天然气脱硫的主要工艺分析.pdf

第七章其他相关领域研究进展 天然气脱硫的主要工艺分析 李。娟周光娜 (重庆大学城市建设与环境工程学院) 摘要世纪初，我国天然气工业已进入了快速发展的阶段。本文对天然气净化主要工艺进行了综 述，并说明各工艺的特点和应用情况，最后总结了天然脱硫工艺选择的原则。 关键词天然气脱硫工艺 一、引言 天然气作为一种清洁燃料，其开发和利用已在全球受到普遍关注。近10年来，天然气消费 量的年均增长率为2．2％，远高于同期石油消费量增长率的0．8％。目前天然气的年消费量约为 2．4X108m3。近20年来，我国以煤烟型污染为主的大气污染日益严重。全国600多个城市中。 大气质量达到国家一级标准的不足l％，2／3的城市处于二级或更差的大气污染水平。据统计， 我国分别于约有30％和20％的城市sO：和NO。超标，酸雨已扩散到近1／3的国土。因此，从改 变能源结构人手，改善环境质量，实现可持续发展，已成为我国进入2l世纪的当务之急。我国 有丰富的天然气资源但是，我国目前所产的天然气1／3以上含有硫，故发展天然气工业必须先解 决其净化问题。 二、天然气脱硫的主要工艺 天然气脱硫的目的是为了达到一定的质量标准…以满足安全平稳输气和主要用户的要求。 为达到管输天然气质量标准，脱除天然气中的H：S及CO：有多种多样的方法，占主导地位的工 艺是化学溶剂法(醇胺法)和化学一物理溶剂法(砜胺法)，这两类方法约占总处理能力的 85％(2l。 1．醇胺法 在醇胺法中，常用的醇胺类溶剂有一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二异丙醇胺(DI— PA)以及甲基二乙醇胺(MDEA)。表l给出了这四类方法的主要特点，重要指标及应用领域。 表1 主要的化学溶剂法的技术特点和应甩领域… MEA DEA DIPA IVIDEA 方法 (一乙醇胺) (二乙醇胺) f一曼两馥瞎、 ‘f甲某一7．醇昭、 碱性 最强 强 弱 较弱 醇胺浓度／％ ≤15 20—30 30～45 20～50 [H2S]净(mg／m3) 5 5 5 5～20 [c02]净(mg／m3) O．005 0．005一O．020．005～0．02 酸气负荷／(tool／t001) 0．35 0．3～0．8 0．3～O．9 选择脱硫能力 无 几乎无 有 有 能耗(蒸汽消耗) 高 较高 较低 低 腐蚀性(吸收酸气后的胺溶液) 强 强 较弱 较弱 醇胺降解(与c02、COS、cs2反应导致的) 严重 有 有 微 中国环境科学学会学术年会优秀论文集(2006) 可见，MEA是各种胺中最强的碱，所以它与酸气反应最迅速。MEA既可以脱除H：s，又可 脱除CO：，在这两种酸气之间没有选择性。在普通的胺中因其分子质量最低，故在单位质量或体 积的基础上它具有最大的酸气负荷，意味着脱除一定量的酸气需要循环的溶液较少。MEA化学 性能稳定，用蒸汽汽提容易使它与酸气组分分离。MEA与羰硫(COS)及二硫化碳(CS2)的 反应是不可逆的，这造成了严重的降解。MEA具有比其它胺更高的蒸汽压，因蒸发而产生大量 H：s有较高的选择性且MDEA优于DIPA，二者均能将H：s脱除到管输标准要求。80年代以来 MDEA因其显著的节能效应丽得到了广泛的应用，经过20年的发展，目前已经形成了以MDEA 为主剂的五类不同