高含硫天然气净化技术现状及研究方向

余娅妮 何轶群 余春娟

长庆油田采气一厂第一净化厂 陕西靖边 718500

前言

天然气中含有一定量的硫化氢和二氧化碳，其在燃烧之后产生的物质会对环境形成较大的污染，需要对其进行净化处理。国家在立法方面也对于天然气的净化技术提出了更高的要求，其新的天然气净化行业大气污染标准，对于一类天然气中的二氧化碳含量及总硫含量进行了一定的调整，其中二氧化碳的标准由以往的3%降到2%,总硫含量由100mg/m3降至60mg/m3；硫磺回收、尾气处理装置排放的尾气中二氧化硫的含量由960mg/m3调整至500mg/m3，高含硫天然气净化技术受到了严峻的考验，对其技术现状及研究方向进行深入的讨论也是十分有必要的。

一、高含硫天然气净化技术现状

1.脱硫脱碳技术现状

如果天然气中有机硫、硫化氢、二氧化碳的含量较大，国外一般的是利用物理化学溶剂法，包括Sulfinol法、Flex-sorb PS法等；物理溶剂法，包括Selexol法、Purisol法等,脱除天然气中的硫元素和碳元素。如果天然其中的硫化氢及二氧化碳的含量极大，对其进行脱硫脱碳处理时，一般是DEA法、MDEA法，或者将MDEA作为基本条件研发的配方脱硫脱碳溶剂法等。如果天然气中有机硫的含量较大，净化后气体的总硫含量需要要求较低，国外一般是运用组合工艺进行脱硫脱碳[1]。

2.硫磺回收技术现状

对包含较多硫化氢及二氧化碳的天然气进行脱硫处理后，其产生的酸气中硫化氢的含量较低。一般硫磺回收装置酸气中包含的硫化氢越多，硫的回收效果越好，硫副产品也较少，尾气中二氧化硫的排放量也较低。含硫量一般的天然气，脱硫处理后，酸气中含有50%～80%的硫化氢，如果使用三级克劳斯硫磺回收装置，其总硫回收率可达98%左右，副产品中有机硫含量在0.2%以内，配合一般的水解技术，能够有效的减少硫损失。天然气含硫量较高时，脱硫处理后，其酸气中所含的硫化氢在50%左右，甚至不足40%，三级克劳斯硫磺回收装置的总硫回收率也有所下降，只能达到96%左右，副产中有机硫的含量也提高到0.5%左右，且一般的水解技术也无法较为理想的减少硫损失[2]。

二、技术研究方向

1.脱硫脱碳技术研究方向

现代科学技术发展，高含硫天然气的净化技术也有了新的突破，其中物理溶剂法和空间位阻胺—物理溶剂法是现代较为先进的脱硫脱碳技术，具体情况如下：①物理溶剂法硫化氢、二氧化碳、甲烷在溶解剂中的溶解度差异较大，物理溶剂法则是利用该性质，对其进行净化处理并分离。酸气和化学溶剂的反应热大于其在物理溶剂中的溶解热，故溶剂再生所需的能源消耗少。物理溶剂法不仅能够将碳元素和硫元素一同脱除，选择性除去硫化氢，也能够有效的脱除有机硫。但是对于酸性较高的天然气净化方面，尚未进行深入的研究，需要加强该方面的探讨；②空间位阻胺-物理溶剂法天然气中碳、硫比例不同，有机硫的含量不同，可以有针对性的选择位阻胺、位阻胺与MDEA联合法、位阻胺＋MDEA＋物理溶剂联合发等，其特点在于再生性性区别较大，腐蚀性及发泡性能也有一定的差异[3]。

2.硫磺回收技术研究方向

以往的硫磺回收技术中，利用还原—直接氧化型EU-ROClaus工艺，其总硫回收率可以达到99.4%，而现标准中对于总硫回收率的要求是99.83%，其原因主要是该净化工艺中，直接氧化段对于硫的转化仅仅能得到85%，且无法有效的提高效率。该工艺中的直接氧化段需要使用催化及，完善该工艺时对该类催化剂进行的优化，直接氧化段的硫转化率有了明显的提升，达到了95%左右，因此硫磺回收技术中，对高效硫化氢直接氧化催化剂进行改造是其研究的只哎哟方向。在尾气处理技术中，运用还原吸收类工艺能够有效的提升设备的总硫回收率，甚至超过99.7%，运用范围十分广阔。现代可以采用过固体吸附剂吸附尾气中的二氧化硫，并利用脱附再生，收集二氧化硫，集中处理，该工艺也能够有效的代替传统工艺，具有较大的发展潜力。

总结

天然气作为现代社会中极为重要的能源之一，部分天然气的性质较为特殊，其中含有一定量的二氧化碳及硫化氢，其在燃烧后会生产污染环境的废气，需要对其进行严格的净化处理。国家颁布的天然气净化行业的新标准使得高含硫天然气净化技术受到了重大的考验，需要技术人员对于该项净化技术的现状分析，并在传统技术的技术上不断创新，优化高含硫天然气的净化效果，保护环境。

[1]宋建建,刘建忠,韩永强.浅谈高含硫气田的集输工艺技术[J].油气田地面工程.2009(03)：37-38.

[2]王金玉,王治红,黄志宇.高含硫天然气净化工艺技术进展[J].石油化工应用.2008，27(06):4-8.

[3]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)：1-4.