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)与直接转化法(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与低温分离法等。

(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、运行操作要求等都就是天然气脱硫工艺的选择依据。目前,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,根据具体情况进行技术经济比较,最终确定天然气的脱硫脱碳方法。图1 与图2 分别表示了原料气中酸气分压与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

某项目天然气组分与参数如下:

表1 原料气组分表

表2 原料气工艺参数表

由表可知,本工程的特点就是含硫量低,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

氧化铁固体脱硫就是典型的干法脱硫工艺,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,除去固体杂质与游离水后,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与气流带出的脱硫剂杂质后输出。