LNG液化天然气 Chapter 06 天然气脱硫.ppt

College of Chemistry Chemical Engineering,SWPU 6 Acid Gas Treating酸气治理(脱硫) Introduction概述 Amine Processes胺法脱硫工艺 Batch Type Processes间歇脱硫工艺 Other Processes 其它工艺 Process Selection 脱硫工艺选择 6.1 Introduction 一、酸性组分与酸性天然气 (1)酸性组分(acid gas)：天然气中的H2S、CO2和有机硫化合物，亦称为酸性气体。 (2)酸性天然气(sour gas) ：酸性组分含量超过管输气或商品气质量要求的天然气 。 (3)洁气(sweet gas)：脱除酸性组分后的净化天然气。 二、酸性组分的危害 1、会造成金属腐蚀； 6.1 Introduction 2、污染环境； 3、引起催化剂中毒，影响产品质量； 4、降低天然气的热值。 三、脱硫指标 1、管输天然气：要求H2S含≯20mg/m3。 2、化工原料气：要求硫含量＜1mg/m3。 四、脱硫方法 目前，有许多方法用于天然气酸性组分的脱除。 6.1 Introduction 1、Chemical Solvent Processes化学吸收工艺 (1)基本原理 以碱性溶液为吸收溶剂，与酸性组分(H2S、CO2)反应生成某种化合物。 吸收了酸性组分的富液在T升高、p降低时，该化合物又能分解释放出酸性组分。 (2)代表方法 碱性盐溶液法和醇胺(烷基醇胺)溶液。 (3)特点：净化度高，适应性宽。 6.1 Introduction 2、Physical Solvent Processes物理吸收工艺 (1)基本原理 以有机化合物为吸收溶剂，对酸性组分进行物理吸收而将它们从气体中脱除。 吸收了酸性组分的富液在p降低时，又放出所吸收的酸性组分。 (2)代表方法 多乙二醇二甲醚法、砜胺法、冷甲醇法。 (3)特点：能脱有机硫化物；吸收重烃。 6.1 Introduction 3、Direct Conversion Processes直接转化工艺 (1)基本原理 以氧化-还原反应为基础，利用溶液中氧载体的催化作用，将H2S氧化为硫。 向溶液中鼓入空气，吸收剂得到再生。 (2)代表性方法 改良砷碱法、蒽醌法。 (3)特点 硫容低；集脱硫和硫回收为一体。 6.1 Introduction 4、Dry-Bed Processes干法脱硫工艺 (1)基本原理 利用H2S与固体中的活性成分发生化学反应或在固体的吸附作用，脱除天然气中的H2S。 失去脱硫能力后更换脱硫剂。 (2)代表方法 海绵铁法、氧化锌法、分子筛法。 (3)特点 硫容小，净化度很高，能耗低；再生困难。 6.2 Amine Processes Amine-based Solvent胺溶剂 Process Description工艺描述 Selective Absorption Using Amines选择性脱硫工艺 Technological Design工艺设计 6.2.1 Amine-based Solvent 一、醇胺的分子结构 醇胺分子结构至少有一个羟基和一个胺基。 羟基：可降低化合物的蒸气压，增加醇胺在水中的溶解度，可配制成水溶液。 胺基：水溶液提供碱度，促进对酸性组分的吸收。 6.2.1 Amine-based Solvent 二、醇胺与H2S、CO2的主要反应 1、Primary Amines伯胺 6.2.1 Amine-based Solvent 3、Tertiary Amines叔胺 6.2.1 Amine-based Solvent 三、几种醇胺溶剂性质比较 1、一乙醇胺(MEA) (1)优点 ①可用于酸性组分分压低的场合； ②对烃类的吸收能力最小。 (2)缺点 ①反应能力、挥发度及腐蚀性最强； MEA是相对分子质量最小的伯醇胺，碱性强。 6.2.1 Amine-based Solvent ②贫液浓度较低，蒸发损失最大，再生能耗较高； ③ MEA在脱硫过程个会和CO2发生降解反应； 发生副反应，反应物难以再生，溶剂失去脱硫能力。 ④MEA与COS和CS2的反应是不可逆的； 会造成溶剂损失和某些副产物在溶剂中积累。 ⑤对H2S和CO2无选择性 采用MEA可很容易地将进料气中H2S含量降低至5.0mg/m3以下，但对H2S和CO2无选择性。 6.2.1 Amine-based Solvent 2、二乙醇胺(DEA) (1)优点 ①与H2S和CO2的反应热较小； ②碱性及腐蚀性较弱； ③蒸发损失较小，溶液浓度较高，酸气负荷较大； ④溶液循环量、投资及操作费用都较低。 (2)缺点 DEA对H2S和CO2也没有选择性。 6.2.1 Ami