天然气脱硫工艺
天然气脱硫工艺技术课件(PDF 36页)
DGA
60
3.5
0.25
35.75
180
37,800!
DEA
25
3.47
0.62
35.98
130
27,100
SNPA-DEA 25
1.96
1.1
63.84
130
15,3001
MDEA
35
3.48
0.5
35.92
120
25,100.
K2CO3
30
6.25
0.3
20.02
60
22,500
⑶各种胺法及砜胺法的工艺特点
天然气脱硫工艺技术
天然气脱硫工艺技术 天然气净化的目的是脱除含硫天然气中的 H2S、CO2、水份及其它杂质�如有 机硫等��使净化后的天然气气质符合 GB17820-1999《天然气》国家标准� 并回收酸气中的硫�且使排放的尾气达到 GB16297-1996《大气污染物综合排 放标准》的要求。天然气净化工艺一般包括脱硫、脱水以及硫磺回收和尾气 处理等几个环节。 一、天然气脱硫脱碳 1、按照脱硫脱碳工艺过程本质可将其分为化学反应类、物理分离类、化学物 理类及生化类等。 化学反应类�包括胺法�对不同天然气组成有广泛的适应性�、热钾碱法�宜 用于合成气脱除 CO2�、直接转化法�适用于低 H2S 含量的天然气脱硫�也可 用于处理贫 H2S 酸气�、非再生性方法�适用于天然气潜硫量很低的工况�等。 "物理类�包括物理溶剂法�适用于天然气中酸气分压高且重烃含量低的工况�、 分子筛法�适用于已脱除 H2S 的天然气进一步脱除硫醇 13X 和 5A�、膜分离 法�适用于高酸气浓度的天然气处理�可作为第一步脱硫脱碳措施�与胺法 组合是一种好的安排�、低温分离法�系为 CO2 驱油后的伴生气处理而开发的 工艺�等。 化学物理类�包括化学物理溶剂法�适用于天然气中有机硫需要脱除的工况� 高酸气分压更有利�但重烃含量高时不宜用�等。 生化类�包括生化法�尚待进一步发展�适用于低 H2S 含量的天然气脱硫� 等。
天然气脱硫脱碳工艺综述
天然气脱硫脱碳工艺综述天然气是一种重要的能源资源，但其燃烧产生的二氧化碳和二氧化硫等有害气体对环境和健康产生了很大负面影响。
因此，天然气脱硫和脱碳技术的研究和应用具有重要的现实意义。
本文将对天然气脱硫和脱碳技术的原理、装置和应用现状进行综述。
一、天然气脱硫原理天然气脱硫主要是针对其中的硫化氢和二硫化碳两种有害气体进行去除。
常用的脱硫工艺包括物理吸收法、化学吸收法、催化氧化法和生物脱硫法。
1. 物理吸收法物理吸收法利用了溶剂（例如脱硫盐酸溶液）与硫化氢和二硫化碳之间的物理吸附作用，在气液接触器中将气体和溶剂进行反应达到满足要求的脱硫效果。
化学吸收法主要包括碱液吸收法和氧化吸收法。
碱液吸收法主要是利用氢氧化钠、氢氧化钾等碱性溶液，将硫化氢和二硫化碳转化为相应的盐（如硫化钠）。
氧化吸收法主要是利用五氧化二钒、高锰酸钾等氧化剂将硫化氢和二硫化碳氧化为相应的酸性气体（如硫酸），再利用碱性溶液进行中和反应实现脱硫。
3. 催化氧化法催化氧化法是将硫化氢和二硫化碳先进行氧化，再通过中和反应将其脱除。
目前常用的催化氧化剂有铜催化剂、氧化镁、氧化物等。
4. 生物脱硫法生物脱硫法是将生物法与化学法相结合，利用特定微生物（如Thiobacillus、Sulfobacillus等）将硫化氢和二硫化碳转化为硫酸和水，进而以化学吸收法进行脱除。
生物脱硫法具有成本低、操作简单等优点，已成为脱硫技术的一种前沿。
3. 膜分离法膜分离法通过逆渗透、超滤、膜蒸发等分离技术将二氧化碳和氧气分离，降低二氧化碳浓度，达到脱碳效果。
4. 化学吸附法化学吸附法是利用吸附剂（如活性炭、分子筛、聚合物）对二氧化碳进行吸附，扩大剂表面积和增加吸附位点数量，从而提高脱碳效果。
天然气脱硫和脱碳装置根据脱除目标气体不同而有所不同。
一般来说，天然气脱硫装置包括气液接触器、脱硫吸收塔、废气处理装置等；天然气脱碳装置包括气液接触器、脱碳吸收塔、反应器等。
此外，对于生物脱硫法和化学吸附法，需要特殊的反应器和培养罐进行生物培养和吸附过程。
天然气脱硫脱碳工艺综述
天然气脱硫脱碳工艺综述
天然气脱硫技术主要分为物理吸收法、化学吸收法、氧化还原法、膜分离法、氧化法等多种方法。
物理吸收法是利用溶液对二氧化硫进行吸收，利用温度、压力等条件控制反应过程。
该方法具有高度的可靠性和灵活性，抗污染性能好，但运行成本较高。
化学吸收法基于液相中酸性氧化剂的特性，通过萃取和还原甲基二硫物质来实现脱硫。
该方法成本较低，但会消耗大量氧化剂，并产生一定量的二氧化碳。
氧化还原法利用还原剂和氧化剂对气相中的二氧化硫进行氧化还原反应，其中还原剂和氧化剂均可以循环利用。
但该方法对环境影响较大，同时生成的化学物质可能对系统运行造成不良影响，需要密切关注。
膜分离法基于膜的分离性能，对天然气中的二氧化碳进行分离。
该方法适用于小规模工业生产，但不适用于大规模生产。
氧化法利用氧化剂对硫化物进行氧化，该方法具有高效、环保，但由于设备投资和运行成本高，目前尚未大规模应用。
其它一些较新的技术包括生物脱硫，利用微生物菌株等方法生物还原有害物质，特别适用于异硫化物的治理；天然气水合物法，通过将天然气水合物与硫物反应，吸收二氧化碳，解决化学吸收法中氧化剂消耗和产生二氧化碳的问题，这些新技术正在不断发展中，前景广阔。
总的来说，在天然气脱硫脱碳技术中，应根据不同的设备、生产规模等情况，结合运行成本、环境污染等因素选择合适的工艺路线。
同时，随着研究的深入，新的技术和方法也在不断涌现，这些技术的应用将更多地推动天然气行业的健康发展。
天然气干法脱硫技术
天然气干法脱硫技术1. 简介天然气是一种重要的能源资源，然而，天然气中常常含有硫化氢等硫化物，这些硫化物对环境和人体健康都有很大的危害。
因此，在天然气的生产和利用过程中，需要进行脱硫处理，以降低其对环境和人体健康的危害。
天然气脱硫技术主要包括湿法脱硫和干法脱硫两种方式。
本文将重点介绍天然气干法脱硫技术。
2. 天然气干法脱硫技术原理天然气干法脱硫技术是利用吸附剂对天然气中的硫化物进行吸附，并通过再生过程将吸附剂中的硫化物去除的一种脱硫技术。
具体的脱硫过程如下：•吸附：将含有硫化物的天然气通过脱硫装置，天然气中的硫化物被吸附剂上的活性位点吸附下来。
吸附剂通常采用金属氧化物或硫化物等材料。
•再生：吸附剂饱和后，进入再生阶段。
通过升温或吹气等手段，将吸附剂上的硫化物脱附下来，使吸附剂重新恢复吸附性能。
•循环：将再生过的吸附剂重新送入吸附阶段，继续对天然气中的硫化物进行吸附。
通过多次循环，可以实现对天然气中硫化物的高效去除。
3. 天然气干法脱硫技术优势相比湿法脱硫技术，天然气干法脱硫技术具有以下优势：•适用范围广：天然气干法脱硫技术可以适用于不同规模和不同硫含量的天然气脱硫，具有很大的灵活性。
•设备简单：天然气干法脱硫技术所需的设备相对简单，投资和运维成本较低。
•脱硫效率高：天然气干法脱硫技术可以实现较高的脱硫效率，大部分硫化物可以被去除。
•废物处理方便：天然气干法脱硫技术产生的废物较少，易于处理和处置。
综上所述，天然气干法脱硫技术在天然气脱硫过程中具有很大的优势和应用前景。
4. 天然气干法脱硫技术的应用案例天然气干法脱硫技术已经在多个国家和地区得到应用。
以下是一些典型的应用案例：案例一：美国天然气干法脱硫项目在美国，天然气干法脱硫技术已广泛应用于天然气加工和利用过程中。
通过采用先进的干法脱硫技术，可以有效减少天然气中的硫化物含量，保护环境和人体健康。
案例二：澳大利亚LNG项目在澳大利亚的一个LNG项目中，天然气干法脱硫技术成功应用于天然气的脱硫处理过程。
天然气脱硫脱碳工艺综述
天然气脱硫脱碳工艺综述天然气是一种清洁能源，燃烧产生的二氧化碳排放量相对较低，没有硫和灰等杂质。
但随着能源需求的不断增长，天然气开采和使用也带来了一系列环境问题，其中包括二氧化碳和硫的排放问题。
为了减少这些环境污染问题，天然气脱硫脱碳工艺应运而生。
本文将对天然气脱硫脱碳工艺进行综述。
Ⅰ、天然气脱硫技术1、物理吸附法物理吸附法主要通过一种或多种物理吸附剂来吸附天然气中的硫化氢和二甲基硫，并在一段时间后进行再生，使硫化氢和二甲基硫集中在吸附剂中，达到脱硫效果。
2、化学吸收法化学吸收法主要是通过将天然气与化学吸收剂接触，使硫化氢和二甲基硫与它们发生反应，形成类似于硫酸和硫醇的化合物，之后可以将化学吸收剂进行反应溶解和再生，以达到脱硫效果。
3、生物处理法生物处理法是将微生物引入脱硫系统，通过微生物代谢作用将硫化氢和二甲基硫转化为硫酸盐和硫醇，从而达到脱硫的效果。
4、催化剂法催化剂法主要是采用催化剂对天然气中的硫化氢和二甲基硫进行氧化反应，使它们转化为易于被吸附和分离的混合物。
常用催化剂包括活性氧和磷化铁催化剂等。
化学吸收法也可以用于天然气脱碳，主要是通过将天然气与化学吸收剂接触，使二氧化碳与化学吸收剂形成化合物，之后通过再生或溶解可将化学吸收剂中的二氧化碳释放出来达到脱碳的效果。
常用的化学吸收剂包括氧化铵、氨气和苏打灰等。
物理吸收法通过物理吸附剂吸附二氧化碳，达到脱碳的效果。
常用物理吸附剂包括分子筛和多孔材料等。
物理吸附法适用于天然气中低浓度二氧化碳的脱除，但需要消耗大量能量进行再生。
3、膜分离法膜分离法主要是通过选择性通透性膜，将天然气中的二氧化碳和其他杂质分离，从而达到脱碳的效果。
常用的膜材料包括聚醚、聚酯等。
Ⅲ、综合技术天然气脱硫脱碳技术综合运用可以达到更好的脱除效果，例如物理吸附法和化学吸收法的组合，可以在低浓度下达到更高效的脱除效果；催化剂法和化学吸收法的组合，可以达到更低的能耗和更好的经济效益。
天然气脱硫工艺流程
天然气脱硫工艺流程
天然气中含有大量的二氧化硫，需要进行脱硫处理，以减少对环境的污染和对设备的腐蚀。
目前常用的天然气脱硫工艺有化学吸收法、生物法和物理吸附法。
化学吸收法是目前应用最广泛的脱硫工艺，其基本原理是将天然气与一种能与二氧化硫发生化学反应的溶剂接触，溶剂中的化学反应产物与二氧化硫结合，从而实现脱硫。
整个化学吸收法的工艺流程可分为吸收、析出、再生和尾气处理四个环节。
首先，天然气进入吸收塔，与含有溶剂的吸收液进行接触。
吸收塔中通常设置有填料，增加接触面积，使天然气与溶剂充分混合。
在接触的过程中，二氧化硫会与溶剂中的一种活性物质发生化学反应，生成可溶解于溶剂中的硫化物。
接下来，通过在脱硫塔中进行适当的压力和温度的变化，使得溶剂中的硫化物从溶解状态转变为析出状态。
这样，硫化物就从溶剂中分离出来，并沉积在塔底的析出器中。
然后，对析出后的溶剂进行再生处理。
通过对析出液进行加热，溶剂中的硫化物可以再次转化为可溶解的硫化物，从而方便后续的循环使用。
经过再生处理后的溶剂可以回流到吸收塔，继续进行脱硫操作。
最后，对脱硫后的尾气进行处理。
尾气中可能还残留有少量的
二氧化硫，需要进一步处理以达到排放标准。
常用的尾气处理方法有吸收法、膜分离法和催化氧化法等。
总的来说，天然气的脱硫工艺流程是一个多环节、连续进行的过程。
通过吸收、析出、再生和尾气处理等步骤，可以有效地将天然气中的二氧化硫去除，达到环保和能源利用的双重目标。
不断的技术创新和工艺优化，将进一步提高天然气脱硫工艺的效率和经济性。
天然气脱硫原理及工艺流程
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天然气脱硫工艺
一、天然气脱硫工艺选择原则
通常情况下，规模较大的天然气脱硫装置应首先考虑采用胺法的可能性。 ①在原料气碳硫比较高时(CO2/H2S大于6)，为获得适于克劳斯装置加工
的酸气而需要选择性脱除H2S时，以及其他可以选择脱除H2S的工况， 应采用MDEA选吸工艺;在脱除H2S同时亦需脱除相当数量CO2时，可采 用MDEA和其他醇胺(如DEA)组合的混合胺法;天然气压力较低，净化气 H2S指标要求严格且需要同时脱除CO2时，可采用MEA法、DEA法或混 合胺法;在高寒或沙漠缺水地区，可选用DEA法。 ②原料天然气需脱除有机硫时通常应采用矾胺法。
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项目六 知识拓展
出废热锅炉的过程气进入一级克劳斯反应器在氧化铝催化剂作用下发生 反应式(3一6一3)。将硫组分转化为单质硫，反应器出u温度约320℃。 而后在一级硫冷凝器用锅炉给水降温到175 ℃ ，热量用来产生低压饱和 蒸汽，分离出部分冷凝的单质硫，再经过热器用中压蒸汽再加热到满足 二级克劳斯反应器入口的温度205℃，在二级克劳斯反应器中进一步转 化剩余的硫组分。反应之后的过程气约0. 14 MPa , 223℃，在二级硫冷 凝器中再次用锅炉给水降温到130℃，余热产生0. 4 MPa的低压饱和蒸 汽，低压饱和蒸汽用空冷器冷凝后返回二级硫冷凝器循环使用。在此温 度下硫的饱和蒸汽压小于0. 1 kPa，基本可以将单质硫全部冷凝。
收工艺要求酸性气中含水量低于1% (W)。因为水进入硫黄回收装置会 造成危害。
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项目六 知识拓展
酸气送入氧克劳斯燃烧器烧嘴，酸气、空气和氧气按低于化学计量比的 配比进行混合，空气由鼓风机提供，氧气来自空分装置，与酸气混合， 并在燃烧炉进行式(3-6-1)和式(3-6-2)的燃烧反应。
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项目六 知识拓展
以上反应均是放热反应，反应式(3 -6-1)、式(3-6-2)在燃烧炉中进行， 不同的工艺对温度控制的要求有所不同，在1 100℃~1 600℃内，通过 严格控制空气量的条件下将硫化氢燃烧成二氧化硫，并生成部分产品硫， 同时为克劳斯催化反应提供H2S:SO2为2:1的混合气体。
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项目六 知识拓展
出废热锅炉的过程气进入一级克劳斯反应器在氧化铝催化剂作用下发生 反应式(3一6一3)。将硫组分转化为单质硫，反应器出u温度约320℃。 而后在一级硫冷凝器用锅炉给水降温到175 ℃ ，热量用来产生低压饱和 蒸汽，分离出部分冷凝的单质硫，再经过热器用中压蒸汽再加热到满足 二级克劳斯反应器入口的温度205℃，在二级克劳斯反应器中进一步转 化剩余的硫组分。反应之后的过程气约0. 14 MPa , 223℃，在二级硫冷 凝器中再次用锅炉给水降温到130℃，余热产生0. 4 MPa的低压饱和蒸 汽，低压饱和蒸汽用空冷器冷凝后返回二级硫冷凝器循环使用。在此温 度下硫的饱和蒸汽压小于0. 1 kPa，基本可以将单质硫全部冷凝。
过程气由硫黄分离器分离出液态单质硫后送焚烧炉处理后排放。
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图3 -6-1硫回收流程框图
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Байду номын сангаас
图3 -6 -2氧克劳斯硫回收工艺流程
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项目六 知识拓展
一、天然气脱硫工艺选择原则
通常情况下，规模较大的天然气脱硫装置应首先考虑采用胺法的可能性。 ①在原料气碳硫比较高时(CO2/H2S大于6)，为获得适于克劳斯装置加工
的酸气而需要选择性脱除H2S时，以及其他可以选择脱除H2S的工况， 应采用MDEA选吸工艺;在脱除H2S同时亦需脱除相当数量CO2时，可采 用MDEA和其他醇胺(如DEA)组合的混合胺法;天然气压力较低，净化气 H2S指标要求严格且需要同时脱除CO2时，可采用MEA法、DEA法或混 合胺法;在高寒或沙漠缺水地区，可选用DEA法。 ②原料天然气需脱除有机硫时通常应采用矾胺法。
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项目六 知识拓展
燃烧炉通过控制反应温度和气体在炉中的停留时间(燃烧炉尺寸)使反应 接近热平衡。
硫回收流程框图如图3-6-1所示。 (三)氧克劳斯工艺流程 两级氧克劳斯(OXYCLAUS(r))硫回收为富氧部分燃烧工艺，处理能力可
达传统工艺的200，硫回收率在99. 6%以上。工艺流程如图3-6-2所示。 来自低温甲醇洗酸性气体经酸气分离器分离出冷凝的酸性冷凝液。硫回
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项目六 知识拓展
③原料气H2S含量低的情况。在原料气H2S含量低、潜硫量不大、碳硫 比高且不需要脱除CO2时可以考虑如下工艺:潜硫量在0. 5 ~5 t/d内，可 考虑选用直接转化法，如络合铁法、ADA法或PDS法(酞着钻磺酸盐液 相催化法)等;潜硫量小于0. 1 t/d时可选用非再生类方法，如固体氧化铁 法、氧化铁浆液法。
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项目六 知识拓展
二、克劳斯硫回收
(一)概述 克劳斯硫回收是一种重要的酸气净化和回收工艺，广泛应用于油/气田
气处理、炼油、石化、化肥和城市煤气等诸多石油化工领域，目前全世 界共有400多套装置。国内的第一套克劳斯硫回收装置始建于1965年， 在四川东磨溪天然气田建成投产。到如今国内已建成的克劳斯硫回收装 置有70余套，其中最大达到了年产10万吨(大连西太平洋石化有限公司) 的设计规模。 (二)基本原理 克劳斯硫回收工艺是1883年由Claus提出的，并在20世纪初实现工业化， 此法回收硫的基本反应如下:
利用鲁奇专有的特殊设计燃烧器，氧气和酸气一起在极高温度的火焰芯 部燃烧，同时在火焰周围引入空气使其余酸气燃烧。当接近热力学平衡 时，高温火焰芯部的H2S裂解为氢和硫， (CO2/H2S)被还原为CO。
燃烧温度在1 100℃~1 500℃，通过控制反应温度和气体在炉内的停留 时间(燃烧炉尺寸)使反应接近热平衡。炉壁温度应高于SO3的露点温度， 以免生成硫酸腐蚀耐火砖。鲁奇提供的炉壁设计温度为350 ℃，操作中 应不低于150℃。
收工艺要求酸性气中含水量低于1% (W)。因为水进入硫黄回收装置会 造成危害。
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项目六 知识拓展
酸气送入氧克劳斯燃烧器烧嘴，酸气、空气和氧气按低于化学计量比的 配比进行混合，空气由鼓风机提供，氧气来自空分装置，与酸气混合， 并在燃烧炉进行式(3-6-1)和式(3-6-2)的燃烧反应。
④高压、高酸气浓度的天然气。主要脱除大量CO2的工况，可考虑选用 膜分离法、物理溶剂法或活化MDEA法;需要同时大量脱除H2S和CO2的 工况，可分两步处理，第一步以选择性胺法处理原料气以获得富H2S酸 气送克劳斯装置，第二步以混合胺法(Miscellaneous Processes)或常 规胺法处理达净化指标。
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项目六 知识拓展
燃烧空气量通过克劳斯反应器出u的酸性组分中H2S /SO2进行调整，经 下游在线比例分析仪检测H2S: SO2=2 : 1相应改变，以优化反应的转化 率和硫收率。
废热锅炉直接与燃烧炉相连，将燃烧后的过程气冷却到约240℃，此时 大约35%的H2S已转化为SO2并有近50%已转化为气相态的单质硫，通 过废热锅炉降温可冷凝出部分硫蒸气，回收的热量用来产生0. 8 MPa的 饱和低压蒸汽。为控制进入克劳斯反应器的温度，部分过程气可以从废 热锅炉直接引出，通过中心管到三通控制阀，保证废热锅炉的出口温度 符合要求。