高含硫天然气净化技术应用研究
高含硫天然气净化处理装置的防腐技术研究
高含硫天然气净化处理装置的防腐技术研究【摘要】我国高含硫天然气H2S、CO2含量高,还伴随有大量的天然气水,在后期净化处理过程中腐蚀问题非常突出。
为此,分析了高含硫天然气的腐蚀特征,研究了该类天然气处理在材料选择与评价、缓蚀剂防腐技术、腐蚀监测与检测等技术,提出在高含硫天然气开发设计时,就应全面引入腐蚀控制设计和腐蚀监测体系,从腐蚀控制技术的集成与优化入手,形成高含硫天然气整体防腐方案,实现腐蚀控制的整体设计和完整性管理,延长设备的使用寿命,减少设备无故停车时间,提高设备和生产的效率。
【关键词】天然气装置防腐技术研究1 高含硫天然气腐蚀特征分析目前国内外对高含硫天然气腐蚀因素的研究已经形成较为统一的认识,其中H2S往往造成包括耐蚀合金在内各类材料的氢致开裂和硫化物应力腐蚀开裂;CO2可以使体系进一步酸化,并诱发严重的局部腐蚀;元素硫沉积使得原本极为耐蚀的镍基合金也可能遭受严重的局部腐蚀,并恶化局部环境;Cl-是腐蚀产物膜和钝化膜的破坏者,高温下诱发氯化物应力腐蚀开裂。
但是,当H2S、CO2、元素硫、Cl-等多因素共存时,在耦合作用下,各自腐蚀动力学过程的交互影响使得腐蚀问题变得极为复杂,必须通过深入系统的研究加以揭示。
2 高含硫天然气腐蚀控制技术研究2.1 材料选择与评价对于高含硫天然气处理使用材料的评价与选择,主要集中在模拟天然气处理复杂工况环境下的静态腐蚀评价和动态腐蚀评价,以及以镍基合金为基础的耐蚀合金研究。
但应注意到,国际标准没有表明所列材料在H2S体积分数大于10%的可靠性如何,而且也缺乏在H2S分压大于1.0MPa环境中安全使用金属材料的成功经验或失败教训。
因此,建立一套对高含硫气藏所用金属材料的评价方法和程序,根据不同的工况条件确定镍基合金、双金属复合管的适用环境和条件,是该领域研究的方向。
2.1.1 镍基合金评价方法和适用范围的研究镍基合金在高含硫天然气的应用已经达到一定的规模,针对镍基合金种类较多而难以选择和可能出现局部腐蚀、环境腐蚀开裂的实际情况进行了研究,采用硫酸铁(Ⅱ)—硫酸晶间腐蚀评价方法进行镍基合金初步筛选、模拟腐蚀环境中的4点弯曲测试法进行EC性能评价、采用动电位法进行点蚀电位测试以评价局部腐蚀性能的组合方法体系能够实现镍基合金的筛选评价;相同牌号的国产镍基合金与进口镍基合金在化学成分、组织结构上不存在明显差异;进口镍基合金耐晶间腐蚀性能优于相同牌号的国产镍基合金;国产镍基合金和进口镍基合金都具有很好的耐EC性能,但是在苛刻的腐蚀环境中都发生了点蚀;温度是镍基合金腐蚀的主控因素,元素硫的存在及其含量多少也是镍基合金腐蚀的重要因素。
天然气净化技术和方法的探讨与研究
天然气净化技术和方法的探讨与研究摘要:天然气净化的任务,一是脱除气中的有害组分和杂质,以保证城镇燃气输配系统和应用系统的安全正常运行;二是对生产的燃气中夹带的一些宝贵化工产品回收利用;天然气净化是安全运行的第一道屏障。
便于输送和应用。
硫化氢腐蚀设备、管道,其燃烧产物污染大气,从燃气中脱除下来的一些有害组分和杂质,经进一步加工处理成为宝贵的化工产品。
在此篇论文中就天然气的净化任务、工艺流程进行分析探讨探讨,总结关于天然气净化处理的一点体会。
介绍天然气几种主要净化和利用方法、脱硫净化技术以及工艺特点和在国内的应用和发展,最后提出了优化天然气净化技术方案和实施方法的建议。
关键词:天然气净化工艺天然气净化1.绪论1.1天然气净化的目的与意义随着人们保护环境的意识日益增强,世界各国制定出越来越严厉的环保法规,以进一步控制有害污染物的排放,这就促使了天然气处理的工艺不断地向前发展;另一方面,天然气作为一种燃料和原料的资源地位越来越突出,国内外都十分重视天然气的加工和利用,相关领域也在方法上,技术上以及应用上取得了重大进步。
本论文将介绍天然气处理,加工和利用的技术水平以及发展的趋势,以便系统地了解国内外技术发展的有关情况,使决策工作和研究开发能够从中获取有益的信息。
1.2 天然气净化研究概况为了降低天然气中含硫化物和水分在储存和使用过程中的安全隐患,防止环境污染和对人体的伤害,输送到城镇燃气管道和储存设备中的天然气有必要进行净化处理。
富含硫化物的天然气,必须经过脱硫处理,以达到输送要求,副产品的硫磺作为硫资源,用以生产硫酸、二硫化碳等一系列硫化物;脱硫后,天然气经过深冷分离,可得到液化天然气。
2.天然气净化工艺与分析2.1天然气净化的工艺的介绍天然气中通常有硫化氢、二氧化碳和有机硫化物等酸性组分存在,这些气相杂质在水存在的情况下会腐蚀金属,并污染环境。
因此天然气的净化处理主要有脱硫和脱水两项内容:天然气脱硫技术主要有干湿和湿式两种方法,干式脱硫效率高,适用于低含硫处理。
高含硫天然气净化装置高效运行关键技术研究及应用
高含硫天然气净化装置高效运行关键技术研究及应用摘要:天然气提纯技术在当今大量消耗的天然气资源的背景下有着重要的作用,已成为该领域的重点研究课题。
随着我国油气资源的大规模开发,特别是在我国川渝地区相关油气资源中掺杂了大量的高硫天然气,未进行提纯的这类毒气完全不能满足社会和人民的需要,所以,采用一种科学而有效的方式对高含硫气进行提纯是非常必要的,以适应产业的发展需要,并恰当地运用到实际的生产生活中。
文章首先介绍了高含硫天然气提纯技术的发展概况,然后结合普光气田的实例,对高含硫天然气提纯技术的应用进行了探讨。
关键词:高含硫天然气净化技术应用研究引言在当今社会,随着环保意识的日益增强,人们对生活品质的要求也在不断提高,使天然气的应用越发广泛,但天然气并非一种可直接投入使用的纯净物,其中以甲烷居多,同时有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般情况下,天然气中还存在一定量的硫化氢、二氧化碳、氮、水汽和少量一氧化碳及微量的稀有气体,如氦和氩等,如果直接投用会对人们的生活环境造成很大的负面影响,因此,对其进行相应的净化处理是非常必要的。
1高含硫天然气净化技术的现状1.1对硫磺回收技术的分析高含硫天然气的一个明显特征就是:它的组成比较复杂,一般硫化氢含量在2—70%,硫回收工艺就是利用这种特性,以有效降低硫化氢含量。
一般来说,硫化氢的含量越高,硫磺回收装置的脱硫作用就越好,而且产生的副产品更少,同时导致二氧化硫在尾气中的排放量也随之降低。
鉴于我国多数油气田在开发过程中存在着高浓度的硫化氢和二氧化硫,为了提高天然气的提纯程度,提高硫磺的生产效率,因此,要想进一步提高硫的回收率,就必须对硫的回收设备和脱硫工艺进行深入的研究。
例如,每年生产100×108立方米的天然气,它含有大约13%的硫化氢,目前的净化设备使废气中的二氧化硫浓度达到了数千吨,与产业规范及社会环保需求相去甚远。
鉴于此,环境保护部门将重点关注大型高含硫天然气净化工厂,目标是对硫磺回收工艺进行优化,提高硫磺回收效率。
高含硫天然气净化技术现状及研究方向
高含硫天然气净化技术现状及研究方向陈昌介;何金龙;温崇荣【期刊名称】《天然气工业》【年(卷),期】2013(033)001【摘要】高含H2S和CO2的“双高”天然气净化技术面临天然气气质和尾气排放标准的双重挑战,脱除有机硫,减缓溶剂变质.进一步提高硫磺回收装置总硫回收率是“双高”天然气净化技术面临的主要问题.在回顾国内外高含硫天然气脱硫脱碳和硫磺回收技术现状的基础上,分析了现有高含硫天然气净化技术存在的问题,即硫、碳含量“双高”天然气净化脱硫溶剂循环量大、装置能耗高、脱硫溶液易变质、新标准下硫磺回收尾气排放难以达标和硫磺回收装置效率难以提升等,进而提出了物理溶剂脱硫脱碳技术、天然气脱硫脱碳溶剂变质与复活技术、高效H2S直接氧化工艺技术和天然气中COS水解技术等新的研发方向,以期形成适用于“双高”天然气净化的系列配套技术,助推我国高含硫天然气的高效开发.【总页数】4页(P112-115)【作者】陈昌介;何金龙;温崇荣【作者单位】中国石油西南油气田公司天然气研究院;中国石油天然气集团公司高含硫气藏开采先导试验基地;中国石油西南油气田公司天然气研究院;中国石油天然气集团公司高含硫气藏开采先导试验基地;中国石油西南油气田公司天然气研究院;中国石油天然气集团公司高含硫气藏开采先导试验基地【正文语种】中文【相关文献】1.高含硫天然气净化技术现状及其发展 [J], 刘鑫2.富含CO2天然气净化技术现状及研究方向 [J], 陈颖;张雪楠;梁宏宝;于生;梁宇泽3.高含硫天然气净化技术现状及研究方向 [J], 彭景;戴璐;吕桂海;张晓勇4.高含硫天然气净化技术现状及研究方向 [J], 余娅妮;何轶群;余春娟5.高含硫天然气净化技术现状及研究方向 [J], 赵一桦;赵俊翔;曹莉洁因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
关于高含硫天然气净化处理技术展望及探讨
601高含硫天然气净化处理工程技术现状分析高含硫天然气净化处理技术的核心在于脱硫脱碳和硫磺回收两大环节,这两者的技术现状及其发展趋势,对于整个行业的发展至关重要。
首先,脱硫脱碳技术的发展经历了从物理吸收法、化学吸收法到生物脱硫等多个阶段。
传统的物理吸收法,如甘汞法和碳酸盐法,虽然操作简单,但其脱除率和选择性较低。
化学吸收法,特别是以胺类溶剂为主的方法,因其较高的脱硫效率和良好的适应性,成为目前应用最广泛的技术。
然而,这类方法也存在着能耗高、腐蚀性强、二次污染等问题。
近年来,随着环保要求的提升和技术的进步,更加环保、高效的脱硫脱碳技术不断涌现,例如膜分离技术、压力摆动吸附技术和生物脱硫技术等,这些新兴技术在降低能耗、减少环境影响方面显示出巨大潜力。
其次,硫磺回收技术的应用现状也是高含硫天然气净化处理中不可忽视的一环。
传统的克劳斯工艺一直是硫磺回收的主流技术,该工艺通过燃烧一部分硫化氢生成二氧化硫,然后使其与未燃烧的硫化氢发生化学反应生成元素硫。
尽管克劳斯工艺在硫磺回收率方面相对较高,但其会对环境造成一定影响。
为此,近年来出现了一些新的硫磺回收技术,如改良的克劳斯工艺、尾气处理技术以及生物脱硫技术等,这些新技术在提高硫磺回收率、降低环境污染方面表现出较好的效果,但同时也伴随着设备投资和运行成本的增加[1]。
2 高含硫天然气净化处理工程技术的关键点高含硫天然气净化处理工程技术的关键在于多个环节的协同和优化,其中包括脱硫技术、脱水技术、硫磺回收技术、处置尾气技术以及污水净化技术。
脱硫技术是处理高含硫天然气的重要步骤,它直接关系到后续处理过程的效率和安全性。
脱硫技术主要包括物理和化学方法,其中化学方法因其较高的脱硫效率而被广泛采用,然而,这些方法往往伴随着高能耗处理等问题,因此,开发新型高效、低能耗的脱硫材料和技术是当前的研究热点。
其次是脱水技术,这一步骤对于防止管道腐蚀和冰堵非常关键,传统的脱水方法包括吸附和冷却凝结等,但这些方法往往存在能耗高和处理效率不足的问题。
高含硫天然气脱硫工艺研究进展
高含硫天然气脱硫工艺研究进展发布时间:2023-03-22T05:36:27.949Z 来源:《科技新时代》2023年第1月1期作者:王晓龙[导读] 脱硫吸收塔是净化天然气的关键设备,天然气净化流程繁多,原料气成分复杂,涉及的原料、中间产品大部分易燃、易爆、有毒王晓龙广东政和工程有限公司广东广州510000摘要:脱硫吸收塔是净化天然气的关键设备,天然气净化流程繁多,原料气成分复杂,涉及的原料、中间产品大部分易燃、易爆、有毒;温度、内压较高容易造成容器破裂。
天然气净化厂设备分布局限,脱硫吸收塔内气体一旦发生泄漏,压缩气体会从破裂处高速喷出,在点火源的作用下,形成喷射火灾或爆炸,对相邻设备以及周围区域产生影响引发二次甚至多次事故,这就是天然气脱硫吸收塔事故后果的多米诺效应。
关键词:含硫天然气;MDEA脱硫装置;脱硫工艺;关键参数引言天然气作为一种清洁能源,在优化我国能源结构的过程中扮演着十分重要的角色。
我国从2010年开始逐渐提高了天然气在能源结构中的比重,预计后期天然气的消费量将会呈现出逐渐升高的趋势。
我国的天然气资源储量十分丰富,而近年来新增勘探开发的气田中酸性气田的占比达到了50%以上,主要分布在四川盆地等区域。
据有关统计显示,我国目前已探明的酸性天然气资源储量在6×1012m3以上,能够为我国的能源安全提供可靠的保障。
1含硫天然气的生成井口天然气的主要成分为CH4,但其中也包含了一些需要被除去的杂质,如水蒸气、H2S、CO2、He、N2和其他化合物[。
天然气中的H2S主要来源于自然形成和开采两个过程,其中自然形成是生成H2S的主要环节[。
在自然形成过程中,有机硫主要通过氧化、水解作用降解生成H2S;无机硫通过微生物作用生成有机硫,进而在腐败作用下生成H2S;结合热化学还原作用,形成H2S。
天然气开采过程中也会形成部分H2S,主要来源于钻井作业中岩浆喷涌上升过程中产生H2S、集输管道中的微生物滋生形成的H2S等。
高含硫天然气集输与处理技术研究
高含硫天然气集输与处理技术研究摘要:中国的高含硫气藏储层主要以海相碳酸盐岩储层为主,具有埋藏深、地质条件复杂、高温高压、高含 H2S、高含 CO2等特点。
中国高含硫天然气产量约占现已探明天然气产量的30%,成为天然气产能的中坚力量。
针对高碳硫比、含有机硫天然气的净化,形成以醇胺法脱硫脱碳、砜胺法脱硫脱硫醇、活化 N-甲基二乙醇胺(MDEA)法脱碳为主的特色技术,研发出具有自主知识产权的中国石油硫磺(China Petroleum Sulfur,CPS)回收工艺,降低了催化剂的反应温度,保证了催化剂再生温度的稳定,降低了单质硫分压,硫磺回收率超过99.4%,满足了大型、中型、小型(单线规模 10~800 t/d)不同系列硫磺回收需求,实现了中高含硫气田天然气净化技术的全面国产化。
关键词:天然气;高效能源;高含硫;资源供需天然气作为一种清洁高效能源,在世界各地得到迅速开发利用,逐渐成为全球主要能源之一。
进入21 世纪,中国天然气开采步入快速发展期,形成了以川渝产气区、鄂尔多斯产气区、青海产气区、新疆产气区为主的 4 大产气区,2020 年全国天然气产量达到1 925×108 m3。
其中川渝产气区天然气H2S 的体积分数普遍高于 5%,属于高含硫天然气。
中国高含硫天然气产量约占现已探明天然气产量的30%,成为天然气产能的中坚力量。
随着普光、元坝等高含硫气田建成投产,中国已形成一套完整、安全的地面集输与处理技术。
在国家工程“川气东送”建成投产后,高含硫天然气经集输处理达标,可为江苏、浙江、上海等沿线城市及终端用户提供充足气源,对缓解西部与东中部地区能源资源供需矛盾具有重大的现实意义。
1中国高含硫气藏开发概况中国的高含硫气藏储层主要以海相碳酸盐岩储层为主,具有埋藏深、地质条件复杂、高温高压、高含 H2S、高含 CO2等特点。
在开发初期,缺乏成熟的集输和处理技术,安全生产和应急处置面临一系列难题:①由于天然气中 H2S(有剧毒)含量高且开采压力高,致使开采风险大;②气田集输系统具有点多线长、高差大、建设难度大等特点;③含硫天然气净化处理工艺无成熟工艺包可用,关键脱硫药剂依赖进口;④高含硫天然气管道建设缺少管材选择、腐蚀控制与监测等方面的针对性技术,难以应对高含硫天然气强腐蚀性特点;⑤高含硫天然气泄漏监测技术不成熟;⑥高含硫气藏所在地具有地形复杂、人口密集的特点,使得应急处置、紧急疏散等工作的开展难度较大;⑦高含硫气藏的集输系统、净化系统、外输系统之间管容量小,缓冲余地小,生产控制相对独立,增加了联锁控制难度。
探究天然气净化厂含硫尾气处理自主技术成功应用
探究天然气净化厂含硫尾气处理自主技术成功应用摘要:针对天然气净化厂含硫尾气处理自主技术成功应用,本文首先提出了现阶段我国尾气排放现状,其次提出了天然气净化厂含硫尾气处理自主技术创新优势,最后提出了天然气净化厂含硫尾气处理自主技术工业化优势,旨在促进我国天然气净化厂的可持续发展,使得国内天然气净化厂排放的尾气能够充分满足国家规定标准要求。
关键词:天然气净化厂;含硫尾气处理;含硫尾气处理自主技术;硫磺回收工艺;尾气排放引言目前,我国在生产天然气的过程中,其中最为关键的构成之一就是含硫天然气,在市场中也占据较高份额。
与此同时,含硫天然气要想能够符合国家相关规定标准,转变成商品天然气,就需要经过净化处理。
在处理环节中,为了能够实现达标排放的目标,就需要对硫磺进行回收,以及处理尾气。
近几年,社会经济的快速发展,一定程度上对生态环境造成了危害,人们逐渐提高保护环境以及生态的意识,由此,制定了关于天然气净化厂回收硫磺以及对尾气进行处理的标准要求。
现阶段,国内部分天然气净化厂,对硫磺回收以及尾气处理设备装置进行升级适当的升级改造,从而使得排放的尾气能够满足标准。
一、现阶段我国尾气排放现状(一)尾气处理工艺应用现状现阶段,国内以及国外的天然气净化厂,采用的硫磺回收工艺都是Claus法。
如果不采用此种方法对尾气进行处理,想要提高硫回收率,强行对尾气进行处理,则可以采用延伸类Claus法以及尾气处理工艺。
针对潜硫量较低的气体,则通常可以采用转化法工艺进行脱硫处理,或者进行硫磺回收处理。
目前,我国具有多套天然气净化厂硫磺回收装置,由于酸气浓度同设计规模具有较大的差异,因此在选择硫磺回收工艺过程中,也具有较大差异性。
现阶段,根据我国天然气净化厂情况来看,通常采用的硫磺回收装置工艺方法有四种:第一种为常规Claus类;第二类为延伸Claus类;第三种为Claus+还原吸收类;最后一种则为液相氧化合类。
第二类延伸Claus类天然气净化厂硫磺回收装置数量是这四种最多的,在全国总共装置数量中大概占据45%左右。
高含硫天然气净化技术现状及研究方向
化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications·199·第45卷第4期2019年4月1 高含硫天然气净化技术现状为了有效脱除天然气中的硫化氢和碳化物,国外很多国家都采用物理化学溶剂法,主要包括Sulfinol 法和Flex-sorb PS 法等。
如果这些成分的浓度过高,在进行净化处理过程中,需要采用DEA 法和MDEA 法。
为了有效提高对硫化氢的处理效率,在国外通常采用的是组合脱硫和脱碳技术。
硫磺回收技术。
在对天然气进行脱硫处理后,其中硫化氢的含量会极大降低。
含硫的天然气经过脱硫处理后,其酸气中往往会包含50%~80%的硫化氢,如果采用三级克劳斯硫磺回收装置,可以将对硫化氢的回收率提高到98%左右,各种回收副产品的量也非常少,通过与水解技术的结合,能够进一步降低其中硫的损失量。
如果天然气中的含硫量过高,在经过脱硫处理后,其中硫化氢的浓度往往较低,经常不足40%,再经过克劳斯硫磺装置的回收后,净化率依然不是很高,一般的水解技术也无法得到较好的应用效果。
2 技术研究方向脱硫脱碳技术的研究。
随着科学技术的高速发展,高含硫天然气脱硫技术也得到了飞速的发展,其中应用比较广泛的有物理溶剂法和空间位阻胺,其具体情况如下:由于硫化氢、二氧化碳、甲烷在溶解剂中的差异往往较大,物理溶剂法是利用这些物质性质的不同进行净化分离。
由于酸性气体和化学溶剂的反应热要大于其在物理溶剂中的溶解热,因此对溶剂的消耗量更少。
通过采用物理溶剂法,可以将碳化物和硫化氢同时进行脱除。
但该方法在酸度较高天然气净化中的应用还比较少,需要进一步加大在该方面的研究。
空间位阻胺-物理溶剂法是利用各种硫化氢中硫含量的不同,从而有针对性选择位阻胺、位阻胺与MDEA 联合等,其最大的优势在于再生性区别较大,腐蚀性和发泡性能也有较大的差异。
对硫磺回收技术的研究。
高含硫天然气净化技术现状及研究方向
高含硫天然气净化技术现状及研究方向随着社会经济的不断发展,天然气作为一种高效的清洁能源在当代社会的生活活动中起着越来越显著的作用。
我国天然气的制备中,在开发过程中,由于一些杂质的存在而严重形象了天然气的程度,因此也降低了天然气的燃烧率。
天然气中含一点量的硫化氢及二氧化碳,则需要对其提高净化纯度才可大范围提升天然气的使用效果。
本文对天然气的发展现状进行了详细的分析,介绍了高含硫天然气的净化技术,希望对我国未来的天然气发展有所帮助,如有不足还请指正。
标签:净化技术;现状;发展方向二氧化碳和硫化氢在燃烧后会产生大量的有毒有害物质,对周围的环境及空气造成严重污染等。
据此,必将对含硫天然气进行高纯度提炼,才可以进一步保证其的清洁性,出尽了环保型社会的发展与进步。
本文结合了高含硫天然气的净化技术的发展现状,对其存在的显著性问题进行了分析及研究,并且进一步的导出了天然气进化的发展方向。
1 高含硫天然气进化技术的发展现状1.1脱硫及脱碳的技术发展对于含有大量的二氧化碳和硫化氢的天然气来说,需进行脱硫脱碳的基本精华步骤。
当前采用最多的净化技术是物理化学溶剂法。
在其中,通常采用的办法是DEA法及MDEA法亦或者是基于MDEA所采用的配方式脱硫脱碳技术。
对于碳硫含量较多的天然气则采用其他方式如Sulfinol法及Flex-sorb PS法来进行高纯度净化。
有时天然气中的硫含量会异常增多,而相对处理后要求天然气的硫含量较低的情况下,通常采用先进的组合工艺的净化处理办法。
例如,在较常规的DEA和MDEA法的协同作用下,同时采取分子筛和硅胶吸附进行脱硫醇和脱水处理等,将达到深度高纯度的脱硫效果,促使天然气的纯度显著提高。
历经了多年的发展,我国在高含硫天然气净化技术和时间经验上取得了十分显著的提高。
然而对于目前的高含硫天然气的净化处理还存在巨大的技術障碍。
比如,在处理二氧化碳和硫化氢的含量都高于百分之二十的双高天然气时,存在着某些不足倘若采用以往的脱硫溶剂,会造成循环量大,能耗过高等问题,且无法满足天然气的纯度要求。
天然气脱硫技术及应用研究
天然气脱硫技术及应用研究天然气是近年来广泛应用的一种能源,其清洁、高效、便捷的特点备受人们喜爱。
不过,在天然气中,硫化氢、二氧化硫等有害气体的含量却较高,这不仅对环境造成污染,还有可能对人体健康造成一定威胁,因此对天然气的脱硫技术研究和应用也变得尤为重要。
一、天然气脱硫技术概述天然气中的硫化氢和二氧化硫等有害气体对环境和人体健康都有一定威胁。
因此,为了减少这些有害气体对环境的污染和人体健康的威胁,需要对天然气进行脱硫处理。
脱硫技术主要包括化学吸收法、生物脱硫法、物理吸附法、微波辐射法等多种方法。
化学吸收法主要是通过在吸收剂中加入一定量的碱性化合物(例如氨、钠碱等)使吸收剂中的SO2与硫代硫酸盐反应生成硫酸根离子和硫黄。
这种方法可以迅速去除天然气中的SO2,但生产成本较高。
生物脱硫法是利用硫酸还原菌从天然气中去除硫化氢和二氧化硫的生物过程。
这种方法可以在较宽的温度范围内进行,并且还可以使脱硫产物转变成无害的硫、硫酸钙等物质,清洁环保。
物理吸附法主要是利用介孔分子筛等材料对天然气进行吸附,然后再通过升温或者压缩降温等方法来更换吸附剂。
这种方法成本低,但吸附剂的选择和使用过程需要重视经济性和操作难度。
微波辐射法则通过微波辐射对天然气中的硫化氢进行氧化,达到脱硫的目的。
这种方法成本低、能效高、技术成熟。
但考虑到现在该技术中还存在很多待解决的问题,因此还需要进一步的优化和完善。
二、天然气脱硫技术的应用与前景当前,在工业生产、燃气供应、家庭使用等诸多领域中,天然气的需求正在逐渐增加。
因此,节能减排和环保已成为一种趋势,把脱硫技术应用到天然气生产和使用中,立足于保证生产和使用效益的基础上,减少环境污染和生产成本,减排减碳,降低企业的负担和社会的压力。
在未来,提高天然气资源的利用效率,减少环境污染、节能减排、提高环境质量将成为天然气脱硫技术的研究和发展方向,尤其是在大气环境越来越受到关注的情况下。
同时,也需要面对诸多挑战,发展可持续的脱硫技术,提高技术水平和社会层面的应用能力。
高硫醇含量天然气净化用MDEA复配溶剂的研究
高硫醇含量天然气净化用MDEA复配溶剂的研究科学技术在快速的发展,社会在不断的进步,我国的综合国力在不断的加强,为了提高MDEA脱硫溶剂对天然气中硫醇的脱除率,尝试了以二甲基亚砜、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮这三种强极性非质子物理溶剂为复配成分的MDEA溶剂。
在研究中选取了甲硫醇及乙硫醇两种典型的有机硫为研究对象,使用静态气-液两相平衡釜为工具,以带有火焰光度检测器(FPD)的气相色谱为检测仪器,考察和选取了吸收温度、气液比这两个重要的吸收参数,评价了三种复配溶剂及单纯MDEA溶剂对目标有机硫及硫化氢的脱除能力。
结果表明,二甲基亚砜、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮这三种强极性非质子溶剂均能显著提高溶剂对甲硫醇、乙硫醇的脱除率,但随着物理溶剂使用量的增加溶剂对硫化氢的脱除率呈下降趋势。
标签:甲硫醇;乙硫醇;MDEA;脱硫;复配溶剂引言对于天然气的生产与销售而言,净化过程十分重要,净化效果将会对天然气的质量产生重要影响,如果净化处理不合格,将会对销售产生重要影响,因此,天然气企业十分重视天然气的净化工作。
提高天然气净化效果的前提是对净化工艺进行专业的设计,具体是对净化过程中的每一个流程进行分析和设计。
另一方面,在天然气净化方面也具有很大的发展前景,当净化处理得当时,将会给处理单元带来更大的经济利益,综合考虑,提高净化效果对于处理单位的发展而言十分关键。
因此,在本次研究中,首先对天然气净化未来的发展前景进行简单分析,在此基础上,提出净化工艺设计的要点,为天然气净化工作未来的发展奠定基础。
1概述液化天然气供应是天然气的主要供应方式之一,目前已占到国际天然气贸易总量的30%以上。
液化天然气的生产采用降温工艺,经过节流、膨胀和外加冷源制冷等过程使其温度降到-161℃成为液体。
为保证液化天然气的产量,延长设备的使用寿命,在液化前必须对天然气进行净化处理,除去其中含有的CO2和H2S,解决低温下酸气结晶的问题,降低堵塞天然气液化设备的危险。
高含硫气田天然气处理工艺的研究
技术 。 6 . 2 焚 烧 部 分
克 劳 斯 硫 磺 回收 工 艺 经 过 百 余 年 的 发 展 , 已成 为 当
今世界上最成熟 的硫磺 回收工艺 ] 。在克劳斯反 应的热
从S C O T吸收塔塔 顶出来 的排放气和来 自硫磺 回收
反应 段 , 1 / 3的 H S在 反应 器 内按照 以下 反应 被 燃烧 成 装 置液硫 池抽 出的气 体 以及 从脱 硫装 置 闪蒸气 吸 收塔 由于尾气焚烧 炉的 S O : , 剩下 的 H2 s和 S O : 在热反应段 和催 化反应段 反应生 排 出来 的气体分 别进入焚烧 炉焚烧 ,
6 . 1 串 级 SCOT 工艺
T E G与乙二醇 、 二甘 醇等传 统醇类相 比, 虽然 T E G溶 剂 存 在再生能耗 大 , 有损失 , 易被污 染 , 氧化 生成腐蚀性 有 本 高等缺 点 , 但其 热稳定 性好 , 更 于再生 , 蒸 汽压 低 , 携
带 损 失 量 小 ] , 在 相 同 的 质 量 分 数 甘 醇 的情 况 下 , 能 获 得更 大 的露点 降H ] 。综 合 比较 各 种 醇 类 , 一般选 用 T E G 脱水 。
2 H2 S + S O2 _ 二 _ S 2 H2 O
n
最大 限度地 回收 排放废气 中的热量 , 提 高装 置 的能量 回 收率 。从焚烧炉出来 的烟气在焚烧炉余热锅炉 中被冷却 到大约 4 2 5 c C,然后进入 蒸汽过热器进一步冷却 回收热
由于 克 劳 斯 反 应 是 可 逆 反 应 , H2 S和 S O 完 全 转 化
是 不可能 的 , 并且式 ( 3 ) 反 应 中生成 的水阻碍 了转化 , 限 量 , 冷却后 的烟气 温度 为 3 0 0℃, 通 过高度 1 0 0 m 的烟 囱 制 了总硫 的回收 。实际操作 中 , 式( 3 ) 反应 H 2 S和 S O z 的 排放至大气 。 来 自脱硫 装置再生塔 的酸水 、 硫磺 回收装 置的酸水 以及尾气 处理装置 急冷 塔 的酸水 汇入酸水 收集 罐 , 在 酸 比例很难一直 维持在 2 : 1 , 因此二级克劳斯 的硫磺 回收率 6 . 3 酸水 汽 提 部分
高含硫天然气净化装置腐蚀特性研究
高含硫天然气净化装置腐蚀特性研究引言高含硫天然气是一种常见的天然资源,但其中含有大量的硫化氢、硫醇等有害物质,对设备和管道会产生腐蚀作用,因此需要进行净化处理。
本文主要研究高含硫天然气净化装置的腐蚀特性,探讨其腐蚀机理和腐蚀防护方法,以期为相关领域的研究和实践提供参考。
一、高含硫天然气的腐蚀特性1.1 高含硫天然气的成分高含硫天然气中主要含有硫化氢、甲硫醇、乙硫醇等硫化物,这些有害物质会对金属材料产生腐蚀作用。
高含硫天然气中还可能存在少量的水和二氧化碳,这些气体也会加剧腐蚀的程度。
1.2 腐蚀作用机制高含硫天然气在接触金属表面时,硫化氢和硫醇等物质会与金属表面发生化学反应,形成金属硫化物。
这些硫化物会附着在金属表面并对其进行腐蚀,导致金属材料的损伤和破坏。
水和二氧化碳的存在会加速这些化学反应的进行,从而加剧腐蚀的程度。
1.3 腐蚀形式高含硫天然气对金属材料的腐蚀形式多种多样,主要包括点蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等。
这些腐蚀形式在高含硫天然气的作用下会导致金属材料表面产生不同程度的损伤和破坏,严重影响设备和管道的使用寿命和安全性。
二、高含硫天然气净化装置腐蚀特性研究2.1 实验材料和方法为了研究高含硫天然气净化装置的腐蚀特性,我们选取了常见的金属材料,如碳钢、不锈钢等作为实验材料,将其暴露在高含硫天然气环境中,观察其腐蚀程度和腐蚀形式。
2.2 实验结果与分析通过实验观察和数据分析,我们发现高含硫天然气对金属材料产生了明显的腐蚀作用,不同金属材料表现出不同的腐蚀程度和腐蚀形式。
碳钢主要出现点蚀和晶间腐蚀,而不锈钢则主要出现应力腐蚀等腐蚀形式。
2.3 腐蚀机理探讨通过对实验结果的分析,我们深入探讨了高含硫天然气对金属材料的腐蚀机理。
发现其中会涉及到硫化物的生成和金属表面的化学反应,以及水和二氧化碳等气体的存在加速了腐蚀的过程。
三、高含硫天然气净化装置腐蚀防护方法3.1 选择合适的材料针对高含硫天然气的腐蚀特性,可以选择耐腐蚀性能较好的金属材料,如合金钢、镍基合金等,以降低腐蚀的程度。
高含硫气田天然气处理工艺的研究
艺技术 ,在热 反应 阶 段 ,有三 分之一 的酸 气生 成 二氧化 硫 , 其余部分 二氧化硫 以及酸气经过催化 反应生成硫 单质 。 ( 4 ) 尾 气处理 单元 这一 装置 首先 需要 与硫磺 回收 装置 进 行 匹配 ,采用的 是还 原吸收 法 ,在与 硫磺 装置相 配合 下 ,总
两个 百分 点 ,但 是三 级反 应下 的步骤 较为 繁琐 ,且能 够提 高
的 回收 量有 限 ,同时其 处理单 元 的设置也 相对较 为繁 复 ,因
1处 理工 艺 流程 简介
此 ,一般情况下都会采 用二级克劳斯来实现硫磺 回收处理 ,以 总 体来 讲 ,在落 实这 一工 艺的过 程 中 ,共需要 经过 如下 在实现近百分之九十 四回收 率的同时 ,实现 固体硫 的获得 以及 的流程 :将 含硫 原料 气 进行 脱硫 处理 ,在 脱硫 单元 中 ,酸气 实现 对酸 气这一 尾气 的处 理 。这 一工 艺技 术的发 展至 今 已有 进 入 硫磺 回收单 元 ,然 后再 经过 尾气 处理 实现 排放 ,而 所产 生 的 湿净化 气进 入 脱水单 元 ,进 而获得 相 应 的合格 产 品。其
得到H S,然后以冷凝进 行脱水处理 ,再 经 由MDE A进行有选 ( 1 ) 脱 硫单 元 这 一单 元 主要 是 将原 材料 中所含 有 的H, s 择性 的吸收 ,其余部分 的酸 气经过 焚烧进行排放 ,其 中的富胺 和 部分 C O: 进 行脱 除 处理 ,在 实 际落 实该 工 艺的 过程 中 ,基 液会进入到脱硫装置 中,实现酸 气的吸收 ,汽提硫酸水后经过 于 硫含 量较 高 ,所 以 以S u l f i n o l -M这 一溶 液来 实现 ,且 处理 脱硫 单元进行 回收 。这一工艺能够将 二氧化硫的排放量 降至最 后 的脱 硫效 果能 够满 足相 应要 求 。具 体 来讲 是借 助MD E A的 低 ,因此 ,在尾气净化处理技术 中被 广泛 应用 ,与此 同时 ,这 碱性 属 性 ,经过 与酸 性 气体 的化 学反应 ,能 够 实现 脱硫 ,但 技 术的应用不仅所需成本 费用 低 ,同时相应的装置并不需要 是 ,因为这 一碱 性物 质 自身 的性 质 ,其 只能 够有 选择 性 的吸 大量的 占地 面积 ,因此 ,工艺 装置 的落实 相对 较为 容 易 ,能 收 H。 S;与此 同时 ,采 用这 一 工艺 技 术还 能够 以其 物 理机 制 够 实现规模效 益与环境效 益的并获 。 来 实现对酸 气的有效 溶解 。因此 ,采用这一 处理工艺能够 比单
高含硫天然气净化装置腐蚀特性研究
高含硫天然气净化装置腐蚀特性研究摘要:高含硫天然气是一种常见的天然气,其中的硫化氢和二硫化碳等有毒物质使其具有较强的腐蚀性。
因此,在对高含硫天然气进行净化过程中,需要考虑腐蚀问题。
本文通过对高含硫天然气净化装置腐蚀特性的研究,提出了一些预防和控制腐蚀的方法。
一、概述1、普通钢材硫酸盐腐蚀:在高含硫天然气净化装置中,水在加热过程中会形成硫酸,而硫酸是一种强酸,具有强烈的腐蚀性。
在净化过程中,硫酸会与钢铁材料反应,产生一些硫酸盐,从而引发钢铁材料的腐蚀。
这种腐蚀现象在加热器和换热器中较为常见。
2、气液相接触腐蚀:在高含硫天然气净化装置中,气态流体和液态流体有时会发生接触,形成气液界面。
在这个界面上,气体中的有毒物质如硫化氢和二硫化碳等会与溶解在液态流体中的金属离子发生反应,从而引发腐蚀现象。
3、高速涡流腐蚀:高速涡流是指在管道中,流体由于管道的弯曲或收缩等几何构造造成流道的缩小,从而使局部形成高速涡流。
因为高速涡流附近空气流速快,所以空气中的氧气与涡流中的流体容易发生化学反应,从而引发腐蚀现象。
4、焊缝腐蚀:在高含硫天然气净化装置中,由于焊接不良或钢材中含有其他杂质等原因,容易发生焊缝处的腐蚀现象。
这种腐蚀现象往往在焊接接头附近发生。
为了预防和控制高含硫天然气净化装置的腐蚀,需要采取以下防护措施:1、选用合适的材料:为了防止钢材的硫酸盐腐蚀,必须选用具有耐腐蚀性的材料,如不锈钢等。
2、控制水质:水是硫酸盐腐蚀的主要来源,因此,控制水质是防范腐蚀的关键。
可以采用去离子水等方法,减少水中硫酸和其他离子的含量。
3、采用防腐涂层: 对高含硫天然气净化装置的金属表面进行防腐涂层处理,防止钢铁材料因与硫酸盐等酸性物质反应而腐蚀。
4、增加流速:在管道中增加流速能够使气液界面小,从而减少气液接触,降低腐蚀的风险。
5、定期检查和维护:对高含硫天然气净化装置进行定期检查和维护,及时发现和修复腐蚀部位,防止腐蚀现象进一步扩大和加剧。
天然气脱硫技术研究与应用
天然气脱硫技术研究与应用发布时间:2022-10-12T07:34:31.438Z 来源:《当代电力文化》2022年6月11期作者:董微[导读] 天然气中的硫化氢含量很高。
为了保证天然气的安全使用,在天然气开采过程中,硫化氢的脱硫是一种常用的方法。
在某些地区,硫化氢是一种高浓度的有毒气体。
董微陕投集团陕西渭河发电有限公司陕西省咸阳市 712085摘要:天然气中的硫化氢含量很高。
为了保证天然气的安全使用,在天然气开采过程中,硫化氢的脱硫是一种常用的方法。
在某些地区,硫化氢是一种高浓度的有毒气体。
在高浓度下,硫化氢会对人体造成短期的威胁,同时也会对输气管线造成一定的腐蚀。
因此,有必要采用天然气脱硫技术。
在现有的天然气脱硫技术中,采用湿式和干式两种方式进行脱硫,能有效地减少天然气中的硫化氢,保证天然气的安全生产和使用。
关键词:天然气;脱硫技术;技术研究;技术应用硫化氢是一种无机化合物,化学式为H2S。
通常,这是一种无色、可燃性的酸性气体,在低浓度时会散发出难闻的气味。
有一股难闻的味道,但是当它的密度大的时候,它就没有了。
这是一种毒性极强的剧毒气体。
吸入少量的高浓度的硫化氢会导致短期死亡。
低浓度的硫化氢会损害眼睛,呼吸系统和中枢神经系统。
若含硫的气体中含有一定数量的硫化氢,会对生产和人们的安全造成威胁。
为保证气体中的硫化氢达到标准(H2S≤),必须对天然气进行脱硫处理,以避免因硫化氢引起的管线及设备的腐蚀。
1天然气脱硫技术应用现状随着中国天然气需求量的增长,国家对脱硫技术的要求也日益提高,对天然气的净化能力提出了更高的要求。
首先,天然气原料气的品质日趋复杂,对脱硫工艺提出了更高的要求。
随着我国经济的快速发展,我国天然气的年生产规模不断扩大,年均年均增速达10%以上。
当前中国不仅对气井进行了大量的开发,而且对新气田的开采也在不断增加,使得天然气的品质变得更加复杂。
另外,由于目前国外已开发的气田大都含有机硫,所以在处理天然气过程中要解决的关键问题就是如何使烃类的流失达到最小。
高含硫天然气净化技术现状及研究方向解析 张宏斌
高含硫天然气净化技术现状及研究方向解析张宏斌摘要:针对高含硫天然气净化技术应用现状,进行科学化的分析,并简要介绍分析高含硫天然气净化技术现状与研究方向的重要性,提出高含硫天然气净化技术研究方向,能够减少生态环境污染,提升天然气的利用率,希望可以为有关人员提供良好的帮助与借鉴。
关键词:高含硫天然气;高含硫天然气净化技术由于环境污染问题的日益加剧,天然气等清洁能源需求量不断提升,天然气开采环节,受到多种因素影响,其内部包含一定量的硫化氢与二氧化碳,若没有及时处理,会对周围生态环境产生不利影响。
鉴于此,本文重点研究高含硫天然气净化技术的应用现状与发展方向。
1分析高含硫天然气净化技术现状与研究方向的重要性因为天然气当中含有硫化氢与二氧化碳,燃烧后,会产生一系列物质,对四周的生态环境产生一定污染,需对其进行一系列净化处理。
国家有关部门针对天然气净化技术提出较高要求,天然气净化标准提升,二氧化碳标准由之前的3.0%降低到2.0%,总硫含量由之前100.0mg/m3降低到60.0mg/m3。
硫磺回收与尾气处理装置所排放尾气,其二氧化碳含量由原来的960.0mg/m3降低奥500.0mg/m3。
通过分析高含硫天然气净化技术应用现状与研究方向,能够更好的提升天然气净化效果,减少环境污染。
在天然气生产过程当中,天然气净化占据重要作用,对天然气后续使用环保性能有较大影响。
伴随时间的不断进步,高含硫天然气净化技术取得长足进步,新型的高含硫天然气净化技术不断涌现,故有关人员要结合实际需求,进行科学的选择[1]。
2高含硫天然气净化技术现状与研究方向2.1高含硫天然气净化技术现状2.1.1脱硫脱碳技术现状针对含有一定量硫化氢与二氧化碳的天然气来讲,对其进行脱硫与脱碳处理尤为重要。
现阶段,使用最多的净化技术为物理化学溶剂方法,此方法主要分为三种,分别是DEA方法、MDEA方法与基于MDEA配方的脱硫脱碳溶剂技术。
如果天然气的含硫量特别高,或者二氧化碳含量过高,通常需要采用Flex-sorbPS方法进行净化处理。
天然气脱硫技术的研究与应用探索
天然气脱硫技术的研究与应用探索脱硫是指除去天然气中的硫化氢(H2S)和二硫化碳(CS2),使天然气达到国家标准中允许的硫含量要求。
天然气中的硫化物会在燃烧过程中生成二氧化硫(SO2),对环境和人体健康都造成严重的危害。
因此,天然气的脱硫工艺技术的研究与应用显得尤为重要。
一、传统脱硫技术1. 化学吸收法化学吸收法是目前应用最广泛的脱硫技术之一。
通过将天然气与碱性溶液接触,利用硫化氢与碱溶液中的碱金属形成可溶的盐来达到脱硫的目的。
该方法具有技术成熟、设备简单、操作方便的优点,但也存在缺点,如对碱液浓度要求较高,且脱硫剂的再生与废液处理都面临一定的技术难题。
2. 催化氧化法催化氧化法主要通过氧化剂催化二硫化碳和硫化氢的氧化反应,将其转化为SO2。
在催化剂的作用下,气相中的硫化物被氧化成硫酸气,并与催化剂形成氧化硫(SOx)。
虽然催化氧化法具有高效、反应速度快的特点,但需要提供大量的氧化剂,并且催化剂的寿命有限。
二、新型脱硫技术为了克服传统脱硫技术的缺点,近年来研究人员不断探索新型脱硫技术,并取得了一些突破性的进展。
1. 生物脱硫技术生物脱硫技术是利用特定微生物将硫化物转化为元素硫或硫酸盐的一种脱硫方法。
此方法具有环保、低耗能等优点,且对天然气品质的要求较低。
但其成本较高,工艺较为复杂,需要研发高效稳定的脱硫微生物。
2. 吸附脱硫技术吸附脱硫技术是利用吸附剂吸附天然气中的硫化氢,将其从气流中剥离出来。
吸附剂通常为具有高吸附容量和选择性的材料,如活性炭和金属有机骨架材料(MOF)。
吸附脱硫技术具有高效、无二次污染、易于实现连续生产等优点,但吸附剂的再生和废弃物处理仍然是一个挑战。
三、天然气脱硫技术的应用探索天然气脱硫技术的应用领域非常广泛,包括工业燃气供应、电力行业、化工工艺、石油化工等。
各种脱硫技术根据不同行业的需求进行优化和适用性改进。
例如,在天然气供应行业,随着天然气需求的快速增长,对天然气质量的要求也越来越高。
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高含硫天然气净化技术应用研究
发表时间:2018-04-04T10:39:20.197Z 来源:《建筑学研究前沿》2017年第31期作者:鲁金孝[导读] 本文从高含硫天然气净化技术的现状入手,以普光气田为例,探究高含硫天然气的实际应用情况。
长庆油田分公司第一采气厂第四净化厂陕西延安 716000 摘要:天然气净化技术一直是行业核心研究对象,它对于现代社会消耗量极大的天然气能源的使用具有重大意义。
但伴随着天然气田的广泛开发,大量高含硫的天然气混杂其中,这些有毒气体根本无法满足社会和民众的使用需求,因此有必要采取科学高效的方法来对高含硫天然气进行净化操作,以适应行业的发展要求并妥善应用于实际生产生活中。
本文从高含硫天然气净化技术的现状入手,以普光气田为例,探究高含硫天然气的实际应用情况。
关键词:高含硫天然气净化技术应用研究随着现代社会对于环保意识的不断提升,人们对于生活质量的要求也越来越高,而天然气作为广泛使用的能源,其含有的大量污染物质给生存环境带来了巨大负面影响,所以相关的净化处理势在必行。
根据行业标准,现有的天然气对于含硫总量的规定为60mg/m3,同时,对来自于尾气排放装置和硫磺回收过程中的二氧化硫含量的规定为500mg/m3,这些硬性规定给天然气净化工作带来了极大挑战,所以有必要进行深入研究。
一、高含硫天然气净化技术的现状(一)对硫磺回收技术的分析
高含硫天然气的一个显著特点就是:成分复杂且硫化氢或二氧化碳含量较高,硫磺回收技术正是根据这一特点进行脱硫处理,以有效降低硫化氢含量,同时形成酸气。
通常情况下,硫化氢含量越多,硫磺回收装置进行脱硫的效果越好,并且生成的难以转化的副产物也较少,继而导致二氧化硫在尾气中的排放量也随之降低。
一般来说,行业多采用三级克劳斯硫磺回收装置对含硫量处于中低层水平的天然气进行脱硫操作,这样得到的二氧化硫含量大致在50%~80%之间,硫磺回收率可以达到97%,含硫副产物的量控制在0.2%以内。
更进一步,如果将硫磺回收装置与水解技术进行结合使用,可以将硫的损失降到更低水平。
考虑到我国大部分油气田开发中硫化氢和二氧化硫的含量较高,为了提升天然气的净化水平以及增加硫磺的产量,必须对硫磺回收装置和脱硫过程进行持续、细致的研究,以提高硫磺的回收率。
以年产量为100×108m3的天然气为例,其硫化氢含量在20%左右,现有的净化装置使得尾气排放中的二氧化硫含量高达5000t左右,远远不能满足行业规定和社会对环境保护的要求。
有鉴于此,环保部门对于规模较大的高含硫天然气净化厂进行了重点监控,目的就是要优化硫磺回收技术,提升其回收效率。
(二)对脱硫脱碳技术的分析
对高含H2S和CO2的“双高”天然气进行脱硫脱碳操作的常用方法是甲基二乙醇胺法(MDEA)或二乙醇胺(DEA)法之类的化学溶剂脱硫法,也有基于MDEA技术而研制出的脱硫脱酸溶剂法。
举例来说,俄罗斯某气田开发出的天然气中硫化氢含量在20.8%~22.7%之间,二氧化碳含量在17.8%~21.6%之间,该天然气加工厂混合使用了MDEA法和DEA法,通过两种化学溶剂的结合使用来弥补单一技术存在的不足之处,从而形成一个全新的脱硫脱碳技术,使得天然气净化量每天稳定在500×104m3左右;再比如加拿大某气田开发出的天然气中硫化氢含量和二氧化碳含量约在10%左右,且伴随一定的有机硫。
这种情况下由于天然气中的有机硫含量较高,所以该天然气加工厂基于MDEA法和DEA法的混合使用,配合硅胶吸附器来进行脱硫操作。
这样的改进措施使得原有的脱硫装置运行效果更好,还由于分子筛和硅胶吸附器等装备的加入,使得含硫有机物被快速脱除,从而实现高效的天然气净化操作。
二、高含硫天然气净化技术的应用以普光气田的天然气净化厂为例分析高含硫天然气净化技术的实际应用过程:(一)设置基本的联合装置
一套完整的联合装置由两个完全相同的系列组成,每一个系列都包含天然气脱硫、硫磺回收、尾气处理、天然气脱水、酸水汽提等单元,其中后两个单元是共用的。
普光净化厂使用了六套这样的联合装置,既优化了整个净化过程的运行、管理和维护工作,又因为天然气脱水单元和酸水汽提单元的共同使用而降低了成本,节约了设备用地面积,实现了节能、高效的净化理念。
(二)对有机硫产物采用气相水解法进行脱硫处理产自于普光气田的天然气中有机硫产物的含量为340.6 mg/m3,这其中包含绝大多数的羰基硫和极少量的硫醇。
因此,脱硫工作主要针对羰基硫(COS),所采用的方法为气相水解法,所涉及的技术是气相固定床水解专利技术。
COS在气相固定床反应器中,受到催化剂的作用水解为H2S和CO2,且都能被MDEA吸收脱除。
根据实际运行反馈,COS脱除率在水解温度为121~129℃时,可实现接近完全脱硫的状态,使得净化气中的含硫总量小于70 mg/m3。
可以看出,气相水解法比常规的物理溶剂吸收法的脱硫效果更好,原因在于前者不需要加入新溶剂,也不需要增设相关的再生装置,简化了操作步骤并节约了投资成本。
(三)利用两级吸收——级间冷却技术进行脱碳处理由于所开发出的天然气中存在8%~10%左右的CO2,且行业要求只需部分脱除,因此使用两级吸收——级间胺液冷却专利技术进行对CO2吸收的控制。
具体来说,是以一级、二级主吸收塔为装置主体,通过加入级间冷却系统来降低胺液进入一级吸收塔时的容器温度,从而抑制CO2的吸收,并且增强H2S的吸收。
这种方法的好处是:部分CO2被吸收塔留在经处理后的天然气中,使得胺液循环量和由再生所生成的酸气量有所降低,从而节约了装置的能耗。
根据实际运行反馈,胺液对CO2的选择性吸收在胺液冷却温度为38~39℃时达到最佳,此时得到的净化天然气中CO2含量稳定在2%左右。
(四)利用串级吸收——联合再生技术对尾气进行脱硫处理上述净化操作中,在脱硫和尾气处理单元使用了MDEA溶液进行吸收,但尾气处理单元中H2S的含量并不高,因此使用串级吸收——联合再生技术将尾气吸收塔底部的半富胺液运输到脱硫单元的一级主吸收塔进行串级利用,以提升溶剂的使用效率并降低胺液总循环量。
这种方法的好处是:只需要一套胺液再生系统即可满足运行,降低了能耗并减少了投资费用。
(五)使用能量回收设备来节约能源
当富胺液从一级主吸收塔底流出时会达到一个很高的压力,且伴随一定量的烃溶解在里面,因此必须进行降压操作以使得富胺液进入再生塔之前将溶解的烃闪蒸出来。
考虑到在进行降压过程时会释放较多能量,所以采用了液力透平这样的装置来回收这部分多余能量,同时可以有效减少用电耗能。
(六)利用液硫深度脱气技术处理高浓度H2S
在硫磺回收过程中产生的液硫,伴随着温度不同会含有浓度很高且不同的H2S气体,该气体有可能对后续的加工和运输过程造成危险。
因此采用了液硫深度脱气技术将液硫循环流动于液硫池的三个不同分区中,经过冷却器的冷却操作和脱气喷射器的机械搅拌操作使得溶解在液硫中的H2S得以释放,并经抽空器输送到尾气焚烧炉进行焚烧处理。
(七)改进加氢还原吸收环节
在尾气处理环节需要大量氢气,但天然气净化厂一般不具备专门的氢气源,因此使用在线加热炉装置实现次氧化反应,从而为加氢还原吸收环节提供必需的气体和热源。
经过一系列技术的应用,对于高含硫的天然气以及“双高”天然气都能进行良好的脱硫操作,满足了天然气的净化标准,也符合了净化厂的要求。
总结
通过对高含硫天然气在普光气田净化厂中的净化过程进行分析,可以看出当下净化技术的有效性和实用性,这对于行业的发展和环境的保护都具有普遍意义。
希望本文能对天然气净化领域产生良好的推动和借鉴作用,引起人们的重视,通过对相关技术的不断改进来更进一步地实现高效净化,在满足经济效益的同时减少对环境的污染。
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