天然气净化中的脱硫方法与节能措施

杨浩

摘要：尽管对天然气作为清洁能源的需求不断增长，但许多油井在开采过程中往往含有硫化氢，不利于对天然气进行收集、运输、加工和利用。随着科学技术水平的不断提升，天然气脱硫技术也有了极大的发展，能够更好的解决这些问题，同时，天然气净化的成本也有了极大的增加。现在，天然气脱硫技术的种类非常多，需要合理选择脱硫的方法，运用最小的投资，获取最大的效益。本文对天然气净化中的脱硫方法与节能措施进行了简要的分析。

关键词：天然气;净化;脱硫方法;节能措施

引言

在天然气净化的过程中，通过运用节能措施，能够有效地降低能耗以及生产成本，这是天然气企业运营的绝对优先事项。在天然气进行净化的过程中，脱硫装置中的能耗达到了总能耗的90%以上。通过在脱硫的过程中，有效地运用节能降耗措施，是非常关键的问题。

一、天然气脱硫原理及工艺流程

1、原理

将原气与杂质进行分离后，然后送进脱硫装置，对H2S以及CO2进行去除。对天然气进行脱水净化后，通过天然气管道将天然气送达给消费者。与其他的脱硫方法进行对比，MDEA方法具有非常大的优势，具有温度低、能耗低、腐蚀性较小、蒸汽压力低的特点。但MDEEA溶液的再生过程耗电量大，再生塔文件夹占水处理厂总蒸汽消耗量的90%以上。因此，在天然气脱硫过程中，合理有效地从脱硫过程本身中提取能量是节约能源的重要途径。

2、脱硫工艺流程

在运用MDEA脱硫工艺时，天然气需要在20℃以下进入脱硫装置，脱硫脱碳反应在一般是在40-50°的低温塔中进行的。富胺液可以在塔底部抽出酸性气体。对液位进行控制后，压力会减少到0.6MPa左右，进入闪蒸罐。通过控制水位，闪蒸罐底部进行提取的液体流過细液/富液。换热器与再生塔底部的稀薄液体换热。再生塔顶部输出的酸气中有非常大的热能。MDEA脱硫工艺通过风冷以及水冷的方式冷却到40°左右，然后酸气送至硫磺回收装置，液体部分返回再生塔顶部循环。

二、天然气脱硫新工艺

1、膜分离法

相关试验结果表明，使用气体分离膜脱硫可将硫含量控制在5mg/m3以内。然而，使用单级脱硫膜组件将对碳氢化合物造成严重损害，无法实现经济效益。由于脱硫率和碳氢化合物回收率是相反的，不能同时实现，因此应在确保脱硫过程中脱硫量的基础上，将碳氢化合物损失降至最低。

2、生物催化脱硫法

生物催化脱硫是一种通过改变微生物代谢来达到脱硫目的的方法。其运行条件相对温和，操作简单，成本合理，竞争优势显著，发展前景广阔。对于中低硫天然气，在精炼过程中通过运用有机脱硫的技术以及经济优势特别的明显。对于天然酸气，硫处理能力需要控制在5t/d以下。生物催化脱硫法具有极其的简单性，不使用化学催化剂，化学和能源消耗低。另外，生物催化脱硫法能够确保脱硫处理后的天然气硫化氢含量控制在410-6/g。

3、混合吸收法

第一，激活MDEEA方法。MDEEA活化溶剂由MDEEA溶液和MEA或DEA等活性剂的混合物组成，其主要目的是提高二氧化碳的吸收效率，需要大量的二氧化碳才能去除。从工艺上讲，MDEEA的活性方法是通过多级真空蒸发，最大限度地增加溶解在水溶液中的二氧化碳量，实现节能目标。但是，只有在原料二氧化碳的单位压力非常高的情况下才能达到节能目标。MDEEA活性溶剂具有较好的化学和热稳定性性能，可有效防止仪器中的腐蚀和沉积。此外，由于MDEA活性溶剂的作用，起泡的可能性很小.

第二，亚硫酸盐工艺。该方法是磺胺脱硫工艺之一，主要由化学吸附剂和物理吸附剂组成，物理吸附剂-环磺酸和化学吸附剂，可从不同的胺化合物中筛选。乙醇胺）和二帕（二异丙胺）是比较常见的化学吸收剂，来源于磺胺胺和磺胺二帕方法。磺胺法与普通的醇胺法相似，其主要特点是净化能力强，低可再生能源消耗和高酸性气体负荷，满足质量要求，对商业气体进行能源净化。

第三，物理吸收。在使用物理吸收方法的过程中，使用的吸收剂属于是有机化合物。主要是运用吸附剂溶解硫化物，无化学反应。例如，这种方法同时吸收H2S材料，同时吸收重烃，影响精炼过程中硫的热值和质量，往往难以吸收较高浓度的碳氢化合物。气体压力大于0.35MPa或更高。物理吸收具有再生方便、加工量大、能在压力下释放大部分酸性气体的优点。

三、含硫天然气的脱硫节能措施以及相应的效果

1、采用先进的节能技术

结合天然气成分、压力以及质量的实际需求，选择使用低能耗、经济效益比较高的脱硫工艺。在使用溶剂吸收法进行脱硫的过程中，可以使用酸性气体含量比较高的溶剂，有效地减少溶液进行的循环。对于含有大量硫化氢的源气体，可以使用含有硫化氢溶剂的配方溶液，例如，作为满足产品气体要求的甲基二乙醇胺（MDEU）和二氧化碳（CO2），亚麻胺溶液的压力能耗，亚麻胺溶液的冷却水消耗量和二次胺的蒸汽消耗量均降低，需要有效地减少硫磺回收装置中的空气量，有效地提升硫磺回收装置废气中的回收气体量，并确保使排气中回收气体的数量达到加氢反应的要求。尾气处理厂在线运行的炉只需加热进入加氢反应器的气体，并在平衡状态下燃烧，有效地减少尾气处理装置中的空气量。

2、可进行能量回收

脱硫产生的二氧化蒸汽以气体形式回收，以减少气体消耗。乙二醇的吸收脱水过程，当蒸汽中的气体提取量较大时，需要再生含水量气体。脱水装置在循环泵前需要设置溶液换热器，对热量进行有效地回收，有效地减少了制冷剂的冷却液循环，增加了气体消耗。同时工厂的能耗也需要结合废气焚化炉的实际废气体积、高温及热回收的高强度而定。在酸性蒸汽之后，蒸汽水作为循环水系统的一部分，以减少淡水的消耗，减少水流和处理系统。

结语

现阶段，我国在对天然气进行开采的过程中，会存在酸性气体，特别是硫化氢受到严重破坏，从而增加了开采的困难性。在含硫气体净化装置中，H2S的含量特别的高，溶液的循环量也是非常大的，公众工作量大，能源需求高。同时，由于在硫磺回收的过程中会出现大量的酸性气体，因此会出现大量的硫磺。通过对热能进行回收，可以更好的节约能源，优化工艺规划，尽可能回收能源，合理对热能进行利用，能够有效地降低能耗，提升经济效益。

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