天然气脱硫工艺技术选择

浅析天然气脱硫主要方法
天然气脱硫是指将含有高硫化物的天然气中的硫化氢、二硫化碳等硫化物分离出去的
过程。

对于天然气脱硫，主要有以下几种方法：
1. 物理吸收法：物理吸收法是通过将含有高硫化物的天然气与具有较高溶解度的溶
剂接触，使硫化氢等硫化物从天然气中被溶剂吸附和吸收。

常用的溶剂有甲醇、乙二醇等。

物理吸收法具有脱硫效果好、工艺简单等特点，但其能耗较大，处理量较小（多用于小规
模天然气脱硫）。

3. 生物脱硫法：生物脱硫法是通过利用硫氧化细菌等微生物将含有高硫化物的天然
气中的硫化氢等硫化物氧化为硫酸盐（或硫元素），从而达到脱硫的目的。

生物脱硫法具
有脱硫效果好、对环境友好等特点，但其操作条件较为特殊，处理量较小。

4. 吸附法：吸附法是通过将含有高硫化物的天然气通过一种吸附剂进行吸附，从而
将硫化氢等硫化物分离出去。

常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。

吸附法具有脱硫效果好、操作简便等特点，但吸附剂的再生和更新会产生一定的成本和环境问题。

以上所述的天然气脱硫方法各有优缺点，选择合适的脱硫方法需要考虑天然气的硫化
物含量、处理量、设备投资、操作成本、环境影响等因素。

在实际应用中，往往采用多种
方法的组合来实现对天然气的有效脱硫。

气田高含硫污水负压气提脱硫技术中石化普光高含硫气田(以下简称普光气田)天然气开发过程中，地层产出水中硫的质量浓度高达500~2000mg/L，pH值为7.0~8.5，呈弱碱性，导致污水集输管线设备的腐蚀、结垢。

水中H2S如果外泄还将引发安全事故，因此必须进行污水处理。

目前，处理含硫污水的方法有很多，如化学药剂氧化法、化学沉淀法、气提法及生化法等。

化学药剂氧化法通过加氯、臭氧、高锰酸钾、过氧化氢等将硫化物氧化去除，该法适宜处理含硫量低的污水，当污水中硫含量高时，处理成本高，而且投加的强氧化剂易造成管线和设备的腐蚀。

化学沉淀法是通过向废水中投加亚铁或铁盐等，使其生成难溶物进行去除，但当污水中硫含量高时，系统产生泥量大，处理成本高。

气提法是通过气提气与污水在气提塔中逆流接触，降低气提塔内H2S 的分压，加速污水中H2S的解吸从而达到脱硫目的，该法受压力、pH值、气液传质影响较大，在含硫污水pH值较高情况下脱硫效果差。

生化法一般用于处理硫化物的质量浓度小于50mg/L以下的含硫废水。

针对普光气田高含硫、高pH值污水特征，经“气提脱硫+氧化除硫+絮凝沉降+过滤”污水工艺处理后总体水质达到了SY/T5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》的要求。

但目前产出水处理工艺尚存在以下问题：气提脱硫工艺除硫率低，过量氧化剂除硫易造成腐蚀，污水处理成本高及含硫尾气无法做到无害化处理。

本研究通过开发高效低成本的物理除硫技术，配套尾气处理设施，以达到减少氧化剂用量，降低水处理系统腐蚀风险和环保排放的目标。

一、水处理方案确定1.1 现有污水处理工艺存在的问题随着普光气田开发，产出水从CaCl2型转变为NaHCO3型后呈碱性，产出水具有高pH值、高含硫等特点，经处理后，总体上水质基本达标，但目前产出水处理工艺存在以下问题。

(1)现有的气提除硫工艺采用站内天然气或氮气气提，气/液比为30∶1(体积比，下同)左右，操作温度20~35℃。

天然气脱硫脱碳工艺综述
天然气脱硫技术主要分为物理吸收法、化学吸收法、氧化还原法、膜分离法、氧化法等多种方法。

物理吸收法是利用溶液对二氧化硫进行吸收，利用温度、压力等条件控制反应过程。

该方法具有高度的可靠性和灵活性，抗污染性能好，但运行成本较高。

化学吸收法基于液相中酸性氧化剂的特性，通过萃取和还原甲基二硫物质来实现脱硫。

该方法成本较低，但会消耗大量氧化剂，并产生一定量的二氧化碳。

氧化还原法利用还原剂和氧化剂对气相中的二氧化硫进行氧化还原反应，其中还原剂和氧化剂均可以循环利用。

但该方法对环境影响较大，同时生成的化学物质可能对系统运行造成不良影响，需要密切关注。

膜分离法基于膜的分离性能，对天然气中的二氧化碳进行分离。

该方法适用于小规模工业生产，但不适用于大规模生产。

氧化法利用氧化剂对硫化物进行氧化，该方法具有高效、环保，但由于设备投资和运行成本高，目前尚未大规模应用。

其它一些较新的技术包括生物脱硫，利用微生物菌株等方法生物还原有害物质，特别适用于异硫化物的治理；天然气水合物法，通过将天然气水合物与硫物反应，吸收二氧化碳，解决化学吸收法中氧化剂消耗和产生二氧化碳的问题，这些新技术正在不断发展中，前景广阔。

总的来说，在天然气脱硫脱碳技术中，应根据不同的设备、生产规模等情况，结合运行成本、环境污染等因素选择合适的工艺路线。

同时，随着研究的深入，新的技术和方法也在不断涌现，这些技术的应用将更多地推动天然气行业的健康发展。

天然气脱硫工艺流程
天然气中含有大量的二氧化硫，需要进行脱硫处理，以减少对环境的污染和对设备的腐蚀。

目前常用的天然气脱硫工艺有化学吸收法、生物法和物理吸附法。

化学吸收法是目前应用最广泛的脱硫工艺，其基本原理是将天然气与一种能与二氧化硫发生化学反应的溶剂接触，溶剂中的化学反应产物与二氧化硫结合，从而实现脱硫。

整个化学吸收法的工艺流程可分为吸收、析出、再生和尾气处理四个环节。

首先，天然气进入吸收塔，与含有溶剂的吸收液进行接触。

吸收塔中通常设置有填料，增加接触面积，使天然气与溶剂充分混合。

在接触的过程中，二氧化硫会与溶剂中的一种活性物质发生化学反应，生成可溶解于溶剂中的硫化物。

接下来，通过在脱硫塔中进行适当的压力和温度的变化，使得溶剂中的硫化物从溶解状态转变为析出状态。

这样，硫化物就从溶剂中分离出来，并沉积在塔底的析出器中。

然后，对析出后的溶剂进行再生处理。

通过对析出液进行加热，溶剂中的硫化物可以再次转化为可溶解的硫化物，从而方便后续的循环使用。

经过再生处理后的溶剂可以回流到吸收塔，继续进行脱硫操作。

最后，对脱硫后的尾气进行处理。

尾气中可能还残留有少量的
二氧化硫，需要进一步处理以达到排放标准。

常用的尾气处理方法有吸收法、膜分离法和催化氧化法等。

总的来说，天然气的脱硫工艺流程是一个多环节、连续进行的过程。

通过吸收、析出、再生和尾气处理等步骤，可以有效地将天然气中的二氧化硫去除，达到环保和能源利用的双重目标。

不断的技术创新和工艺优化，将进一步提高天然气脱硫工艺的效率和经济性。

H2S在天然气是一种有害杂质,它的存在不仅会引起设备和管路腐蚀、催化剂中毒,而且更严重地威胁人身安全,是必须消除或控制的环境污染物之一。

脱硫装置按操作特点、脱酸原理可分为：1、间歇法：其特点是脱酸气容器只能批量生产，不能连续生产。

按脱酸气原理可分为化学反应法和物理吸附法。

属化学反应法的的有：海绵铁法、氧化锌法等，由于与酸气的反应物不能再生，作为废弃物处置，故仅用于气量小、含酸气浓度低的场合。

用分子筛脱除酸气属物理吸附法。

2.化学吸收法：在塔器内以弱碱性溶液为吸收剂与酸气反应，生成某种化合物。

在另一塔器内，改变工艺条件（加热、降压、汽提等）使化学反应逆向进行，碱性溶液得到再生，恢复对酸气的吸收能力，使天然气脱酸气过程循环连续进行。

各种醇胺溶液是化学吸收法内使用最广泛的吸收剂，他们有一乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、二甘醇胺（DGA）、甲基二乙醇胺（MDEA）、二异丙醇胺（DIPA）等。

此外，还有热钾碱法。

醇胺法是目前使用最广的天然气脱酸气工艺。

3.物理吸收法：以有机化合物为溶剂，在高压、低温下使酸气组分和水溶解于溶剂内，使天然气“甜化”和干燥。

吸收酸气的溶剂又在低压、高温下释放酸气，使溶剂恢复吸收能力，使脱酸过程循环持续进行。

物理溶剂再生时所需的加热量较少，适用于天然气内酸气负荷高，要求同时进行天然气脱水的场合，常用于海洋脱除大量CO2。

物理吸收法大都具有专利，如：Selexol法（吸收剂为聚乙二醇二甲醚）、Rectisol法（吸收剂为甲醇）、Fluor法（吸收剂为碳酸丙烯）等。

4.混合溶剂吸收法：由物理溶剂和化学溶剂配制的混合溶剂，兼有物理吸收和化学吸收剂性质。

如：Sulfinol法（吸收剂为属物理溶剂的环丁砜和属化学溶剂的DIPA或MDEA的混合溶剂，称砜胺法）。

5.直接氧化法：对H2S直接氧化使其转换成元素硫，如：Claus （克劳斯）法、LOCAT法、Stretford（蒽醌）法，Sulfa-check等。

天然气净化中的脱硫方法与节能措施一、脱硫方法1. 化学脱硫法化学脱硫法是指通过化学反应将天然气中的硫化氢和二氧化硫转化成不易挥发的化合物，从而达到脱硫的目的。

常用的化学脱硫剂包括氢氧化钠、石灰石、氢氧化钙等。

这些化学脱硫剂可与天然气中的硫化氢和二氧化硫发生化学反应，生成硫化钠和硫酸钙等化合物，使有害物质被固定在脱硫剂中，从而实现脱硫的效果。

2. 生物脱硫法生物脱硫法是利用一些特定的微生物或微生物组合，通过在适宜条件下的培养和生长，将天然气中的硫化氢和二氧化硫转化成不易挥发的硫酸盐或硫醇等化合物，从而实现脱硫的过程。

生物脱硫法具有操作简单、成本低廉、环保性强等优点，由于其对脱硫剂的选择要求较高，操作条件比较严格，因此在一些特殊的情况下使用较多。

3. 吸附脱硫法吸附脱硫法是通过一些特定的吸附剂对天然气中的硫化氢和二氧化硫进行吸附，从而降低天然气中有害物质的含量。

常用的吸附剂包括活性炭、分子筛、氧化铁等。

这些吸附剂具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构，能够有效地吸附天然气中的硫化氢和二氧化硫，达到脱硫的目的。

二、脱硫节能措施1. 优化脱硫工艺针对不同的天然气成分和脱硫要求，选择合适的脱硫方法和脱硫剂，优化脱硫工艺参数，减少脱硫剂的使用量，提高脱硫效率，降低能耗和成本。

2. 废热利用天然气脱硫过程中产生的废热可以通过热交换器进行回收利用，用于加热天然气或其他设备的预热，降低外部能源消耗，提高能源利用效率。

3. 设备改造对存在能耗高、效率低的脱硫设备进行改造升级，采用先进的技术和材料，提高设备的脱硫效率，并且减少能源消耗。

4. 联合生产将脱硫过程与其他生产过程进行联合，如与蒸馏、热电联产等生产过程进行联合，充分利用废热，减少外部能源消耗，降低生产成本，提高资源利用效率。

5. 节约用水在脱硫过程中，合理利用循环水和节约用水，减少废水排放，降低水资源消耗，达到节约能源的目的。

三、结语天然气净化中的脱硫方法和节能措施是保障天然气清洁使用、提高生产效率和降低环境污染的重要手段。

天然气生物脱硫工艺一览资料要点天然气生物脱硫工艺一览2015.11生物脱硫( BDS) 是指在常温常压的温和反应条件下，利用特殊需氧、厌氧微生物( 菌种) 的催化作用，在人为控制条件下将原料中的 H2S 或有机硫化合物转化为元素硫或硫酸盐的一种工艺过程。

由于全球能源供应紧张、排放标准日益严格，生物脱硫工艺的技术开发受到普遍重视。

当前，生物脱硫工艺的应用涉及煤炭、原油及油品加工，炼厂废气处理，天然气、地热气及生物燃气净化等诸多化石能源与新型能源领域，并在化工、造纸和采矿等工业中也有应用，故生物脱硫被誉为 21 世纪最有发展前景的脱硫新工艺。

1 发展历程早在1887 年俄罗斯 Winogradsky 就发现了某些微生物具有将硫化物氧化为元素硫的能力。

1950 年代Leathen 等首次从煤坑污水中分离出以硫化氢为营养源的氧化亚铁硫杆菌( T(F) ，Baalsrud 等发现了硫杆菌属的脱氮硫杆菌( T(D) ，随后又发现了同样具有生物脱硫能力的排硫硫杆菌( T(T) ，这 3 种化能自营养型硫杆菌的发现及成功分离奠定了油气工业生物脱硫工艺技术开发的基础。

1994 年美国气体研究院( G,I) 与联邦能源部合作，联合开发了天然气脱硫专用的混合菌群，其商标名称为BIODESULF。

该菌群至少由 4 种硫酸盐还原菌/硫化物氧化菌( N,SOB) 组成，其功能与 T(D 菌很相似，其特点是 BIODESULF 工艺可以在无氧的条件下运行，但该混合菌群至今尚未见工业应用的报导。

虽然Paneray 在1957 年就申请了利用土壤微生物脱除废气中H2S 的美国专利，但直到1984 年日本钢管公司京滨制作所的2 套处理尾气中H2S 的Bio-S,法生物脱硫装置投入运行，生物脱硫工艺才首次在气体净化工业中得到应用。

Bio-S,法工艺利用T(F 菌的氧化作用在吸收塔内将 H2S 氧化为元素硫，分离回收硫后的脱硫溶液泵入生物反应塔再生，在T(F 菌作用下将 Fe2 +氧化为Fe3 +。

天然气脱硫工艺技术选择蒋清梅;杨洋【摘要】介绍了天然气脱硫的常用技术,脱硫剂的选择、反应原理、工艺技术特点(氧含量、湿度、温度).着重介绍了齐鲁石化达州化肥项目天然气脱硫工艺技术,即采用湖北省化学研究所气体净化研究开发中心的T703氧化铁脱硫剂和T504水解催化剂及其组成的“夹心饼”脱硫工艺.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2013(041)003【总页数】3页(P133-134,139)【关键词】天然气脱硫技术;固体脱硫技术;常温精脱硫;水解催化剂脱硫;技术要点【作者】蒋清梅;杨洋【作者单位】重庆化工职业学院化学工程系,重庆400020;重庆川维石化工程有限责任公司,重庆401254【正文语种】中文【中图分类】TE64齐鲁石化达州化肥项目是以中国石化川东北天然气为原料，利用齐鲁石化第二化肥厂闲置的合成氨及尿素装置的主要设备和材料，建设一套大型合成氨装置，生产合格的大颗粒尿素产品。

项目合成氨装置需要原料为普光气田天然气，天然气虽经初脱硫化氢，但仍含有大量硫化物，少量硫的存在都会使合成氨工艺所使用的催化剂迅速中毒。

另外，硫化氢还会使管道和设备发生腐蚀，缩短使用寿命。

因此，为了减少硫化物对下游装置的影响，必须对天然气进行再次脱硫，进一步降低硫含量，以利于下游装置的正常运行。

普光天然气净化厂采用的工艺技术主要是MDEA(甲基二乙醇胺)法脱硫，三甘醇法脱水，常规克劳斯二级转化法回收硫磺，再配以加氢还原吸收尾气处理和酸水汽提的工艺技术路线，脱硫后天然气总硫含量≤200 mg/Nm3，其中H2S≤20mg/Nm3，COS≥70%，RSH≤20%，根据达州化肥项目下游装置对原料天然气中总硫含量的要求，对普光天然气再进行精脱硫，使总硫含量≤30 mg/Nm3。

1 天然气脱硫工艺技术路线选择为达到管输天然气质量指标，脱除天然气中的硫化物及CO2有多种多样的方法，包括以醇胺法 (简称胺法)为主的化学溶剂法，以砜胺法为代表的化学—物理溶剂法、物理溶剂法、直接转化法(亦称氧化—还原法)、吸附法和非再生性的方法等。