淺析天然氣脫硫主要方法

屈志偉

摘 要：天然氣作為一種清潔能源隨著需求量越來越大，但在開采過程許多氣井往往含有硫化氫成分，硫化氫會造成設備及管道腐蝕，污染環境，對人身體健康有危害，從而影響了天然氣集輸、處理及使用。隨著科學技術的發展，天然氣脫硫技術的廣泛使用很好的解決了這些問題，但同時天然氣凈化處理成本也相應的增加。天然氣脫硫技術有許多種，需要優選最佳脫硫技術，以最少的投資獲得最佳的效益。本文主要對兩種脫硫技術進行簡要論述，分析優缺點，提供參考。

關鍵詞：天然氣；脫硫；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.10.077

1 引言

目前，國內外主要用于工業生產的脫硫技術有：干法（物理）脫硫、生物脫硫和濕法脫硫三大類。濕法脫硫包括吸收法和濕式氧化法，濕法脫硫以醇胺吸收為代表的化學吸收法已在工業中大量應用，將氣體中的H2S轉移至液相，從而使氣體得到凈化。生物脫硫技術，在微氧條件下，將H2S氧化成單質硫和H2SO4，目前生物脫硫技術還不成熟。干法脫硫技術則包括氧化鐵法、活性碳法、分子篩法、離子交換法、膜分離法、生化法等，目前工業上小規模天然氣脫硫處理應用最廣泛為是干法變壓吸附技術，全電腦控制，自動運行，還可實現自動切除故障塔，從而實現長周期安全運行。

2 脫硫方法介紹及優缺點對比

2.1 脫硫方法介紹

（1）無定形羥基氧化鐵（干法）。特點：具有脫硫精度高、硫容高、強度好、可無人值守的特點，被廣泛應用于天然氣、合成氣、沼氣、煤氣、煤層氣及各種化工含硫物料中H2S的脫除；無定型羥基氧化法脫硫為反應法脫硫，無法控制脫硫深度，為精脫工藝，隨著脫硫劑的飽和，脫硫塔穿透，脫硫效果會明顯下降，凈化天然氣中的H2S含量也會急劇上升，需及時更換脫硫劑。

反應機理：FeOOH+2H2S→FeSSH+2H2O

工作硫容：≥35%（W）；

主要設備：1臺預處理分離器、1套撬裝化脫硫裝置。

（2）復合脫硫劑（R-X）（濕法）。特點：復合脫硫劑體系在吸收塔中與H2S和硫醇等有機硫反應，形成牢固的硫化物，形成脫硫劑的富液；富液進入再生塔后與空氣充分混合，在復合催化劑的作用下快速再生生成硫磺，貧液循環使用；具有反應速度快、選擇性好、穩定、腐蝕性小的特點，需有人值守。

反應機理：R-X（復合脫硫劑）+H2S→R-HS-HX 吸收反應

R-HS+HX+O2→R-X-H2O+S 再生反應

工作硫容：30%～50%（W）；

主要設備：吸收塔、再生塔、捕硫槽、貧液泵、鼓風機、閃蒸罐、補水罐、氣液分離器、硫磺儲存設置等。

2.2 脫硫方法優缺點對比

通過比較，濕法氧化法脫硫脫硫效率高，可將H2S一步轉化為單質硫，但廉價、高效、易再生、組成簡單、穩定性好的脫硫劑是濕式氧化法發展的難點。濕法工藝脫硫負荷高，工藝流程及輔助系統復雜、投資高、能耗大、人員管理成本高。濕法脫硫吸收法本文沒有重點進行敘述，吸收法本質上是對氣體中的H2S進行提濃，該法工藝本身存在腐蝕、溶液降解及發泡等操作困難。干法脫硫工藝具有流程及輔助系統簡單，撬裝化程度高、占地面積小、便于搬遷、操作彈性大、脫除程度高、能耗小、投資低等優點，特別適用于氣體精細脫硫。干法工藝大多是利用固體脫除劑吸收或者是轉化作用，將硫化氫變成單質硫或者形成其他固體化合物。

3 結語

通過上述對兩種脫硫方法的優缺點對比，可以看出現有的脫硫技術還需要隨著科學進步不斷發展改進，才能滿足現有天然氣凈化處理需求。天然氣開采與儲運也會促進現有脫硫技術的不斷改進從而達到更好的效果。脫硫技術種類較多，但根據生產需要，要盡量選用干法方法脫硫，干法方法脫硫不但能耗小，而且污染少，節約成本。降低能耗、操作簡單、操作費用低是結合現狀脫硫技術未來仍繼續發展的方向。

參考文獻：

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