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专论与综述

齐鲁石油化工，2015,43(4):329-332QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY

含硫天然气脱硫工艺的选择

吕卓强

(中国石油大学(北京)化学工程学院，北京102249)

摘要：目前各种含硫天然气的质量差别较大，且基本脱硫工艺仍以胺法脱硫为主。经分析，针对不同含硫天然气性质，可采用不同的脱硫工艺或者各种脱硫工艺的组合来提升其产品质量。

关键词：脱硫工艺；天然气；选择

中图分类号：TE644文献标识码：A文章编号：1009-9859(2015)04-0329-04

随着2014年国际原油价格出现断崖式下跌，天然气的价格优势消失，伴随沿海液化天然气(LNG)和中亚天然气进口量的增加，国内天然气在短时间内出现了供大于求的状况，用户对天然气质量的要求越来越高。过去符合《天然气》(GB17820—2012)二类天然气指标就会有市场，现在即使符合一类天然气指标，也难以全产全销。

天然气埋藏深达数千米，产气成因各异，其组分差别大。含硫天然气除了主要组分如甲烷、硫化氢(H?S)、二氧化碳、氮气以外，还有甲硫醇(CH?SH)、羰基硫(COS)、其他类硫醇和硫醚等杂质组分，利用常规脱硫溶剂很难将所有杂质脱除干净。因此，针对不同地区矿产气的组成，选择合适的脱硫工艺至关重要。文章针对近几年已建成投产的天然气净化厂所选用的脱硫工艺加以分析、总结，以期待对以后含硫天然气脱硫工艺的选择提供借鉴。

1管道输送天然气的质量要求

目前天然气用户主要有3类：第一类用作燃气，主要是家用燃气、燃气锅炉和工业加热炉；该类天然气质量指标由烟气排放标准来决定，目前国家一类气和二类气均能满足需要。第二类就是化工原料，例如可将天然气用作蒸汽转化炉原料，主要产品是氢气、化肥、甲醇等。硫是转化催化剂的毒物，一般要求总硫体积分数不大于0.005×10-?。为此，所有转化炉之前，都设计了原料固定床加氢脱硫和氧化锌脱除H?S。首先通过加氢反应，把有机硫转变为H?S,再用串联的氧化锌反应

器，通过化学吸附，将原料气中的H?S脱除，以满足转化催化剂的需要。国内蒸汽转化装置从原料精脱硫成本考虑，一般要求天然气总硫含量不大于30mg/m3。第三类是用作动力，典型的就是压缩天然气(CNG)和LNG。天然气在液化过程中，由于硫化物在未达到甲烷液化温度-163℃之前就变成了固体，堵塞换热器，LNG生产装置也需要精脱硫。因为天然气液化装置没有氢气来源，因此一般选择分子筛吸附脱硫。用户要求天然气中有机硫含量越低越好，一般要求总硫含量为不大于50mg/m3。

结合不同天然气用户的质量要求与天然气集中输送的特点，目前执行的一类气标准已难以满足用户的要求。因此，新设计天然气净化厂应该按照总硫不大于30mg/m3的质量指标选择净化工艺。

2天然气净化工艺

典型的天然气净化厂主要包括天然气的脱硫、脱水、硫磺回收、尾气处理单元及公用工程和配套设施等。

2.1天然气净化工艺路线

2009年建成投产某天然气净化厂(简称A净化厂)的单系列的设计规模300×10?m3/d,12个

系列，采用常规胺法+COS水解法脱硫、三甘醇

收稿日期：2015-07-31;修回日期：2015-08-16。

作者简介：吕卓强(1991一),男，山东莱芜人。中国石油大学(北京)化学工程学院化学工程专业2013级硕士研究生。电

话

齐鲁石油化工

·330·QILUPETROCHEMICALTECHNOLOGY2015年第43卷

·330·

(TEG)脱水、常规克劳斯二级转化法硫磺回收、加氢还原尾气吸收处理、酸性水汽提和硫磺干法成型钢带造粒的总工艺路线，设计总硫回收率达到99.8%以上，年处理原料气能力120×10?m3,年产净化气能力112×10?m3,年产硫磺能力2.40Mt。从2009年10月A净化厂第一联合装置投产以后，其他5套联合装置陆续投产。主要工艺技术指标、产品质量均达到设计要求。其中，净化天然气产品质量远远超过了国家二类天然气的设计指标要求，得到了用户的好评。典型的净化天然气产品气质量指标见表1。

表1A净化厂产品气质量指标1]mg/m

分析项目

产品气质量

二类气指标

一类气指标

φ(CO?),%

1.28

≤3

≤2

H?S含量

0.68

≤20

≤6

CH?SH含量

0.17

COS含量

0.13

总硫含量

0.98

≤200

≤60

2.2天然气净化工艺技术特点

含硫天然气