天然气脱硫脱水_加气站脱水脱硫
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天然气脱硫脱水
摘要：
天然气作为一种洁净的燃料能源，为人们所熟知并广泛利用，尤其近年来，全球范围内控制质量的下降，也为天然气在更大程度上替代石油提出了要求。而我国天然气中普遍含H2S，以及一些有机硫化合物，该类硫类化合物不仅危害人体健康，污染环境，而且会对燃气管道及相关设备产生腐蚀作用，尤其在与二氧化碳综合作用下，腐蚀强度极大。同时如果人体长期处于含有较高硫的环境中会与人体中的水分结合是人体形成酸性的环境，对人体的健康产生影响。因为硫对于人体和环境都会产生很大的危害，因此在用户接触到天然气前都需要将硫除去。脱水目的是为了防止天然气在输送、加工处理过程中有水冷凝出来进而带来腐蚀问题，同时也可防止水合物、冰生成堵塞管线和设备。关键词：MDEA法脱硫，膜分离法，溶剂吸收法
[1] 前言
天然气是继煤和石油之后的第二大能源。它是一种优质、洁净的燃料，分布广泛、开采方便、成本低廉、污染极小；是目前世界上产量增长最快的能源，已成为全球最主要的能源之一。天然气化学是指利用天然气生产化工产品的一门化学学科。内容包括天然气的组成、分类和性质，以及从天然气中分离出化学产品或以天然气为原料进行加工、精制和合成过程中的化学问题。
1天然气净化回收
天然气净化工厂引进了国外先进成熟的净化工艺包。工艺装置主要包括脱硫、脱水、硫磺回收、尾气处理、硫磺成型和酸性水汽提装置，采用MDEA法脱硫、三甘醇法脱水、常规克劳斯二级转化法回收硫磺、加氢还原吸收尾气处理和酸水汽提的工艺技术路线；以普光气田高含硫天然气为原料（硫化氢 14.5%，二氧化碳8.8%），年处理能力 120 亿方（日处理能力 3600 万方），净化气能力 90 亿方，硫磺能力 220 万吨，是国内建设的第一个百亿方级高含硫天然气净化厂，综合处理能力和硫磺产量位居世界前列。下面将主要对含硫天然常用的脱硫和脱水工艺方案进行论述。
[2]2天然气脱硫
含硫天然气的脱硫工艺主要包括化学反应类、物理分离类、生物法脱硫等，下面一一进行简单的介绍。2.1化学法脱硫
化学法脱硫主要包括分湿法和干法两大类。其中湿法主要是指将含硫天然气与液体进行接触，从而把气体中的硫化物转移到液体中。湿法脱硫一般包括氨洗法、热碱法和液相催化氧化法。其中氨洗法指的是将含硫天然气通入含有氨基的碱性水溶液中!利用氨基与酸化合物之间的中和反应，从而促使对天然气中硫化物的吸收。氨洗法对不同天然气组成有广泛的适应性，热碱法的原理和氨洗法差不多，就是将含硫化氢气体与碱性液体进行充分的混合利用碱性中和硫化氢。液相催化氧化法是指利用有机的催化剂将注入含硫天然气的溶液中的硫化氢转为硫磺，进而再通过一系列的化学反应使之转化为其氧化物的形式。这种方法适用于各种气体的脱硫，克服了传统化学难吸收的缺点。
干法脱硫指的是用固体物质的固定床作为酸气组分的反应区。固体脱硫法中，常用的脱硫剂有氧化铁、海绵铁、活性炭、泡沸石和分子筛等，其中海绵铁法用的较多。由于他们吸附硫容量较低，一般只用于含低至中等浓度H2S或硫醇的气体，不适用于含酸气(H2S)较高的工况。
1.醇胺法脱硫
随着国内酸性天然气气田特别是普光等大型气田的大规模开发, 酸性天然气气（H2S和CO2）处理压力日益增大，特别是酸性气体易产生剧毒，燃烧易产生二氧化硫等污染环境废气而且会造成很大的资源浪费。因此在得到商品天然气之前需进行原料气脱硫处理，中原油田天然气处理厂在醇胺法酸性天然气脱硫方面积累了丰富的经验，取得了良好的经济和社会效益。
（1）醇胺法脱硫的原理
醇胺法脱硫是一种典型的吸收反应工艺流程, 选择对硫化氢有强吸收能力, 并且化学反应速度较快的醇胺弱碱性的水溶液作为吸收剂。其化学公式原理是在醇胺分子结构内有一个胺基和至少一个羟基，羟基可降低醇胺法蒸汽压，增加在水中的溶解度；胺基使水溶液呈碱性，促进对酸性组分的吸收。其与酸性天然气的主要化学反应均为化学可逆反应，在低温下，醇胺溶液吸H2S和CO2酸气，生成胺盐并释放热能；在较高温下，溶液内的胺盐分解，放出酸气，溶液得到再生。实际操作过程是反应在脱硫塔内，使其在常温下与干气、液化气逆流接触, 醇胺吸收干气、液化气中的酸性气体H2S(C02)和其它含硫杂质，生成酸式硫化胺盐或酸式碳酸胺盐，当温度升高时，生成的胺盐又分解，放出H2S(C02)气体。脱出的H2S进入硫磺回收装置生产为硫磺，醇胺则可循环使用。（2）醇胺法常用吸收剂及特点
各种醇胺溶液是化学吸收法中使用最广泛的吸收剂，醇胺类酸性天然气脱硫工艺中最常用的吸收剂有：一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺（DEA）、甲基二乙醇胺（MDEA）、二异丙醇胺（DIPA）以及二甘醇胺（DGA）等。主要通过酸碱反应以吸收酸气，升温吐出酸气。其净化度高，适应性宽、效果显著。（3）醇胺法脱硫的工艺流程
醇胺法脱硫脱碳的典型工艺流程主要由吸收、闪蒸、换热和汽提四部分组成。其中，吸收部分是将原料气中的酸性组分脱除至所需指标或要求；闪蒸部分是通过闪蒸将吸收了酸性组分后的溶液在吸收酸性组分时所吸收的一部分烃类除去；换热是回收离开再生塔的贫液热量；再生是将富液中吸收的酸性组分解吸出来转为贫液循环使用。工艺流程中，原料气经进口分离器除去游离液体和携带的固体杂质后进入吸收塔底部，与由塔顶自上而下流动的醇胺溶液逆流接触，吸收其中的酸性组分。离开吸收塔顶部的是含饱和水的湿净化气，经出口分离器除去携带的溶液液滴后出装置。通常，都要将此湿净化气脱水后再作为商品气或管输，或去下游的NGL回收装置或LNG生产装置。由吸收塔底部流出的富液降压经过后进入闪蒸罐，被醇胺溶液吸收的烃类被脱除。然后，富液经过滤器进入贫富液换热器，利用热贫液使其加热后进入在低压下控制的再生塔上部，使一部分酸性成分在再生塔顶部塔板上从富液中闪蒸出来。随着溶液自上而下流至底部，溶液中剩余的酸性组分就会被在重沸器中加热汽化的气体, 主要是水蒸气进一步汽提出来。因此，离开再生塔的是贫液，只含部分未汽提出来的残余酸性气体。此热贫液经贫富液换热器、溶液冷却器冷却和贫液泵增压，温度降至比塔内气体烃露点高5～6℃以上，然后进入吸收塔循环使用。有时，贫液在换热与增压后也经过一个过滤器。从富液中汽提出来的水蒸汽和酸性组分离开再生塔顶，经过冷凝器冷却及冷凝后，冷凝水作为回流返回到再生塔顶部。根据由回流罐分出的酸气组成和流量，一是去硫磺回收装置，或是压缩后回注地层以提高原油采收率，或是经处理后去火炬等。
2.2物理法脱硫
物理法脱硫包括物理溶剂法（适用于天然气中酸气分压高且重烃含量低的工况）、分子筛法（适用于已脱除H2S的天然气进一步脱除硫醇13X和5A）、膜分离法（适用于高酸气浓度的天然气处理，可作为第一步脱硫脱碳措施，与胺法组合是一种好的安排）、低温分离法（系为CO2驱油后的伴生气处理而开发的工艺）等。其中膜分离法的原理是在薄膜的表皮层中,有很多毛细管孔，根据气体中不同成分的分子直径的不同进行筛选和分离。膜分离技术由于同时具备分离、浓缩、纯化和精制的功能，因而被广泛的应用于各行各业中。物理法脱硫对于脱硫工艺有较高的要求，因此，在实际的脱硫中脱硫人员一定要有一定的经验，注意细节。
2.3 膜分离法
目前天然气脱硫工艺众多，主要有湿法和干法两大类。传统脱硫技术都存在某些不足：湿法中富液再生一直是难题，不仅会消耗较多热量，也会产生降解产物；干法中吸附剂的脱硫条件较严格，且再生困难，可循环使用的次数较少。一些新方法，如离子液体脱硫以及臭氧氧化法等，也因部分技术问题近期内难以推广。膜法天然气脱硫因能耗低，污染少且易与传统工艺组合等优点受到研究者的关注。随着制膜工艺的完善和新型膜材料的出现，膜法天然气除硫技术将成为传统工艺强有力的竞争对手。
膜吸收技术是膜分离法中新的分支，该技术是将膜基气体分离与传统的物理吸附，化学吸收等方法结合起来。在此法中，由于膜的疏水性，气体与液体并不直接接触，而是分别在膜的两侧流动，通过吸收液对某种气体的选择性吸收而达到分离净化目的。膜吸收天然气脱硫法的膜具有较高的装填密度，为气液接触提供了较大的反应空间，一般脱硫效率可达95%以上。
[3]3天然气脱水
从油气井所留出来的天然气一般都会携带一定量的水分。天然气中的水分与二氧化碳和硫化氢形成酸性环境，会腐蚀金属设备，同时过多的水分也会大大降低天然气管道的传输速率，也可防止水合物、冰生成堵塞管线和设备。
因此，需要对从油井出来的天然气进行脱水处理。常见的脱水技术有低温法、溶剂吸收法、固体吸附法、化学反应法和膜分离法等。其中，低温脱水法对于环境的要求较高，需要在高压的环境下，利用高压天然气节流膨胀降温实现。但是对于低压天然气使用这种方法就需要进行增压，从而增加了工业成本。下面主要对溶剂吸收法和固体吸附法进行论述。
3.1 溶剂吸收法
溶剂吸收法是利用亲水的溶剂与天然气充分接触，然后使天然气中的水分传递到溶剂中。溶剂吸水法是目前最常用的一种吸水方法，常采用具有强亲水性的醇类物质作为吸水剂。溶剂吸收法的基本原理就是利用脱水溶剂对水的溶解度高和吸收能力强而对天然气、烃类物质的溶解度低的特点，在吸收塔内进行气液传质从而脱除天然气中水分的方法。因为醇类化合物吸水性强的特点，作为脱水溶剂的主要是分子量高的醇类，例如乙二醇、二甘醇和三
[4]甘醇（TEG），工业上常用 TEG 作为脱水溶剂。其工艺设备主要包括：吸收塔、再生塔、贫/富液换热器、闪蒸罐、贫液/干气换热器等
[5-7]。
三甘醇脱水法的优点：热稳定好、容易再生，有着较强的吸水性和较低的蒸汽压，气相携带损失少，脱去水分后的天然气水露点可以降低至-30℃，充分满足天然气管道运输的水露点要求。
三甘醇脱水法的缺点：系统较复杂、TEG 再生能耗高、TEG 容易损失和被污染，需要及时补充和净化，系统中有轻油存在时甘醇易起泡，高温下甘醇溶液易氧化生成腐蚀性的酸，使用的撬装设备大多为进口，投资和运行成本较高等。
[9][8]3.2固体吸附法
固体吸附法的原理是通过干燥剂的吸附张力，干燥剂内孔将天然气中的水分子吸附而脱除的方法。工业上常用的干燥剂有分子筛、硅胶和活性氧化铝，其中分子筛脱水因其技术成熟可靠，在国内被广泛的应用。分子筛脱水技术在下列场合较为适用：天然气深冷处理，水露点要求在-40℃以下；脱水和脱烃同时进行以满足烃、水露点要求；天然气同时脱水和净化；酸性较大的天然气脱水以及需要要脱去微量硫化物（COS、H2S、CS2、硫醇）的场合[10]。
分子筛法优点：占地面积小、吸附性选择性强、具有高效的吸附容量、使用寿命长、并不易被液态水破坏，对天然气物性和负荷变化不敏感等优点。脱水后的干气含水量可降低到 10-6，而露点可达到-100℃，适用于深冷。分子筛法不仅可以使脱水后的天然气露点满足管输要求，而且满足轻烃回收装置对下游深冷回收液化石油气和轻质油的要求，当制冷温度进一步降低时，还能够回收乙烷
[11]。
分子筛法缺点：设备投资和操作费用高，干燥剂易中毒和破碎，分子筛再生过程能耗大，气体压降大；天然气中的重烃、CO2、H2S 等可使固体吸附剂污染。
3.3低温分离法
随着温度降低、压力增高，天然气的饱和含水量会逐渐减小，低温分离法根据这一特点，对饱和天然气进行冷却降温，或者先增加压力再降低温度从而对天然气进行脱水。低温分离法属于物理脱水，主要分膨胀制冷法和丙烷制冷法。膨胀制冷法又主要有 J-T 阀节流制冷和透平膨胀机制冷等方法。为了防止天然气温度在节流前后迅速降低而生成水合物，J-T 节流制冷法需要在预冷器前注入水合物抑制剂以防止水合物的形成[12]。
低温分离法优点：设备简单、投资低、特别适用于高压气体。
低温分离法缺点：耗能高、水露点高；脱水循环的部分环节可能会生成水合物，为预防水合物的形成要投入抑制剂，并对抑制剂进行回收；若要深度脱水需增设制冷设备，从而加大了工程投资和使用成本
[13]。
3.4膜分离法
天然气膜分离法是在压力的作用下，不同气体透过膜时渗透率的差异而被分离的过程。膜分离的优点：工艺简单，易操作、成本低、能耗低；无运动部件、便于维修、占地面积小；利用天然气自身压力作为推动力，压力损失可忽略不计；不添加其他试剂，无须再生、无二次污染。缺点：塑化作用对膜性能的影响；在渗透过程中 CH4随水分进入渗透气中，造成烃损失，损失率为 5%～6%；一次性投资较大等问题
。为了减少产品气的损失，使膜能承受更高压力，就需要进一步提高膜稳定性，开发出选择性更高的膜，随着制膜工艺和新型膜技术的不断提高，天然气膜分离法脱水会得到更大的发展，将是很有前景的天然气脱水过程。
结论
1醇胺法脱硫脱碳工艺虽已有近70年的发展历史, 但迄今仍是天然气和炼厂气净化中应用最广泛的工艺。通过应用醇胺法脱硫工艺应用，经过脱硫装置脱除的酸性气体，进而输入硫磺回收装置回收硫磺，经硫磺成型设施生产出硫磺工业品，硫磺回收装置尾气经处理燃烧后排放大气，从而达到了经济效益与社会效益的最大化，取得了良好的效果。在众多的脱硫工艺中，没有十全十美的具有绝对优势的方法, 而是各有其使用范围与特点，在实际应用时需要根据情况进行相应合适的选择。
2工业化天然气脱水应根据脱水的目的、要求和处理规模等，并结合各种脱水方祛的特点进行经济和技术比较，从而选择出最为合适的脱水方法和脱水工艺。
参考文献
[1] 刘莉华,邹东福.天然气脱硫装置工艺设计对环境的保护[J].内蒙古石油化工, 2012(13): 36-38.[2] 周家伟,周伟,张淑华.普光气田天然气净化厂联合装置运行简介[D].化学工程与装备.2011;[3] 彭海媛,洪凡,膜气体吸收技术脱除电厂烟气二氧化碳的研究进展[j].膜科学与技术,2011,31(1):113-115 [4] 马卫锋,张勇,李刚,等.国内外天然气脱水技术发展现状及趋势[J].管道技术与设备,2011,6(6):49-51.[5]何茂林,梁政,李永生.天然气三甘醇脱水装置的国产化研究[J].钻采工艺,2007,30(4):102-104.[6] 王念兵,王东芳,张辉.天然气三甘醇脱水系统工艺技术[J].油气田地面工程,2003,22(5):80.[7] 谢书圣,徐心茹,杨敬一,等.天然气三甘醇脱水系统吸收塔模拟计算研究[J].计算机与应用化学,2011,28(3):343-346.[8] 张加奇.三甘醇脱水和分子筛脱水对比探究[J].中国石油和化工标准与质量,2013(12):37.[9] 胡耀强,何飞,韩建红.天然气脱水技术[J].化学工程与装备,2013(3):151-153.[10] 胡晓敏,陆永康,曾亮泉,分子筛脱水工艺[J].天然气与石油,2008,26(1):39-41.[11] 祁亚玲,天然气水合物和天然气脱水新工艺探讨[J].天然气与石油,2006,24(6):35-38.[12] 何策,张晓东.国内外天然气脱水设备技术现状及发展趋势[J].石油机械,2008,36(1):69-73.[13] 何策,程雁,额日其太.天然气超音速脱水技术评析[J].石油机械,2006,34(5):70-72.[14] 宋婧,王丽,陈家庆.喷管超音速分离技术在天然气脱水中的应用研究[J].北京石油化工学院学报,2010,18(1)：21-25.
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