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浅析 | 天然气脱硫

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学社技术 发表于 2019-8-7 08:35 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
天然气作为一种清洁能源随着需求量越来越大,但在开采过程许多气井往往含有硫化氢成分,硫化氢会造成设备及管道腐蚀,污染环境,对人身体健康有危害,从而影响了天然气集输、处理及使用。随着科学技术的发展,天然气脱硫技术的广泛使用很好的解决了这些问题,但同时天然气净化处理成本也相应的增加。天然气脱硫技术有许多种,需要优选最佳脱硫技术,以最少的投资获得最佳的效益。本文主要对两种脱硫技术进行简要论述,分析优缺点,提供参考。  
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' T5 D  S8 C) P' ]( T4 z# k1 引言   
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目前,国内外主要用于工业生产的脱硫技术有:干法(物理)脱硫、生物脱硫和湿法脱硫三大类。湿法脱硫包括吸收法和湿式氧化法,湿法脱硫以醇胺吸收为代表的化学吸收法已在工业中大量应用,将气体中的 H2S 转移至液相,从而使气体得到净化。生物脱硫技术,在微氧条件下,将 H2S 氧化成单质硫和 H2SO4,目前生物脱硫技术还不成熟。干法脱硫技术则包括氧化铁法、活性碳法、分子筛法、离子交换法、膜分离法、生化法等,目前工业上小规模天然气脱硫处理应用最广泛为是干法变压吸附技术,全电脑控制,自动运行,还可实现自动切除故障塔,从而实现长周期安全运行。 * _% w% f8 q4 e4 l! q
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2  脱硫方法介绍及优缺点对比 & K0 d& ?0 K1 t6 ]0 d6 ~
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2.1  脱硫方法介绍   6 Q1 Z: L) `# s4 ]# D. k/ ?1 g" S

0 X) O4 o: N. \3 l3 X4 J" j# Y(1)无定形羟基氧化铁(干法)。特点:具有脱硫精度高、硫容高、强度好、可无人值守的特点,被广泛应用于天然气、合成气、沼气、煤气、煤层气及各种化工含硫物料中H2S的脱除;无定型羟基氧化法脱硫为反应法脱硫,无法控制脱硫深度,为精脱工艺,随着脱硫剂的饱和,脱硫塔穿透,脱硫效果会明显下降,净化天然气中的H2S含量也会急剧上升,需及时更换脱硫剂。   + Z0 `7 O0 w  U% M- z0 G$ c
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反应机理:FeOOH+2H2S → FeSSH+2H2O
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" b- n6 k7 |! Z6 O工作硫容:≥ 35%(W);   
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主要设备:1 台预处理分离器、1 套撬装化脱硫装置。  
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(2)复合脱硫剂(R-X)(湿法)。特点:复合脱硫剂体系在吸收塔中与 H2S 和硫醇等有机硫反应,形成牢固的硫化物,形成脱硫剂的富液;富液进入再生塔后与空气充分混合,在复合催化剂的作用下快速再生生成硫磺,贫液循环使用;具有反应速度快、选择性好、稳定、腐蚀性小的特点,需有人值守。   2 z- M6 V% F' E* F/ r  ~  [. t

2 u( C+ u$ [! V: h4 r* `, w反应机理:R-X(复合脱硫剂)+H2S → R-HS-HX 吸收反应+ j( J: ?( `' q; ~- o& Z

6 h% o$ ]6 X" p4 L: FR-HS+HX+O2 → R-X-H2O+S 再生反应
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工作硫容:30% ~ 50%(W);   ! Y9 X( `2 A; ^! i3 ~3 [3 M( z

8 ^5 v3 c, i: B4 {. Y主要设备:吸收塔、再生塔、捕硫槽、贫液泵、鼓风机、闪蒸罐、补水罐、气液分离器、硫磺储存设置等。 ' M4 _6 x  y& ?$ b8 f
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2.2  脱硫方法优缺点对比   
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) J& {  H, U* f% e$ Q8 m通过比较,湿法氧化法脱硫脱硫效率高,可将 H2S 一步转化为单质硫,但廉价、高效、易再生、组成简单、稳定性好的脱硫剂是湿式氧化法发展的难点。湿法工艺脱硫负荷高,工艺流程及辅助系统复杂、投资高、能耗大、人员管理成本高。湿法脱硫吸收法本文没有重点进行叙述,吸收法本质上是对气体中的 H2S 进行提浓,该法工艺本身存在腐蚀、溶液降解及发泡等操作困难。干法脱硫工艺具有流程及辅助系统简单,撬装化程度高、占地面积小、便于搬迁、操作弹性大、脱除程度高、能耗小、投资低等优点,特别适用于气体精细脱硫。干法工艺大多是利用固体脱除剂吸收或者是转化作用,将硫化氢变成单质硫或者形成其他固体化合物。
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( h6 h1 h' [! X! D  R9 }3  结语   
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: @/ u3 z) F8 S2 ~( {6 H: A  i通过上述对两种脱硫方法的优缺点对比,可以看出现有的脱硫技术还需要随着科学进步不断发展改进,才能满足现有天然气净化处理需求。天然气开采与储运也会促进现有脱硫技术的不断改进从而达到更好的效果。脱硫技术种类较多,但根据生产需要,要尽量选用干法方法脱硫,干法方法脱硫不但能耗小,而且污染少,节约成本。降低能耗、操作简单、操作费用低是结合现状脱硫技术未来仍继续发展的方向。
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