天然气湿法脱硫技术研究进展

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1、学兔兔www.xuetutu.com40⋯⋯⋯⋯I2。3年4月天然气湿法脱硫技术研究进展杨婷婷’熊运涛崔荣华肖俊韩淑恰1冲国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川成都610041；2_中国石油西南油气田公司重庆天然气净化总厂大竹分厂，四川大竹635100摘要：为满足天然气管输和环保规范要求，原料天然气必须经过净化处理。天然气中的酸性气体主要是H2s和CO，有时还含有少量的硫醇和硫醚等。H2s会腐蚀管道及设备，污染环境，而过量CO会影响天然气热值，降低经济效益，因此，天然气脱硫脱碳技术备受关注。总结了目前占据主导地位的湿法脱硫技术，论述了物理吸收法、化学吸

2、收法、联合吸收法和氧化吸收法中各主要工艺的原理、流程、优缺点及应用情况，同时介绍了几种具有良好发展前景的新型工艺，比如杂多酸法等。可以看到，醇胺法工艺成熟，脱硫效果显著，尤其是MDEA及其配方工艺，得到了广泛的应用；同时，各种新型技术也日臻完善，天然气脱硫技术正向着多元化的方向发展。关键词：天然气；脱硫；H2s；MDEADOI：10．3969／j．issn．1006—5539．2013．02．0110前言大规模的天然气净化厂。根据吸收原理的差异，湿法又随着石油资源的日益紧缺和环保要求的不断提高，可分为物理吸收法、化学吸收法、联合吸收法与氧化吸天然气在我国能源结

3、构体系中所占比例逐年增加，预计收法。这里主要阐述湿法脱硫技术。到2020年，天然气在一次能源消费中所占比例将增长到10％以上[1]。如何更好地利用这种经济、安全、环保的优1物理吸收法势能源，世界各国都在进行深入的研究和探讨。物理吸收法以有机溶剂作为吸收剂，通过物理吸收天然气的主要成分除甲烷和水蒸气外，通常还含有的方式，将天然气中的酸性气体脱除。该法对酸性气体一些酸性气体，主要是H2S、CO：、COS硫醇与硫醚等。H，S的溶解性大，吸收能力强，吸收容量与酸性气体分压成会腐蚀管道及设备，污染环境，使催化剂中毒，不利于下正比]，因此适合处理高酸气分压的天然气，海上开

4、采的游工业生产；过量CO会影响天然气热值，降低经济效天然气需要大量脱除C0时也常选用此法_3]。溶剂通常益，在LNG中易固相析出堵塞管道。因此，无论是作为民靠多级闪蒸进行再生，不再需要蒸汽和其他热源，还可用燃料还是工业生产原料，天然气中酸性气体的脱除都同时使气体脱水H]。但是物理吸收法的净化度通常低于是十分必要的。化学吸收法，不适合处理重烃含量高的气体。目前传统的脱硫技术根据脱硫剂相态的不同可以20世纪50年代，利用甲醇在低温下可以大量溶解分为干法和湿法两大类。干法采用的是固体脱硫剂，比酸性气体的特性，德国林德公司和鲁奇公司联合开发了如海绵铁法、分子筛法、活性

5、炭法和氧化锌法等，工艺流冷甲醇法来脱除原料气中的酸气。主要优点_5]：较强的溶程相对简单，但需要定期更换脱硫剂，主要适用于小型解能力、较小的循环量及较低的能耗；该溶剂具有良好天然气净化装置。而湿法采用的是溶液或溶剂作为脱硫的化学稳定性和热稳定性；对CO：的净化度很高，对CO剂，通过吸收一再生实现连续、循环操作，广泛应用于较和HS的选择性好；甲醇价格低廉，腐蚀性小。冷甲醇法来稿日期：2012—09—24基金项目：中国石油天然气集团公司重点工程资助项目($2012—9D)作者简介：杨婷婷(1987一)，女，山东青岛人，助理工程师，硕士，主要从事天然气脱硫脱碳与催化

6、剂的研究工作。学兔兔www.xuetutu.com第3OILANDGASTREINGANDPROCESSINGATATPROC第2期l油号加工141I油号加工I致命缺点是甲醇有毒，并且需要冷源。混合胺溶剂可以弥补大量脱除CO时MDEA溶液20世纪60年代以后，更多的有机溶剂得以选用，如的不足。纯MDEA溶液与COz不发生反应，但其水溶液环丁砜、聚乙二醇二甲醚和碳酸丙烯酯等。与COz可按式(1)～(2)反应：C02+H20=H+HCOi(1)2化学吸收法H+R2NCH3JR2NCH3H(2)化学吸收法利用弱碱性溶液与酸性气体发生中和式(2)为瞬间可逆反应，而式(

7、1)受液膜控制，反应速反应生成化合物，脱除天然气中的酸气。当温度升高或率极慢，为控制步骤。为加快反应速率，可向MDEA溶液压力下降时，化合物分解释放出酸性组分，吸收剂得以中加入伯醇胺或仲醇胺，它们可与CO快速反应生成氨再生并循环使用。根据选用弱碱性溶液的不同，化学吸基甲酸酯，进而激活MDEA，提高与CO的反应速率。目收法又可以分为热碱法和醇胺法。前较为认可的反应机理是穿梭传递，即伯醇胺或仲醇胺2．1热碱法在界面和液相本体间穿梭传递CO：。以仲醇胺为例，在热碱法主要采用Na：CO，作为吸收碱液。从吸收塔顶MDEA溶液中加入RzNH后，反应按式(3)～(4)进行：

8、喷淋而下的NafO，溶液与塔底上升的含