楊　攀，龔經(jīng)緯

高含硫氣田天然氣處理工藝研究

楊攀，龔經(jīng)緯

（四川省機(jī)械研究設(shè)計(jì)院，四川成都 610063）

我國(guó)具有豐富的天然氣資源，在已探明的天然氣氣田中，含硫天然氣氣田約占三分之一，高含硫天然氣處理工藝復(fù)雜，凈化難度大，是目前天然氣凈化和使用過(guò)程中亟需解決的重要課題。筆者主要對(duì)高含硫天然氣處理工藝進(jìn)行了詳細(xì)研究，以期為國(guó)內(nèi)同類型天然氣處理工藝提供參考依據(jù)。

高含硫；天然氣；處理；工藝；研究

高含硫氣田在我國(guó)已探明的天然氣資源中占有較大的比重，因此，高含硫天然氣的開(kāi)采和處理工藝日趨重要。目前，國(guó)內(nèi)天然氣處理廠主要使用Sulfinol-M工藝脫除原料氣中的H2S和部分CO2，采用三甘醇（TEG）吸收法脫除濕凈化氣中的H2O，工程中采用二級(jí)常規(guī)克勞斯（Claus）工藝回收脫硫單元以及尾氣處理單元汽提酸氣中的H2S，并且在尾氣處理單元使用串級(jí)SCOT工藝來(lái)降低SO2排放量。本文研究?jī)?nèi)容可為以后的高含硫氣田天然氣處理工藝提供借鑒。

1　高含硫天然氣凈化處理工藝流程

首先，高含硫天然氣進(jìn)入脫硫裝置，脫除其中的硫化氫和部分二氧化碳，濕凈化氣進(jìn)入脫水裝置進(jìn)行脫水處理；其次，酸氣自脫硫裝置出來(lái)后進(jìn)入硫磺回收裝置去除硫化氫；最后，硫磺回收尾氣送至尾氣處理裝置，從尾氣處理裝置吸收塔底出來(lái)的砜胺液作為半貧液從脫硫裝置的中部進(jìn)入吸收塔，經(jīng)尾氣處理裝置處理后的尾氣焚燒后經(jīng)煙囪排入大氣，尾氣處理裝置的酸性水送至酸水汽提設(shè)施，汽提出的酸氣返回硫磺回收裝置，經(jīng)汽提后的酸性水用作循環(huán)補(bǔ)充水。

2　脫硫處理工藝

脫硫工藝采用Sulfinol-M溶液對(duì)含硫天然氣進(jìn)行脫硫處理，脫除原料天然氣中的硫化氫和部分二氧化碳等酸性氣體。該工藝具有如下特點(diǎn)：①能夠有效降低溶液的表面張力；②Sulfinol比熱容較小，熱交換負(fù)荷很低；③Sulfinol在抑制烷醇胺分解的過(guò)程中，既可以凈化硫化氫和二氧化碳，還能脫出有機(jī)硫化物；④溶液循環(huán)量及蒸汽消耗?。虎莩杀据^高，設(shè)備腐蝕較小。

3　脫水處理工藝

TEG吸收法是目前國(guó)內(nèi)外采用的主要脫水方式，濕凈化氣經(jīng)過(guò)脫硫裝置脫除硫化氫和二氧化碳后進(jìn)行脫水處理。與傳統(tǒng)的乙二醇、二甘醇等醇類相比，TEG溶劑具有如下特點(diǎn)：①熱穩(wěn)定性較好，便于再生；②蒸汽壓力低，損失的能量小，能獲得更大的露點(diǎn)降。但其也存在一定的缺點(diǎn)：①再生過(guò)程中需要的能耗大，并且存在能量損失；②極易被污染，發(fā)生氧化反應(yīng)后，可生成腐蝕性的有機(jī)酸；③設(shè)備維護(hù)較為復(fù)雜，需要的場(chǎng)地空間大，投資和運(yùn)行成本相對(duì)較高。TEG吸收法與固體吸附法分子篩吸收相比具有以下優(yōu)勢(shì)：后者的吸濕性要好于前者，但前者透析成本比后者低，適用于大流量的高壓天然氣，在同樣達(dá)到凈化標(biāo)準(zhǔn)的前提下，前者的投資和運(yùn)營(yíng)成本比后者低。

4　硫磺回收處理工藝

硫磺回收裝置采用二級(jí)常規(guī)克勞斯工藝回收脫硫單元以及尾氣處理單元汽提酸氣中的硫化氫。經(jīng)過(guò)上百年的發(fā)展，克勞斯硫磺回收工藝已經(jīng)趨于成熟。部分硫化氫在熱反應(yīng)段被燃燒成二氧化硫，剩下的硫化氫和二氧化硫在熱反應(yīng)段和催化反應(yīng)段反應(yīng)生成硫單質(zhì)。克勞斯反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，所以，硫化氫和二氧化硫不可能完全轉(zhuǎn)化，影響了總硫的回收。二級(jí)克勞斯的硫磺回收率最高可達(dá)96%。

5　尾氣處理工藝

由于原料氣含有較高的硫分，通常尾氣處理裝置采用串級(jí)SCOT 工藝處理硫磺回收裝置的尾氣。試驗(yàn)證實(shí)，串級(jí) SCOT工藝是目前世界上尾氣凈化程度最高的處理技術(shù)，能夠有效地減少二氧化硫的排放量，與其他的尾氣處理工藝相比，串級(jí) SCOT 工藝具有投資和操作成本低，裝置占地面積小，凈化度和硫回收率高等特點(diǎn)。尾氣中含有的硫化物和硫元素能完全被還原成硫化氫，其中的水分經(jīng)過(guò)冷凝冷卻去除后，在低壓脫硫吸收塔被 MDEA 溶劑選擇性吸收，尾氣中含有的大部分硫化氫氣體經(jīng)焚燒后排放到大氣中。含硫酸水經(jīng)酸水汽提塔汽提后返回硫磺回收裝置回收硫磺。

6　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在高含硫天然氣處理過(guò)程中，主要選用化學(xué)溶劑法 Sulfinol-M 工藝脫除天然氣中的硫化氫和二氧化碳，采用TEG吸收法進(jìn)行脫水，采用二級(jí)常規(guī)克勞斯工藝回收脫硫以及處理尾氣中的硫化氫，使用串級(jí)SCOT工藝處理硫磺回收裝置的尾氣，降低二氧化硫排放量，確保凈化后的天然氣符合國(guó)家要求。

［1］ 汪家銘，林鴻偉.SCOT硫回收尾氣處理技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用［J］.化肥設(shè)計(jì)，2012，（4）.

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［5］ 岑芳，賴楓鵬，羅明高，等.高含硫氣田開(kāi)發(fā)難點(diǎn)及對(duì)策［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2007，（3）.

High Sour Gas Field Gas Processing Technology

Yang Pan，Gong Jing-wei

China has abundant natural gas resources，has proven natural gas field，the sour gas field about one-third，due to the high sulfur gas processing complex process，purification is difficult，is the natural gas purification and use needed to solve important issues.We mainly for high-sulfur natural gas treatment processes were studied in detail，in order to provide reference for the same type of gas treatment process.

high-sulfur；natural gas；processing；Technology；Research

TE868

B

1003-6490（2016）06-0082-01

2016-06-15

楊攀（1987—），男，四川邛崍人，助理工程師，主要從事天然氣處理、油氣集輸?shù)确矫婀ぷ鳌?/p>