程中生成水合物，目前井口防冻的方法是：井口加热保温，井口注防冻剂两种方法，井口加热保温防冻工艺。
- 井口加热保温，加热的主要是水套加热炉，这是一台翘装式水套炉，它由水套，火管，烟囱，出水口，加热盘管等组成，它可实现天然气的两进两出加热，便于高压气井根据气量的大小和温度的高低来采用加热的级数，对于较长的管线，可以采用中间加热来实现。
- 井口注防冻剂工艺。对于管线较长的高压集气管线来说，在冬季，容易发生冰堵现象，井口采用加热的方法，在冬季仍然产生冰堵现象，可以采用井口注防冻剂的方法，在井口注防冻剂就是将乙二醇或者甲醇通过高压泵准入甘醇注入器，与天然气接触，吸收天然气中的水分，降低天然气的水露点，从而达到水合物生成的目的，防冻剂采用乙二醇或者二甘醇时，由于其价格贵，需建回收装置回收，采用甲醇时，由于其沸点低，则可以不回收，另外由于井口注醇，采用了高压注射泵，就要求井场电源可靠。
- 天然气脱水技术，天然气脱水的目的是脱除天然气中的水蒸气，降低天然气中的露点，满足天然气的加工和输送需要，减少管线设备的腐蚀。
- 天然气脱水的方法：固体吸附法，溶剂吸收法。固体吸附法脱水：是利用流体与多孔性固体接触，流体中的某些组分被固体内孔表面吸着，达到分离的过程。
- 天然气吸附脱水多为物理吸附过程，常用的吸附剂有分子筛，硅胶，活性氧化铝。目前用于天然气吸附的装置多为，一般可用2-4个固体吸附塔切换使用，典型的双塔吸附。在吸附塔内充填满干燥的吸附剂分子筛，湿天然气从顶部进入，从底部流出，天然气中的水汽被分子筛吸附掉，从而达到脱除水分，干燥天然气的目的，当天然气吸附饱和后，需要再生，再生再用圆筒式加热炉把一部分天然气加热到摄氏200度左右，由吸附塔的底部进入，将塔中的水分从顶部吹出，达到干燥吸附床层的作用，干燥完毕后的吸附塔处于高温状态，需冷温，冷却的方法是用未加热的再生气，带出床层热量，经干燥和冷却后的吸附塔，就可以切换使用了，由于吸附剂脱水的容量是有限的，所以固体吸附法主要用于气体初始含水量不大，需要深度脱水的场合。
- 溶剂吸收法脱水，溶剂吸收法脱水是根据天然气和水在脱水溶剂中溶解度不同，利用溶剂吸收其中的水份，实现湿天然气干燥的目的。目前天然气脱水的溶剂采用三甘醇和二甘醇储罐，而使用的最多的是三甘醇含水的天然气从塔的底部进入，含水汽的天然气从吸收塔的底部进入，在塔的吵嘴压力和温度下，与吸收塔顶部留下的贫三甘醇溶剂，在塔盘上逆向接触，天然气的水分被三甘醇吸收脱除掉，干燥后的天然气从吸收塔顶部离开吸收塔外输，吸收水分后的三甘醇溶液从吸收塔底部流出，经混热罐预热后，进入再生塔再生，再生的方法是通过重沸器加热三甘醇，使其中的水分气化，气化后的水蒸气从塔顶排出，再生后的贫三甘醇经冷却后由甘醇泵打入吸收塔顶循环使用，目前三甘醇吸收部分基本相同，所不同的是三甘醇富液的再生方式，再生方式有减压再生，共沸再生，汽提气再生，而目前广泛使用的是汽提气再生，汽提气再生就是用热的汽提气与贫液在气提柱中接触，降低溶液表面的水蒸气分压，使贫液进一步提浓，汽提气可使用脱水后的干气或其他惰性气体，如氮气和汞气等，该法可使三甘醇浓液达到99.99%，干气露点可达零下73度，在三甘醇脱水工艺中还设置有闪蒸罐，过滤器等辅助设备，闪蒸罐的作用闪蒸出溶解在天然气中的液态烃和气体，在闪蒸罐中，预热后的甘醇富液一般停留5-20分钟，过滤器的作用是过滤三甘醇溶液的固体杂质和甘醇变质物，保持甘醇吸收器的洁净，由于溶剂吸收法脱水深度有限，所以此法一般适用于天然气处理量大，露点降不大的场合。
- 天然气轻烃回收。天然气的轻烃回收，就是通过降低天然气中的温度，使天然气中较重的组分冷凝的过程，常用的制冷方式有，冷剂制冷。（如氨，丙烷，氟利昂）
- 膨胀制冷（如透平膨胀机、节流阀、热分离机）、混合制冷（冷剂制冷+膨胀制冷）。
- 由于气田的压力较高，用的最多的制冷方式是膨胀机制冷，透平膨胀机，生产液化液化石油气。原料气的增压，对于低压天然气，可通过压缩机来增加天然气的压力来满足轻烃回收的操作条件，对于高中压天然气，可以不采用，原料气的净化主要是脱除水和二氧化碳，常采用分子筛吸附塔净化天然气，防止在制冷的过程中形成水合物，冷凝分离采用了主辅冷箱冷凝天然气，在冷箱中装有板式换热器，主冷箱中由于温度抵达摄氏零下60度左右，因此从冷凝液分离出来的凝液为大量的轻烃，在副冷箱中，由于温度较高，被冷凝下来的气体大部分为液态水，制冷采用透平膨胀机制冷，在该装置中，天然气的温度可达摄氏零下90度左右，其膨胀比为3:5左右，经冷凝分离的后的液体，进入脱乙烷塔（填料式精馏塔），塔顶有塔顶分离器，脱乙烷塔顶产品为干气，塔底有重沸器，塔底为丙烷以上混合液，经脱乙烷塔稳定后的混合液，流入脱丁烷塔稳定后的混合液，进行组分的分割和脱硫，塔底产品为液化石油气，这是该塔顶冷凝器，它是一个特管式换热器，用于冷凝液化石油气。
- 天然气的输配。天然气的输配站是天然气的重要组成部分，根据输配站在输配干线上，所处的位置，有起点、中点、终点输配站，主要的设备室清管发球筒。清管球的收发皆由快开盲板实现，在输配站中还设置有一组过滤器和一组分离器，用来除去天然气中的腐蚀产物和铁屑，天然气的配气就是通过不同的管径按用户的需求调配气量，在配气过程中，为了调节用气的不均匀，常常设置有球星储罐用于储存天然气，天然气集输所涉及的面较多，对含硫的天然气须进行脱硫和硫磺的回收。对于低压气还须涉及增压站，管线还涉及到穿跨越中。
蒸馏的基本原理是将液体混合物多次部分气化和部分冷凝,利用其中各组份挥发度不同（相对挥发度，α）的特性，实现分离目的的单元操作。蒸馏按照其操作方法可分为：简单蒸馏、闪蒸、精馏和特殊精馏等。
重沸器用于使装置中冷凝了的液体再度加热，使其蒸发。通常有热虹吸式和釜式，（1）重沸器（也称再沸器）顾名思义是使液体再一次汽化。它的结构与冷凝器差不多，不过一种是用来降温，而再沸器是用来升温汽化。（2）重沸器多与分馏塔合用：重沸器是一个能够交换热量，同时有汽化空间的一种特殊换热器。在重沸器中的物料液位和分馏塔液位在同一高度。从塔底线提供液相进入到重沸器中。通常在重沸器中有25-30%的液相被汽化。被汽化的两相流被送回到分馏塔中，返回塔中的气相组分向上通过塔盘，而液相组分掉回到塔底。 物料在重沸器受热膨胀甚至汽化，密度变小，从而离开汽化空间，顺利返回到塔里，返回塔中的气液两相，气相向上通过塔盘，而液相会掉落到塔底。由于静压差的作用，塔底将会不断补充被蒸发掉的那部分液位。重沸器的作用:使精馏塔底液相重组分气化,气相向上流动，与从回流罐下来的轻组分液相在塔斑或填料层上进行多次部分气化和部分冷凝，从而使混合物达到高纯度的分离。
水化物的样子：
水合物形成的条件：
天然气组分形成水合物的临界温度
焦耳-汤姆逊效应的积分负效应广泛应用于油气集输和石油化工过程。天然气和油田伴生气经伴热，由油嘴节流降压降温后进入一级分离器，温度下降使天然气中的一部分水分实现冷分离。冷凝分离回收油田气的轻烃时，利用高压气体的压力经节流膨胀降温来获得需要的冷量
节流降压的解释：根据理想气体状态方程 PV=nRT，压强P降低，温度T也降低。节流后 气体通过的横截面积变小-速度变大-动能变大-那么相应的内能降低-温度降低。
