天然气脱硫工艺介绍

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1、--天然气脱硫工艺介绍（1）工程中常用的天然气脱硫方法天然气脱硫的方法有很多种，习惯上把采用溶液或溶剂做脱硫剂的脱硫方法称为湿法脱硫，采用固体做脱硫剂的脱硫方法称为干法脱硫。一般的湿法脱硫有化学溶剂法（如醇胺法）、物理溶剂法（如Selexol法、Flour法）、化学-物理溶剂法（如砜胺法）和直接转化法（如矾法、铁法）。常见的干法脱硫有膜分离法、分子筛法、不可再生固定床吸附法和低温分离法等。（2）天然气脱硫方法选用原则天然气组分、处理量、硫含量、厂站所处自然条件、产品质量要求、运行操作要求等都是天然气脱硫工艺的选择依据。目

2、前，根据国内外工业实践的经验，天然气脱硫脱碳工艺的选择原则可参考以下内容。①原料气中含硫量高，处理量大，硫碳比高需要选择性吸收H2S同时脱除相当量的CO2，原料气压力低，净化气H2S要求严格等条件下，可选择醇胺法作为脱酸工艺。②原料气中含有超量的有机硫化物需要脱除，宜选用砜胺法。此外，H2S分压高的原料气选用砜胺法时能耗远低于醇胺法。③H2S含量较低的原料气中，潜硫量在0.2t/d～5t/d时可考虑直接转化法，潜硫量低于0.2t/d的可选用非再生固体脱硫法如固体氧化铁法等。实践中，往往在选择基本工艺方案之后，根据具体情况

3、进行技术经济比较，最终确定天然气的脱硫脱碳方法。图1和图2分别表示了原料气中酸气分压和出口气质量指标对脱硫方案选择的影响。------图1脱硫方案选择与酸气分压的关系图2脱硫方案选择与进、出口气质量指标的关系------（3）低含硫量天然气脱硫方案------某项目天然气组分和参数如下：表1原料气组分表序号名称组分备注1N20.001222CO20.01213H2S0.00014C10.7223634775C20.142121256C30.06867i-C40.01268n-C40.0239i-C50.0064310n-

4、C50.0052311C60.0020512C70.0010813C8+0.00094527314H2O0.0021615合计1.000表2原料气工艺参数表序号名称单位前期中期后期1操作压力psig1250125012502操作温度℉961101103气源流量MMSCFD105.19.54气源密度(操作条件)lb/ft36.956.5886.7375出口气含硫量ppmv不大于4由表可知，本工程的特点是含硫量低，处理量不大，出口气要求较严格。可用的几种脱硫工艺方案如下：①干法脱硫——固定床吸附法氧化铁固体脱硫是典型的干法脱

5、硫工艺，处理原料气中的H2S含量一般在10ppm到1%之间。工艺流程图如图3。原料气首先进行过滤分离，除去固体杂质和游离水后，进入脱硫装置固体脱硫塔进行吸附脱除气体中含有的H2S，其余塔进行更换脱硫剂工作。脱硫后的净化气经过滤分离，除去化学反应产生的水和气流带出的脱硫剂杂质后输出。------氧化铁固体脱硫工艺所需要的主要设备见表3，常见脱硫装置见图4。图3氧化铁固体脱硫工艺流程表3氧化铁固体脱硫主要设备序号名称单位数量1过滤分离器台12脱硫塔座23粉尘过滤器台1图4氧化铁固体脱硫装置------②湿法脱硫——醇胺法--

6、----醇胺法是典型的湿法脱硫工艺，也是目前最常用的天然气脱硫脱碳的方法。醇胺法以可逆反应为基础，弱碱性溶剂为吸收剂，最常用的脱硫剂有MDEA、DEA和MEA及它们的混合溶剂。本方案可选用目前国际广泛采用的醇胺－甲基二乙醇胺（MDEA）作为脱硫溶剂。工艺流程见图5。图5醇胺法脱硫工艺流程简图原料气经进口分离器除去游离液体和携带的固体杂质后进入吸收塔的底部与醇胺溶液接触，脱除酸性组分。饱和的湿净化气经分离脱水后进入NGL回收单元或LNG生产装置，或作为商品气或管输。吸收塔底部流出的富液进入脱硫剂再生循环单元，脱除溶液中的酸

7、性气体，增压后进入吸收塔循环利用。有时，贫液在换热与增压之后也经过一个过滤器滤除其中杂质。从富液中汽提出来的酸性组分在与冷凝后的水分离之后，根据其组成和流量，或去硫磺回收装置，或压缩回注地层，或处理后去火炬系统。醇胺法脱硫工艺主要设备见表4，常见脱硫装置见图6。表4醇胺法脱硫主要设备序号名称单位数量1吸收塔座12再生塔座13粉尘过滤器台14重沸器台15富液闪蒸罐座16贫富液换热器台17溶液冷却器台18酸气冷却器台1------9入口过滤分离器台110净化气分离器台111酸气分离器台112贫液缓冲罐座113溶液循环泵台21

8、4贫液泵台215贫液提升泵台216回流泵台217MDEA补充泵台2图6醇胺法脱硫装置③湿法脱硫——Shell-Paques（谢尔-帕克）工艺谢尔-帕克工艺是采用生物技术脱硫的湿法脱硫工艺，操作弹性可从H2S浓度50ppmv到100vol.%，处理后的天然气H2S含量可达到4ppmv以下。工艺流程见图7。酸性气体通过入