高含硫天然氣有機(jī)硫脫除技術(shù)的研究

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1、高含硫天然氣有機(jī)硫脫除技術(shù)的研究470石油與天然氣化工CHEMICALENGINEERINGOFOIL&GAS高含硫天然氣有機(jī)硫脫除技術(shù)的研究胡天友印敬(中石油西南油氣田公司天然氣研究院)摘要用于高含硫天然氣有機(jī)硫脫除的工藝方法主要有化學(xué)物理溶劑法和物理溶劑法.在化學(xué)物理溶劑法中,Sulfinol工藝因具有酸氣負(fù)荷高,再生能耗低,有機(jī)硫脫除效果好等優(yōu)點而得到較廣泛的應(yīng)用.中石油西南油氣田公司天然氣研究院在高含硫天然氣有機(jī)硫脫除技術(shù)方面進(jìn)行了大量的研究工作,使能選擇性脫除H,s與有機(jī)硫的化學(xué)物理混合溶劑(MDEA與環(huán)丁砜的混合溶劑

2、)在重慶天然氣凈化總廠得到推廣應(yīng)用,取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益;針對川東北高含硫天然氣的氣質(zhì)特點,開發(fā)出了高酸性天然氣有機(jī)硫脫除溶劑CT8—20;還開展了物理溶劑CT8—21脫除較高含硫天然氣中H,s和有機(jī)硫性能的研究,取得了較好的效果.關(guān)鍵詞高含硫天然氣有機(jī)硫脫除化學(xué)物理溶劑法物理溶劑法為了滿足國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要,近年來我國主產(chǎn)氣區(qū)的西部各油氣田都加大了天然氣勘探開發(fā)力度,并相繼獲得一些重要氣藏.目前從川渝氣田的情況來看,其中絕大部分為含硫天然氣,而且氣質(zhì)特點也較以往出現(xiàn)了一些新的變化,如在川東北地區(qū)探明的天然氣中高含H,S,CO

3、,.根據(jù)對多口井的井口氣質(zhì)分析表明,其Hs含量最高達(dá)17%,CO,含量最高達(dá)10%,同時還有不少氣井含有較多的有機(jī)硫,如坡5井總有機(jī)硫含量已達(dá)557.7mg/m,并且隨著氣田的開采,地質(zhì)條件的變化,生產(chǎn)的天然氣氣質(zhì)可能發(fā)生變化,尤其是高含Hs和CO條件下,天然氣中有機(jī)硫含量有出現(xiàn)增加的可能性.因此川東北高含硫氣田的開發(fā)不僅要考慮H:s和CO:的脫除,而且也需要考慮有機(jī)硫的脫除.在大型天然氣脫硫裝置中,對于H:S和CO:含量高而有機(jī)硫含量較低的高含硫天然氣,主要采用DEA(二乙醇胺),MDEA(甲基二乙醇胺)等醇胺溶液進(jìn)行凈化處理.特別是

4、MDEA因具有使用濃度高,再生能耗低,抗降解能力強(qiáng),腐蝕性小等優(yōu)點而成為目前應(yīng)用最廣泛的脫硫溶劑.但MDEA也存在對有機(jī)硫脫除能力差等不足之處,因此對有機(jī)硫含量較高的高含硫天然氣,如果采用單純的MDEA等水溶液作為脫硫溶劑,則產(chǎn)品氣的總硫含量不易達(dá)到國家規(guī)定的氣質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).而硫醇,硫醚,COS和CS,等有機(jī)硫在某些物理溶劑中則具有較高的溶解度,同時天然氣中的Hs和CO在物理溶劑中也有不同程度的溶解,并且其溶解度的大小與各自的氣相分壓成正比.因此,對于HS,CO和有機(jī)硫含量均較高的高含硫天然氣,國外主要采用以醇胺+物理溶劑的化學(xué)物理溶劑法或以

5、單純的物理溶劑作為脫硫溶劑的物理溶劑法進(jìn)行凈化處理.l用化學(xué)物理溶劑法技術(shù)脫除高含硫天然氣中的有機(jī)硫由醇胺和物理溶劑混合組成的化學(xué)物理溶劑因其兼具物理吸收和化學(xué)吸收的性能,在高含硫天然氣有機(jī)硫的脫除中獲得較為廣泛的應(yīng)用.其中,Sulfinol法為化學(xué)溶劑與物理溶劑組合的典型代表,因其具有酸氣負(fù)荷高,溶液再生能耗低,腐蝕性小,可以有效脫除硫醇,COS以及其它有機(jī)硫等優(yōu)點而應(yīng)用最多.Sulfinol法的處理溶液主要由醇胺,環(huán)丁砜和水組成.根據(jù)采用化學(xué)溶劑醇胺的不同,該法分為Sulfinol—D和Sulfinol—M.Sulfinol—D一般

6、適合于酸氣的全部脫除和有機(jī)硫(如硫醇,COS等)的深度脫除;Sulfinol—M可在CO:存在的情況下選擇性脫除H,S,也能同時脫除有機(jī)硫.第36卷第6期高含硫天然氣有機(jī)硫脫除技術(shù)的研究471除Sulfinol法外,由意大利國家與輸氣公司開發(fā)的Selefining法,美國C—ENatco公司的Optisol法,Exxon公司的Flexsorb混合SE法等,也可用于選擇性脫除高含硫天然氣中的H,s和有機(jī)硫.這些工藝方法中的脫硫溶劑主要由叔胺或位阻胺+物理溶劑+水組成,它們均已在工業(yè)裝置上得到了應(yīng)用¨～.近年,ElfAquitaine又開發(fā)

7、出了Hybrisol工藝,它將甲醇的物理溶解特性和仲胺及叔胺的化學(xué)活性及選擇性吸收結(jié)合為一體,而且由于甲醇的存在,混合溶劑脫除有機(jī)硫的能力顯著增加.該工藝適用于處理絕大多數(shù)酸性至高酸性天然氣或伴生原料氣,預(yù)計該工藝在未來幾年內(nèi)可實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用.2用物理溶劑法技術(shù)脫除高含硫天然氣中的有機(jī)硫物理溶劑法系利用H,S,CO,和有機(jī)硫等雜質(zhì)與CH等烴類在溶劑中的溶解度的巨大差別來實現(xiàn)凈化分離的.由于酸氣在物理溶劑中的溶解熱大大低于其與化學(xué)溶劑的反應(yīng)熱,故溶劑再生的能耗低.物理溶劑法既可以同時脫硫脫碳也可以選擇性脫除H,s,同時對有機(jī)硫也有良好的脫除

8、能力,但它不宜用于c含量高,尤其是重?zé)N多的氣體.目前國外用于脫除高含硫天然氣中HS,CO和有機(jī)硫的物理溶劑法主要有Selexol法和Purisol法等.由美國Allied化學(xué)公司開發(fā)的Selexol法主要采