天然气脱硫

天然气脱硫 Prepared on 22 November 2020

巴音郭楞职业技术学院

毕业论文

论文题目: 天然气脱硫工艺研究进展

院（系）: 石油化工学院

专业: 石油化工生产技术

班级：12级高职（2）班

学号 :

** : ***

指导老师：刘莎老师

新疆·库尔勒

天然气脱硫工艺研究进展

王金龙

（巴音郭楞职业技术学院石油化工学院841000）

[摘要] 随着天然气工业的快速发展，为天然气处理所需的各种新工艺、新设备、新技术应用提供了很好的发展环境。但随着含硫的气体排放量日益增加，环境逐渐恶化。主要指含有大量的H2S气体，由于H2S气体遇到冷凝水时[1]，不仅会给管道和容器带来腐蚀，还会随硫化物应力腐蚀裂开。对环境的污染逐步加深，使天然气脱硫的工艺不断提升。

本文主要研究综述了醇胺法脱硫、砜胺法脱硫以及含硫物对环境的污染，天然气脱硫的方法、工艺因素和工况条件以及对硫磺的回收与尾气处理的过程。

[关键词]天然气脱硫；醇胺法；砜胺法；环境污染。

[收稿日期]：2014年5月12日

[作者简介]：王金龙（1991-），男，甘肃人，专科生，主要研究方向天然气脱硫。

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引言

天然气作为一种清洁燃料，其开发和利用已在全球受到普遍关注。近10年来，天然气消费量的年均增长率为%，远高于同期石油消费量增长率的%.近20年来，我国以煤烟型污染为主的大气污染日益严重。全国600多个城市中，大气质量达到国家一级标准的不足l%，2／3的城市处于二级或更差的大气污染水平。据统计，我国分别于约有30%和20%的城市SO2和NO2超标，酸雨已扩散到近1/3的国土中[2]。因此，从改变能源结构人手，改善环境质量，实现可持续发展，己成为我国进人21世纪的当务之急。我国有丰富的天然气资源，但是我国目前所产的天然气1/3以上高含硫，故发展天然气工业必须先解决其净化问题。国内天然气的使用量逐年增加，对天然气脱硫工艺要求也随之提高[3]。为此，国内制定了相关规定，控制污染物排放量。这就要求加大研究和开发节能、高效、环保的新型工艺技术，用于天然气净化等领域。

含物

H2S的平均含量47803 mg/m357470 mg/m358201 mg/m348693 mg/m3

12%-34% 30%左右 10%-28% 23%-34%

随机采样的硫含

量（体积分数）

SO2的平均浓度mg/m3 mg/m3mg/m3

mg/m3 mg/m33

国内的研究现状：

近年来我国内先后建成的高含硫气田和气井，主要体现了高含硫气田技术工艺，设备材料选择，防腐工艺的国内技术水平。我国天然气的开发最早始于四川省[7]，就我国而言，天然气开发是伴随着石油的开发而逐渐发展起来的。

截止1997年，全国已形成四川、莺-琼、渤海湾三大气层生产区，松辽、渤海湾两大溶解气生产区。1997年中国天然气年产量为222. 2×108 m3，中国新星石油集团×108 m3。1998年中国天然气年产量为×108 m3，创历史最高录[9]。

整体来看，全国气层采出程度仅为%，国内天然气的使用量逐年增加，预计2015年消费量将自目前的×1010 m3/d跃增至1011 m3/d，其中国内产量将达700 m3/a [10]。四川地区（含重庆市）天然气产量占全国的一半左右，且大都是含硫的。这对环境系统影响很大。为此，国内制定了相关规定，控制污染物排放量。这就要求加大研究和开发节能、高效、环保的新型工艺技术，用于天然气净化等领域。

国外的研究现状：

20世纪 50 年代以来，世界各国高含硫天然气的脱硫工艺取得了很大的发展，在研究领域涉及含硫天然气脱水技术、防腐技术、防硫堵技术方面取得进展。世界天然气探明储量主要集中于俄罗斯及中东地区，两地天然气探明储量分别占世界总探明量的%与 32. 4%。从市场角度看，世界天然气的发展有以下阶段[30]：

（1）国内市场阶段；

（2）国际区域市场阶段；

（3）全球市场阶段；

（4）天然气取代石油成为第一能源阶段，这是一个渐进的发展过程，届时天然气在世界能源消费结构中将占据首位，按照目前的发展趋势，天然气取代石油成为主要能源是必然趋势；

（5）被太阳能-氢能源取代而退居第二能源的阶段，这将需要更长的时间，按照目前世界能源结构的发展趋势[27]，至少需要百年时间才能实现。

总之天然气脱硫技术随着天然气工业的快速发展，为天然气处理所需的各种新工艺、新设备、新技术的应用提供了很好的条件。天然气脱硫的目的是为用户提供合乎标准的净化气。天然气脱硫与硫磺回收尾气处理上均面临若干技术问题，并需投入大量资金来进行技术改造。另外，由于天然气气质的变化，部分净化厂的适应性问题也很突出，需逐一加以改造。由此可见，国内天然气脱硫面临着十分繁重的任务，需进一步加大研究力度，开发出新型集成式脱硫新技术。

2.天然气脱硫工艺

天然气的脱硫方法

现今脱硫的方法很多.但可归纳为干法脱硫和湿法脱硫两大类。（见表-3）.

（表--3脱硫方法的分类）[9] 再生循环使用并可以回收富有价值的硫磺。但目前在脱硫方法中使用最多的、最普遍的是醇胺法和砜胺法。

醇胺法脱硫

醇胺法脱硫是湿法脱硫的一种，是以醇胺水溶液为吸收剂，属于化学吸收。该方法脱除H 2S 等酸气的过程主要为化学过程所控制，因此在低压力操作下工作。常用的醇胺类溶剂有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等。下列表一给出了四类方法的主要特点及重要指标。

（表--4脱硫方法的技术特点指标）[24]

种类

硫化物 无机硫 有机硫 干法脱硫

氧化铁、活性炭、氧化锌、氧化锰法 钴-钼加氢法、氧化锌法等 湿法脱硫 化学吸收法—氨水催化法、ADA

法、乙醇胺法

冷氢氧化钠吸收法（脱除硫醇） 热氢氧化钠吸收法（脱除硫氧化碳）

物理吸收法—低温甲醇洗涤法 物理化学吸收法—环丁砜法