高含硫天然气净化工艺技术解析
天然气净化中的脱硫方法与节能措施

天然气净化中的脱硫方法与节能措施天然气是一种清洁、高效的能源,广泛应用于工业生产、居民生活和交通运输等领域。
天然气中含有硫化氢、二硫化碳等硫化物,对环境和人体健康造成危害。
为了使天然气更环保更健康地使用,对天然气进行脱硫是必不可少的步骤。
在脱硫的过程中,如何减少能源消耗,提高能源利用率,也是一个重要的问题。
在天然气净化中,脱硫技术是关键的一环。
目前主要采用的脱硫方法有化学吸收法、吸附法、氧化法、生物脱硫等。
这些方法各有优缺点,但在实际应用中都需要考虑脱硫效率、能耗、设备投资等方面的综合因素。
化学吸收法是目前应用最广泛的一种脱硫方法。
其原理是通过将含硫气体与一定溶液接触,利用溶液对硫化氢进行化学反应,达到脱除硫化物的目的。
常用的吸收剂有氢氧化钠、氢氧化钙等。
但化学吸收法有一个明显的缺点,就是所需的吸收剂在循环过程中会因为吸收了大量的硫化物而失效,需要定期更换和处理,增加了成本和设备维护的难度。
吸附法是通过固体吸附剂对含硫气体进行吸附,达到脱硫的目的。
常用的吸附剂有活性炭、沸石、硅胶等。
这种方法相对于化学吸收法来说,能耗较低,不需要额外的化学反应装置,维护成本也较低。
但吸附剂的再生和处理问题也需要解决,不可避免地带来一定的成本和环境压力。
氧化法是利用氧化剂将硫化氢氧化成硫或者硫酸,从而实现脱硫的目的。
常用的氧化剂有空气、过氧化氢等。
这种方法操作简便,能耗较低,但对氧化剂的选择和操作都有较高的要求,同时在氧化产物的处理和排放上也会增加成本和环境压力。
生物脱硫技术是利用特定微生物将含硫气体转化为硫酸盐的一种脱硫方法。
这种方法操作相对简单,不需要额外的化学剂,同时还可以利用微生物的再生特性减少对生物的消耗和处理成本。
但由于生物脱硫过程需要一定的温度和湿度条件,同时对微生物的培养和管理也有一定的技术难度,因此在工业应用中还需要进一步的研究和改进。
除了选择合适的脱硫方法,为了进一步减少能源消耗,提高能源利用率,还可以考虑采取一些节能措施。
天然气净化中的脱硫方法与节能措施

天然气净化中的脱硫方法与节能措施1. 引言1.1 天然气净化的重要性天然气净化的重要性不仅体现在保护环境方面,还体现在提高天然气利用效率方面。
通过净化天然气中的杂质和有害物质,可以提高天然气的质量和纯度,从而确保天然气的稳定供应和安全使用。
净化后的天然气还能减少对设备和管道的腐蚀,延长设备寿命,降低运行维护成本。
天然气净化不仅是环保要求,更是推动能源产业健康发展的重要举措。
只有充分认识到天然气净化的重要性,采取有效的脱硫方法和节能措施,才能确保天然气的安全可靠供应,为人类创造清洁而健康的生活环境。
2. 正文2.1 脱硫方法脱硫方法是天然气净化中非常关键的一环,主要是通过不同的技术手段去除天然气中的硫化氢等有害物质,以确保天然气的清洁和安全。
在脱硫方法方面,主要有干法脱硫、湿法脱硫和生物脱硫这三种主要技术。
干法脱硫是利用吸附剂或化学试剂与硫化氢进行反应,将硫化氢转化为不易挥发的化合物,达到脱硫的效果。
这种方法操作简单,成本低,但对硫化氢气体浓度、温度等方面有要求。
湿法脱硫则是将天然气与吸收剂接触,在液体中将硫化氢溶解或转化为硫化物等形式,再进行分离和处理。
这种方法脱硫效率高,适用于高硫气体处理,但维护和运行成本相对较高。
生物脱硫则是利用微生物的作用,将硫化氢转化为硫酸盐或硫氧化物,达到脱硫的效果。
这种方法环保、无二次污染,但操作复杂,需要严格控制生物过程的各种条件。
综合考虑各种脱硫方法的特点和适用场景,选择适合自身生产过程的脱硫技术,才能更好地实现天然气净化目标。
【2000字】2.2 干法脱硫干法脱硫是一种常见的脱硫方法,通常用于净化含硫化合物高浓度的天然气。
其原理是通过干法吸附剂(如活性炭、氢氧化铝等)吸附天然气中的硫化氢、二硫化碳等硫化合物,从而达到脱硫的效果。
干法脱硫的优点在于操作简单,成本较低,处理效率高,不产生废水排放等优点。
干法脱硫还可以实现多次循环使用吸附剂,减少资源浪费。
干法脱硫也存在一些缺点。
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。
天然气净化(处理)工艺原理及流程

2)甲基二乙醇胺溶液流程
贫甲基二乙醇胺溶液从吸收塔顶自上而下与原料天然气进行逆向接触,吸收H2S和CO2后变成富液从塔底流出,进入闪蒸塔内降压闪蒸,闪蒸出溶液中的烃类气体和少量的H2S和CO2后,经过滤布过滤器和活性炭过滤器二级过滤后,经过贫富液换热器换热至85℃左右后进入再生塔顶,经加热、降压再生,解析出其中的酸性气体后变成贫液。经贫富液换热器、水冷器换热后,经循环泵加压后循环使用。
2)管道中有液体存在,会降低管线的输送能力。
3)水和其它液体在管道中和天然气中的硫化氢、二氧化碳形成腐蚀液,造成管道内腐蚀,缩短管道的使用寿命,同时增大了爆管的频率。
CH2CH2OH
NH
CH2CH2OH
主反应:
2R2NH+H2S===(R2NH)2S(瞬间反应)
2R2NH+H2O+CO2===(R2NH2)2CO3
副反应:
(R2NH2)2CO3+H2O+CO2===2R2NH2HCO3
2R2NH +CO2===R2NCOONH2R2
(R2NH)2S+H2S===2R2NHHS
MDEA和CO2的反应速率较慢,对H2S有较好的选择吸收性,单一的MDEA溶液较难深度脱除天然气中的CO2,加入DEA可加快溶液与CO2的反应速率,达到深度脱除CO2的目的,使净化气中满足CO2含量<3%的要求。二乙醇胺(DEA)为仲胺,碱性较强,经过试验筛选,靖边气田净化厂的复合溶液中甲基二乙醇胺溶液一般浓度为40%,二乙醇胺溶液的浓度控制在5%左右
4.2脱硫单元的主要工艺流程
1)天然气流程
从集气区来的原料天然气经过重力分离器和过滤分离器分离出液体和固体杂质后进入脱硫塔底,天然气从下向上与从上而下的MDEA贫液逆流接触,其中的H2S和部分CO2被脱除,从塔底出来的湿净化气在湿净化气分离器中分离出携带的MDEA液滴后进入脱水单元。详细的流程示意图见图2.3。
高含硫天然气处理技术

乔
( 中原油田普光天然气净化厂,四川 达州 6 3 5 0 0 0 )
摘 要 :随着人们对天然气使用量的不断提高, 高含硫天然气的处理也越来越多。高含硫天然气酸性组分含量高, 净化后
尾气 中硫化 氢含量 高 、浓度大 ,只有采用适 当的处理技术 ,才能使 高含硫天然气 满足质量要求 、环保 要求 。根据高 含硫天 然气 的 特 点 ,结合普光气 田天然气处理工艺 ,提 出高含硫天然气处理技术 。
Ab s t r a c t : As t h e i n c r e a s i n g i n n a t u r a l g a s wa s a l s o c o n s u mp t i o n, h i g h s o ur n a t u r a l g a s wa s a l s o t r e a t i ng i n c r e a s e . Hi g h s o ur n a t u r a l g a s wa s h i g h c o n t e n t o f a c i d i c c o mpo n e n t s a n d t r e a t e d g a s wa s hi g h c o n t e n t a n d h a d l a r g e c o n c e n t r a t i o n o f hy d r o g e n s u l id f e . On l y t h e u s e o f a p pr o p ia r t e t r e a t i n g t e c h n o l o g y ma de h i g h s o u r n a t u r a l g a s t o me e t t h e q u a l i t y a n d e n v i r o nme n t a l r e q u i r e me n t s . Ac c o r di n g t o t h e c h a r a c t e is r t i c s o f h i g h s u o r n a t ur a l g a s ,n a t u r a l g a s c o mb i n e d Pu g ua n g g a s t r e a t i n g p r o c e s s ,a n d h i g h na t u r a l g a s t r e a t i n g t e c h n o l o g y wa s p r o p o s e d.
天然气净化技术及工艺

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天然气净化技术及工艺
3. 天然气加工方式—净化工艺选择
各种脱硫脱碳工艺的特点及适应性 ¾ 膜分离法适用于脱除大量酸气、特别是脱除CO2的
3
天然气净化技术及工艺
1. 概述
我国国民经济正处于高速发展阶段,能源需求也相 应大幅增长。为了适应这一形势,并调整能源结构 以减轻污染,我国已决定大力发展天然气工业。 在整个天然气工业中,为了将合格的商品气供应至 用户,天然气净化是重要的环节。 天然气净化通常是指脱硫脱碳、脱水、硫磺回收及 尾气处理。 脱硫脱碳与脱水是使天然气达到商品或管输天然气 的质量指标;硫磺回收与尾气处理是为了综合利用 及满足环保要求。
工况,能耗很低,但处理H2S无法达到通常的管输 质量要求,还存在烃的损失问题,可以将膜法和胺 法组合。
¾ 分子筛法适用于达到严格的有机硫(特别是硫醇) 含量标准并可同时脱水,宜在胺法脱除H2S及CO2 后安排分子筛脱硫醇,但其再生气的处理是工艺难 点。
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天然气净化技术及工艺
3. 天然气加工方式—净化工艺选择 选择脱硫脱碳工艺的特点及适应性
3. 天然气加工方式—工艺分类
天然气脱硫脱碳 ¾ 化学-物理溶剂法:将化学溶剂与物理溶剂组合的方
法。典型代表为砜胺法; ¾ 直接转化法:以液相氧载体将H2S氧化为元素硫而
用空气使之再生的方法,氧化还原法或湿式氧化法。 钒法、铁法等; ¾ 其他类型的方法:分子筛、膜分离、低温分离及生 物化学等方法。
15
¾ 低温分馏工艺是专为CO2驱油后的伴生气的处理而 开发的。
天然气脱硫技术工艺

天然气脱硫技术工艺天然气含硫对系统环境影响很大,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。
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。
国家质量技术监督局颁布的天然气国家标准要求:一类气硫化氢≤6mg/m3,总硫≤100mg/m3;二类气硫化氢≤20mg/m3,总硫≤200mg/m3;而且是强制性标准。
另一方面国家环保局制定了GB16297-1996大气污染综合排放标准,对二氧化硫排放除限定排放速率外,还对排放浓度做了严格的规定:新污染源二氧化硫≤960mg/m3,现有污染源二氧化硫≤1200mg/m3,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领着十分繁重的任务,需进一步加大研究力度,开发出新型集成式脱硫新技术。
一、醇胺法是目前天然气脱硫中使用最多的方法。
该方法脱除硫化氢等酸气的过程主要为化学过程所控制,因此在低操作压力下,比物理溶剂或混合溶剂更适用。
常用的醇胺类溶剂有一乙醇胺、二乙醇胺、二异丙醇胺、甲基二乙醇胺等。
一乙醇胺工艺:原料气从吸收塔底部进入,与从塔顶部进入的贫胺溶液逆流接触脱硫净化后,从吸收塔顶部引出,离开吸收塔的富胺溶液,通过换热器与贫胺溶液换热得到加热,然后在再生塔中再生,脱除的硫化氢和二氧化碳再生酸气进入克劳斯装置进行硫回收,贫胺经冷却泵进入吸收塔。
一乙醇胺既可以脱除硫化氢又可以脱除二氧化碳,一般认为在两种酸气之间没有选择性。
一乙醇胺与其他醇胺相比碱性较强,与酸气反应较迅速,其分子质量也最低,故在单位质量或体积的基础上,它具有最大的酸气负荷。
优缺点:1.化学性能稳定,可最大限度地减少溶液降解蒸汽气提即可与酸气组分分离。
2.使用范围广,无论装置操作压力高低、酸气含量多少、原料气中硫化氢二氧化碳大小,该法均能使用。
高含硫天然气集气站三甘醇脱水工艺对比

高含硫天然气集气站三甘醇脱水工艺对比高含硫天然气是指硫化氢(H2S)含量高于0.1%(体积分数)的天然气。
由于硫化氢是一种有毒气体,并且会对环境和设备造成严重的腐蚀,因此需要对高含硫天然气进行处理。
脱硫是最常见的处理方法之一,可以通过各种不同的工艺来实现。
本文将对高含硫天然气集气站中三甘醇脱硫工艺进行对比。
三甘醇脱硫工艺是目前广泛应用于高含硫天然气处理的一种方法。
它的工作原理是利用三甘醇与硫化氢的化学反应。
三甘醇可以与硫化氢反应生成硫化物盐,并且是一个可逆反应。
在反应过程中,一部分硫化氢被吸收并转化为硫化物盐,从而降低了天然气中的硫化氢含量。
与其他脱硫工艺相比,三甘醇脱硫工艺具有以下优点:2. 适用性广:三甘醇脱硫工艺适用于各种高含硫天然气,无论是在含硫气体的浓度还是其它组分方面都有着很强的适应性。
3. 设备简单:相比其他脱硫工艺,三甘醇脱硫工艺的设备相对简单,操作容易,运行成本较低。
与三甘醇脱硫工艺相对应的也存在一些不足之处:1. 三甘醇的选择性较低:三甘醇在与硫化氢反应的过程中,也会与一些其他成分发生反应,例如二甲基二硫醚等。
这些反应不仅会减少三甘醇的利用效率,还会增加后续处理的难度。
2. 硫化物盐处理问题:三甘醇脱硫工艺生成的硫化物盐需要进行处理,以防止硫化物盐的堆积和堵塞设备。
三甘醇脱硫工艺在高含硫天然气处理中应用广泛,具有高效、适用性广等优点。
也需要注意其选择性较低和硫化物盐的处理问题。
综合考虑经济性、环保性和实施难度等因素,选择合适的脱硫工艺对于高含硫天然气集气站的正常运行至关重要。
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高含硫天然气净化工艺技术解析
摘要:高含硫天然气净化,可通过几种方式实现,如溶剂吸收法、膜分离法等,每种技术都有自己的优势和特征,本文针对高含硫天然气净化工艺技术给出了详
细分析。
关键词:含硫天然气;净化工艺;技术
我国陆上有四大天然气主产区,包括川渝、陕甘宁、塔里木以及柴达木。
在
川渝区域当中的天然气属于高含硫气田,例如:罗家寨以及飞仙关等,均属于特
殊含硫气制气田。
有些气井内部的H2S,已经到达了17%以上;有些CO2/H2S的
比值超过了20%,甚至有机硫的含量达到了500mg/m3,为了对这类具有危险性
且复杂的气田进行环保、科学、安全、有效的开发,需要对当前经济合理并且可
靠成熟的工艺进行应用。
1、溶剂吸收法
1.1MDEA法
在天然气脱硫当中,从上世纪80年代后期开始,便对该项方法进行了广泛应用。
在原料气MDEA当中存在的CO2/H2S比值会非常高。
因为H2S具有的能力为选择性反应,所以很多的CO2会在净化器当中有所保留,其产生的节能效果十分
显著,化学稳定性,溶剂出现降解变质并不容易,且产生的溶液发泡倾向以及存
在的腐蚀性,与其他醇胺溶液相比,也更加突出,损失的气体气相比较小,只对
装置产生轻微的腐蚀效果。
MDEA水溶液当中的具体浓度,可达到50%,酸气负
荷大约为0.5~0.6,也可以达到更高,并且有着比较低的凝固点,蒸气压不大。
溶
剂在挥发过程中并没有较大损失。
当前,在川渝区域当中的净化厂,对于该溶剂
脱除H2S的应用十分广泛[1]。
普光气田当中存在的天然气属于含硫量非常高的天然气,其中的H2S含量,
大约占据了14%,CO2占据的含量大概为8.64%。
借助脱硫原则工艺,具体流程
如图一所示。
其溶液为MDEA,使用的吸收工艺为串级吸收工艺。
图一:脱硫原则工艺流程
1.2砜胺法
该项方法需要借助溶剂当中存在的物理以及化学溶剂,其中环丁砜的使用为
物理溶剂;醇胺化合物的应用属于化学溶剂,一般应用的都是DIPA和MDEA,该
项工艺方式被称作为Sulfinol-D及Sulfinol-M,两种溶剂的应用,并没有较大的腐
蚀作用,生成的降解产物并不敏感。
吸收溶液当中存在的环丁砜含量,通常为42%左右,还有大概50%的水含量,剩下皆为DIPA。
该溶剂最突出的特征便是有非常
高的酸气负荷,能耗以及溶剂损失量都比较小。
此外,砜胺溶剂产生的溶解能力
非常强,可有效溶解有机硫化合物。
所以,当原料气当中存在的有机硫化合物含
量较高时,使用该项方法产生的净化作用非常理想。
但该溶剂溶解重烃的能力非
常强,通过闪蒸不容易被释出,所以当原料气当中含有的重烃含量比较高时,不
能对该项方法进行应用。
2、膜分离法
该项技术属于选择性渗透膜当中的一种,借助气体渗透性能存在的差距,使
得气体分离的方式得以实现,该项方法对于原料气流量低的处理非常合适[2]。
并且,如果天然气的酸气浓度比较高,产生的处理效果也非常理想,其中最突出的
特征包括:
(1)投资资金比较低、操作便捷、没有较高的质量,占地面积也非常小。
(2)膜分离系统并不会腐蚀设备,降解发泡以及存在存储溶液等问题。
(3)因
为膜分离系统,在对天然气酸性气体进行脱除的过程中,还需要将大量的水蒸气
脱除,所以可以将天然气脱水装置产生的负荷减轻。
(4)由于膜循环系统并不
需要对液体进行循环,所以排污以及泄漏问题并不存在,加之这一系统没有可动
部件,体积也不大,受到外界因素产生的影响非常少。
不同的膜工艺设计当中,最常使用的便是单机膜系统,该系统的结构十分简单,投资也比较少。
两级膜系统基于单级膜系统之上,对另一套膜系统进行增加,以此分离第1级膜系统排出的酸气,使得产品的回收率有了非常大的提升。
在具体生产时,为了对净化器质量给予保障,需要结合膜分离技术以及醇胺
法脱硫,具体而言便是串级脱硫流程的有效应用。
借助不同技术当中存在的优势
特征,可以对要求进行满足的基础之上,使装置的投资以及运行产生的费用下降,并且操作工艺更加简单。
如图二所示。
图二:膜法一胺法集成法脱酸性组分的工艺流程图
3、其他脱硫方式分析
(1)Morphysorb工艺。
该工艺是美国一所天然气研究院进行开发的,其中
吸收溶剂为玛啉衍生物,使用其物理性吸收构建了一种全新工艺方式。
溶剂的构
成包括,N一NEM、N一NAM进行混合。
在浓度非常高的酸气脱硫场合当中非
常适用,最终的净化气质量与管输气质标准以及LNG气质标准非常相符。
(2)Hybrisol工艺
该项工艺基于Sprex工艺的前提下,进行研究的全新工艺方式。
其原理为使
甲醇具备的物理溶解特性,结合仲胺及叔胺存在的化学活性,以及相应的选择性
吸收为一体,加之因为存在甲醇混合溶剂,对有机硫的脱除能力增加非常显著。
该项工艺对于大部分有着富含烃类的酸性至高酸性天然气以及伴生原料气的处理
十分适合,也可以处理在高酸性原油稳定装置当中产生的原油稳定气。
4、未来发展趋势
因为天然气工业的逐步成熟以及发展,会有更多的高效净化工艺产生,结合
目前发现的高含硫气田情况,之前的工艺水平一定会得到进一步的提升和改善,
向更高的层级迈进。
其中发展趋势包括:(1)醇胺溶剂法,会由水溶剂进行发展,构建全新的溶剂配方工艺,如:活化MDEA工艺、混合氨工艺等等。
此外,
已经有很多公司借助不同的化学溶剂,对不同的配方脱硫工艺进行了构建,并且
在逐步的推广和普及;(2),未来会建立更加成熟的膜分离技术体系,并对示
范装置进行构建,从而对膜分离技术进行普及。
5、结束语:
总之,需要结合具体的应用经验,在其总结的基础之上,对天然气净化技术
给予进一步的探究和发展,使其更加成熟,以便保障高含硫天然气的净化技术有
更大的提升,从而将天然气含硫高的问题进行解决。
参考文献:
[1]吴基荣,毛红艳.高含硫天然气净化新工艺技术在普光气田的应用[J].天然气
工业,2011,31(05):99-102+125.
[2]于艳秋,毛红艳,裴爱霞.普光高含硫气田特大型天然气净化厂关键技术解析[J].天然气工业,2011,31(03):22-25+107-108.。