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天然氣脫硫方法的分類和選擇 - 山東同智科技!

天然氣脫硫方法的分類和選擇 - 山東同智科技!

  • 分類:行業動態
  • 作者:
  • 來源:
  • 發布時間:2018-07-14
  • 訪問量:0

【概要描述】天然氣脫硫方法一般可以分為化學吸收法、物理吸收法、直接轉化法、非再生性法、膜分離法和低溫分離法等。其中采用溶液或溶劑做脫硫劑的化學吸收法、物理吸收法、聯合吸收法及直接轉化法,習慣上統稱為濕法;采用固體床脫硫的海綿鐵法、分子篩法統稱為干法。

天然氣脫硫方法的分類和選擇 - 山東同智科技!

【概要描述】天然氣脫硫方法一般可以分為化學吸收法、物理吸收法、直接轉化法、非再生性法、膜分離法和低溫分離法等。其中采用溶液或溶劑做脫硫劑的化學吸收法、物理吸收法、聯合吸收法及直接轉化法,習慣上統稱為濕法;采用固體床脫硫的海綿鐵法、分子篩法統稱為干法。

  • 分類:行業動態
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  • 發布時間:2018-07-14
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詳情

天然氣脫硫

從井場出來的天燃氣中,都不同程度的含有一定量的CO2H2S和有機硫化物(如硫醇等),這些成分的存在會腐蝕天然氣的輸送設備、污染環境、妨礙天然氣的應用。因此,通常要根據管輸要求和使用目的對天然氣進行凈化處理。

天然氣脫硫方法一般可以分為化學吸收法、物理吸收法、直接轉化法、非再生性法、膜分離法和低溫分離法等。其中采用溶液或溶劑做脫硫劑的化學吸收法、物理吸收法、聯合吸收法及直接轉化法,習慣上統稱為濕法;采用固體床脫硫的海綿鐵法、分子篩法統稱為干法。

 

(1)化學吸收法脫硫

 

這是以弱堿性溶液為吸收溶劑,與天然氣中的酸性氣體(主要是H2S和CO2)反應形成化合物,當吸收了酸性氣體的溶液(富液)溫度升高、壓力降低時,該化合物即分解放出酸性氣體。

在化學吸收法中,各種烷醇胺法(簡稱胺法)應用最廣,所使用的胺有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二異丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)等。胺法的突出優點是成本低、反應率高、良好的穩定性和易再生。一般對于H2S和CO2,胺吸收法更易吸收H2S,經凈化后,H2S的濃度可降到5×10-5kg/m3。對于CO2,當胺溶液的循環流量足夠大時,濃度可降至2.5×10-5kg/m3。化學吸收法中另外還有堿性鹽溶液法,如改良熱鉀堿法和氨基酸鹽法。

化學吸收法用于酸性氣體分壓低的天然氣脫硫,特別是CO2含量高、H2S含量低的天然氣,這樣成本可以降低。其原因是化學吸收法的溶劑用量與天然氣中酸性氣體含量成正比,再生富液時所需的蒸氣耗量則與溶劑循環量成正比。

 

(2)物理吸收法脫硫

此法采用有機化合物作為吸收溶劑,吸收天然氣中的酸性氣體。物理吸收法的溶劑用量與原料氣中的酸性氣體含量無關。因此,如果天然氣中的酸性氣體分壓高,最好采用物理吸收法。由于物理溶劑對天然氣中的重烴有較大的溶解度,因而物理吸收法常用于酸氣分壓大于0.35MPa、重烴含量低的天然氣脫硫,其中某些方法可選擇性地脫除H2S。

 

 

(3)聯合吸收法脫硫

此法兼有化學吸收和物理吸收兩種方法的特點。目前在工業上應用較多的是砜胺法、二乙醇胺-熱碳酸鹽聯合。

在凈化高含量H2S和CO2的氣體時,吸收過程可分為初步凈化和最終凈化二級。初步凈化可用不完全再生的一乙醇胺溶液,最終凈化使用完全再生的溶液。對含高含量H2S的氣體或高含量CO2的氣體,也可用水來凈化,但需要較大的水耗量。

 

(4)直接轉化法

此法也稱為氧化還原法。它以氧化-還原反應為基礎,借助于溶液中氧載體的催化作用,把被堿性溶液吸收的H2S氧化為硫,然后鼓入空氣,使吸收液再生。

直接轉化法有以下缺點:①吸收硫的質量較低,一般不超過1kg/m3,所以處理的氣量不大,且H2S濃度不能太高;②所需的再生設備大;③副反應較多,生成的硫磺質量差。

 

(5)非再生性法脫硫

此法適用于H2S含量很低的邊遠小氣井脫硫。其中,化學凈化法使用氧化鋅、醋酸鋅及水的混合物做脫硫劑,并用分散劑使固體顆粒呈懸浮狀態。

 

(6)膜分離法脫硫

20世紀80年代以來,為解決酸氣含量很高的天然氣凈化問題,國外致力于開發利用物理原理進行分離的方法,其中膜分離方法是較成功的一種。膜材料按材質大致可分為多孔質膜和非多孔質膜。多孔質膜靠滲透速度的差別達到分離的目的。通常微孔中氣體的滲透速度與其相對分子質量的倒數成正比。

目前在氣體分離中常用的是非多孔質膜,其分離效果基本上和氣體的流動狀態無關,有兩個參數對分離有較大的影響:一為滲透系數K,表示氣體滲過不同膜時的難易程度;二為分離因子α,表示要求分離的兩種氣體滲透系數的比值。選擇分離用的膜時,既要有較大滲透系數,也要求有適當的分離因子。非多孔質膜的滲透系數比多孔質膜小,但其分離因子卻大的多,這就是非多孔質膜在氣體分離工藝中被采用的原因。H2S對甲烷的分離因子為50,CO2對甲烷的分離因子為30,所以用膜分離技術從天然氣中分離掉H2S和CO2是可以實現的。

 

(7)低溫分離法脫硫

此法是專門用于CO2驅油伴生氣處理的方法,可根據對產品的不同要求而采用二塔、三塔及四塔流程。

 

(8)干法

此法是利用酸性氣體在固體脫硫劑表面的吸附作用,或者與表面上的某些組分反應,脫除天然氣中的酸性氣體。

常用干法的固體脫硫劑為氧化鐵(或稱海綿鐵),采用浸透了水合氧化鐵的木屑做脫硫劑;分子篩法采用分子篩做脫硫劑。

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