天研院脱硫、硫磺回收工艺技术动态

天然气、炼厂气脱硫工艺科技进步主要体现在节能降耗、提高效率。近期开展的主要工作是大力推广甲基二乙醇胺系列配方脱硫溶剂,如西南油气田分公司天然气研究院针对醇胺较难脱除炼油厂干气、液化气中有机硫的情况,开发具有较好有机硫脱除能力的配方脱硫溶剂,配方熔剂以ＭＤＥＡ为基础,加入适量的添加剂复配而成,既保持了ＭＤＥＡ低能耗、不易降解、酸气负荷高等优点,同时又提高了溶液对有机硫的脱除能力。开发的配方脱硫溶剂对液化气中有机硫的脱除率比ＭＤＥＡ水溶液高20%～30%;针对川东温渡黄地区高含硫气田需要大量脱除硫化氢、二氧化碳…     

醇胺法脱硫脱碳工艺的回顾与展望

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。20世纪90年代以来,醇胺法工艺最重要的进展是普遍采用配方型溶剂,目前我国的天然气和炼厂气净化装置几乎全部采用此类溶剂。配方型溶剂按其不同的功能大致可分为3类：加强选吸型(I型)、脱硫脱碳型(Ⅱ型)和脱有机硫型(Ⅲ型)。应根据原料气的组成与净化气的规格要求来选择配方型溶剂的类型及其配方。     

天然气中有机硫化合物脱除工艺评述

天然气中有机硫化合物脱除技术的研发和选择是川东北地区高含硫气田开发的关键技术之一。为此, 综合了分析国内外天然气中有机硫化合物脱除工艺技术。目前已开发出的多种类型工艺中, 应用最为广泛的是以Sufinol法为代表的物理/化学混合溶剂吸收法。中国石油西南油气田公司天然气研究院最近也针对罗家寨、渡口河等高含硫气田所产天然气中同时含有一定量有机硫化合物的情况，开发成功了一种新型物理/化学混合溶剂（CT8 20）。提出原料气中有机硫含量不太高且又以COS为主时，可以采用混合胺溶剂；结合脱除有机硫的要求，高含硫天然气净化工艺流程也有很多改进，其中最重要的是组合/串级流程；建议西南油气田公司加紧开发相关有机硫脱除工艺技术，包括在还原-吸收法尾气处理工艺中应用物理/化学混合溶剂进行选吸脱硫的技术, 探索适用于脱除原料气中有机硫的空间位阻胺、与天然气中有机硫水解（转化）有关的催化剂研制、应用于物理/化学混合溶剂脱硫（及有机硫化合物）的新型物理溶剂。     

川渝地区含硫天然气净化技术研究

川渝地区天然气田多数为含硫甚至高含硫气田,有的还含有较多二氧化碳和有机硫,这些气田的开发需要解决与天然气净化相关的技术问题。中石油西南油气田公司天然气研究院在该技术领域的研究中,已在醇胺溶剂、物理化学溶剂、配方溶剂、液相氧化还原、干法等脱硫技术及硫磺回收技术方面取得了一系列成果,并在天然气净化中获得成功应用。目前围绕高含硫天然气开发问题,开展了多项天然气净化课题的研究。     

高效有机硫脱除溶剂CT8-24的研究

对空间位阻胺配方溶剂脱除天然气中H2S和有机硫的性能进行了实验研究,开发出了高效有机硫脱除溶剂CT8-24。室内实验结果表明,CT8-24对H2S和有机硫的脱除性能明显优于传统的Sulfinol-M溶剂,在相同条件下,对COS脱除率可提高39.3%,对甲硫醇脱除率提高17.4%,净化气中H2S含量可降低94.1%。针对高含硫气质,采用CT8-24溶剂体系时,溶液循环量与Sulfinol-M溶剂体系相比可降低28.5%,酸气负荷则可提高39%,具有良好的节能降耗效果。     

国产复合溶剂在高酸性气田的应用

MDEA溶剂对高酸性气体的脱硫脱碳具有净化度高、能耗低、稳定性高、防腐蚀性及选择性强等优点,但用于含有较高有机硫天然气净化时,单纯MDEA溶液的脱除能力难以令人满意。随着国内高含有机硫海相气田的相继投产,开发出脱有机硫能力强的溶剂越来越重要,华东理工大学研制的UDS复合配方溶剂率先在川东北高含硫气田的普光和元坝净化厂进行了工业试用,取得了较为满意的效果。     

高含硫天然气有机硫脱除技术的研究

用于高含硫天然气有机硫脱除的工艺方法主要有化学物理溶剂法和物理溶剂法。在化学物理溶剂法中,Sulfinol工艺因具有酸气负荷高、再生能耗低、有机硫脱除效果好等优点而得到较广泛的应用。中石油西南油气田公司天然气研究院在高含硫天然气有机硫脱除技术方面进行了大量的研究工作,使能选择性脱除H2S与有机硫的化学物理混合溶剂（MDEA与环丁砜的混合溶剂）在重庆天然气净化总厂得到推广应用,取得了良好的经济和社会效益;针对川东北高含硫天然气的气质特点,开发出了高酸性天然气有机硫脱除溶剂CT8-20;还开展了物理溶剂CT8-21脱除较高含硫天然气中H2S和有机硫性能的研究,取得了较好的效果。     

高效有机硫脱除溶剂研发及性能考察

针对GB 17820-2018《天然气》对商品气中总硫含量的严格要求,通过室内实验,对多种类型的有机硫脱除溶剂配方进行评价,筛选出一种具有较高有机硫脱除性能和一定脱硫选择性的物理-化学溶剂。考察了气液体积比、吸收压力及填料高度等工艺条件对该溶剂吸收性能的影响,同时也考察了再生温度、闪蒸气量和溶液性能稳定性等关键指标,明确了碳硫比对选择性的影响。在原料气中CH 3SH和COS质量浓度均为30 mg/m^3且碳硫比大于5.0的条件下,新溶剂有机硫脱除率最高可达86.87%,CO 2脱除率为76.42%,可更好地保障商品气中总硫指标,并降低商品气量损失。     

高含硫天然气脱硫脱碳工艺技术在普光气田的应用研究

普光气田是我国迄今为止开发的规模最大、丰度最高的特大型海相碳酸盐岩整装气田,天然气中H2S含量高达13%～18%(φ),CO2为8%～10%(φ),有机硫化合物高达340.6mg/m3,常规脱硫脱碳工艺无法适用。该文通过对高含硫工艺技术进行研究分析,制定了普光气田天然气净化工艺路线,选用甲基二乙醇胺(MDEA)作为吸收溶剂,通过催化反应脱除天然气中有机硫,设置级间冷却器控制CO2的吸收,吸收溶剂通过串级吸收、联合再生,降低了装置能耗和运行成本。该工艺在普光气田应用后,外输产品气中H2S含量在6mg/m3以下,CO2含量低于3%(φ),总硫含量低于200mg/m3。     

空间位阻胺在有机硫脱除溶剂中的应用

由于GB 17820—2018《天然气》中对总硫含量要求标准的提高,含有机硫天然气的净化气气质达标问题日益突出,急需研究出对天然气有机硫具有良好脱除效果的溶剂。总结了目前国内外常用的有机硫脱除溶剂类型,发现具有特殊结构的空间位阻胺对有机硫的脱除具有良好效果,选出具有潜在有机硫脱除效果的位阻胺类型。以空间位阻胺TBEE为例,从分子结构入手,分析了其具有有机硫脱除效果的原因,并搭建了相应的室内实验装置,实验对比了MDEA-水、MDEA-环丁砜-水及MDEA-TBEE-环丁砜-水溶剂的有机硫脱除效率,并对影响溶剂脱除效率的主要因素进行了分析,在其他操作因素不变情况下,吸收塔中的气液比和原料气中酸性气体浓度降低,则有机硫脱除率上升;填料高度和吸收塔压力降低,则有机硫脱除率降低。实验结果表明,在传统的物理—化学溶剂体系中加入一定量的TBEE后,可有效提高溶剂脱除硫醇类有机硫的效率。研究结果为天然气有机硫脱除提供了一种良好的工艺方法和思路,可在天然气有机硫脱除工程中进行应用。