XDS溶剂中压吸收脱除高酸性天然气中有机硫性能研究

以具有工业应用背景的XDS为溶剂进行了1.5MPa压力下脱除模拟川东北高酸性天然气中有机硫等有害组分的研究,与MDEA溶剂的净化效果进行了对比,并对XDS溶剂脱除有机硫的机理进行了分析。在操作压力1.5MPa、温度40℃、气液体积比为126的条件下,MDEA溶剂吸收的净化气总硫含量符合二类气指标,而XDS溶剂的净化气H2S含量小于0.5mg/m3、总硫含量小于20mg/m3,达到一类气指标,表明XDS溶剂对天然气中有机硫的脱除效果明显优于MDEA溶剂。     

天然气深度脱硫技术开发与工艺应用总结

针对中石化广元天然气净化有限公司（元坝净化厂）天然气组分和装置特点，为深度脱除有机硫，创新配套开发了LS-05催化剂。110℃下，LS-05催化剂水解活性明显优于国外同类催化剂，有机硫水解率高于99%,综合性能达到国外同类催化剂水平。净化后天然气中羰基硫（COS）质量浓度低于0.5 mg/m³,总硫远低于GB 17820—2018《天然气》一类气技术指标。催化剂在元坝气田天然气净化厂应用后，成功解决了企业天然气气质提升问题，实现了外供天然气总硫稳定控制。     

XDS溶剂高压吸收脱除高酸性天然气中有机硫的模型

以自主研发的XDS为溶剂进行了8.3MPa压力下吸收脱除模拟川东北高酸性天然气中有机硫等有害组分的研究。溶剂质量分数为50 %、操作温度40℃、气/液体积比在130左右时,采用XDS溶剂净化尾气中H2S含量为66.1 mg/m3,明显优于国外溶剂MDEA。有机硫脱除率达到93.70%,比MDEA溶剂高30%以上。吸收模型研究表明,以MDEA为溶剂时的亨利常数大于以XDS为溶剂时的亨利常数,而以MDEA为溶剂时的传质性能因子小于以XDS为溶剂时的传质性能因子,表明在溶解性和传质性能两方面XDS溶剂均优于MDEA溶剂。     

XDS溶剂高压吸收脱除高酸性天然气中有机硫性能模型

以自主研发的XDS为溶剂进行了8.3MPa压力下吸收脱除模拟川东北高酸性天然气中有机硫等有害组分的研究。溶剂质量分数为50 %、操作温度40℃、气/液体积比在130左右时,采用XDS溶剂净化尾气中H2S含量为66.1 mg/m3,明显优于国外溶剂MDEA。有机硫脱除率达到93.70%,比MDEA溶剂高30%以上。吸收模型研究表明,以MDEA为溶剂时的亨利常数大于以XDS为溶剂时的亨利常数,而以MDEA为溶剂时的传质性能因子小于以XDS为溶剂时的传质性能因子,表明在溶解性和传质性能两方面XDS溶剂均优于MDEA溶剂。     

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。     

UDS溶剂吸收脱除焦化干气中有机硫性能研究

为了优化利用炼油厂焦化干气,提高焦化干气中有机硫的脱除水平,以具有良好有机硫脱除性能的UDS高效脱硫溶剂对焦化干气中硫化物进行深度脱除,对比考察了UDS和MDEA溶剂吸收脱除焦化干气中有机硫和H2S的性能,优化了UDS溶剂的吸收工艺条件,并对UDS溶剂吸收脱除焦化干气中有机硫的机理进行了分析。结果表明,在常压,UDS质量分数为50％,气液比为165,吸收操作温度38℃左右的优化的工艺条件下,净化气中H2s和有机硫浓度分别可降至1mg／m^3和10．5mg／m^3,有机硫脱除率可达99．29％,较MDEA溶剂高出约58个百分点。与MDEA溶剂相比,UDS溶剂在脱除焦化干气中有机硫时表现出明显的优势。     

基于GB 17820-2018的天然气净化工艺探讨

近年来,随着我国对环保问题的日益重视,越来越严格的商品天然气标准给天然气净化厂脱硫装置带来了工艺升级改造的严峻挑战。为此,分析了国内外天然气净化厂商品天然气标准及国内天然气现状,并对可降低天然气中H_2S及有机硫含量的3种天然气净化工艺:溶剂脱硫、分子筛脱有机硫和羰基硫水解工艺进行了分析,包括国内外研究现状,技术优缺点以及发展趋势等。结果表明,为达到最新标准GB 17820-2018《天然气》的技术指标要求,部分净化厂需进行技术升级或工艺改进。改进措施首先考虑溶剂升级,若原料气中有机硫含量过高,考虑引入羰基硫水解技术;若原料气中硫醇含量较高,溶剂升级后仍有超标的风险,则需引入分子筛精脱有机硫技术。通过对以上3种措施进行选择性的结合,可基本消除天然气超标的风险。但在以上3种技术的实施和配合使用方面,还需进一步研发相关产品、技术及开发软件等。     

天然气脱COS工艺技术进展评述

GB 17820-2018《天然气》将一类商品气总硫限值规定为20 mg/m3,这既给天然气净化厂脱硫工艺的升级改造带来了严峻挑战,也给气体净化工艺技术进步带来了难得的机遇。国内外的室内研究与工业实践均证明,虽然砜胺类溶剂的COS脱除率甚高,但由于溶剂价格昂贵、对烃类溶解度很高,同时溶剂的选吸功能有可能完全丧失,因而一般不应用于COS脱除。以CT 8-24为代表的活化MDEA溶剂的COS脱除率可以达到90%左右,且仍可保持约30%的选吸效率,适用于COS含量不超过50 mg/m3的场合。当原料气中COS含量很高时,宜考虑采用"1+1"COS脱除工艺。     

万州分厂商品天然气总硫达标技术研究

针对中国石油西南油气田公司高含硫气田开发过程中的有机硫特别是高浓度羰基硫脱除问题,以天然气净化总厂万州分厂为例,分析了目前原料气和净化气组成现状、设计与实际运行情况,指出羰基硫脱除是万州分厂产品天然气总硫达标的关键技术难题,解决方法为:①利用高效脱硫溶剂,但会损失产品气量,影响下游硫磺回收装置燃烧炉稳定运行;②利用组合...     

改性UDS溶剂提高天然气中甲硫醇脱除效率的研究

采用量子化学计算方法优选对甲硫醇具有高效吸收溶解性能的活性组分,并设计与原UDS溶剂进行复配,获得改进的UDS复合脱硫溶剂。测定甲硫醇(MeSH)在改进前后2种UDS溶剂中的溶解平衡行为,考察各溶剂对MeSH的溶解性能。研究改进后UDS溶剂的热稳定性及抗发泡性能。在常压吸收实验装置上对比考察改进前后UDS溶剂对模拟川西海相气田高酸性天然气的吸收净化效果。结果表明:聚乙二醇二甲醚(PEGDME)与MeSH分子间的相互作用力最强,是提高MeSH吸收溶解性能的适宜组分;改进后UDS溶剂对MeSH较原UDS具有更高的平衡溶解度。改进后UDS溶剂具备良好的热稳定性能及优异的抗发泡性能,可以满足天然气净化脱硫工艺的要求。在常压、吸收温度为40℃、气液体积比为360的吸收操作条件下,改进后UDS溶剂对MeSH的脱除率较原UDS溶剂提高10.3百分点,总有机硫脱除率提高5.7百分点,净化气中总硫浓度由70.0mg/m~3降低至54.1mg/m~3,产品气质量由国标二类气升级至一类气。采用改进后UDS溶剂处理以甲硫醇为主要有机硫的高酸性天然气,将有助于降低产品气总硫含量,提高产品气质量。     

天然气净化装置影响有机硫脱除的因素研究

GB 17820-2018《天然气》规定,进入长输管网的天然气气质需满足H2 S质量浓度≤6 mg/m3、CO2摩尔分数≤3％、总硫质量浓度≤20 mg/m3的要求.为达到GB 17820-2018的要求,中国石油西南油气田公司已有3个净化厂将原MDEA脱硫溶液升级为有机硫脱除溶剂CT8-24.与常规MDEA化学溶剂不...     

用物理—化学混合溶剂选择性脱除硫化氢与有机硫

在φ76×6的填料吸收塔试验装置上,采用甲基二乙醇胺－环丁砜－水溶液对高含硫天然气（H2S：7．1×10^-2φ,CO2：5．1×10^-2φ,有机硫：290mg/m^3)进行了3．3MPa压力下的选择性脱除硫化氢与有机硫试验,考查了溶液组成、吸收温度、气液比等对净化气中硫化氢含量、CO2共吸收率与有机硫脱除率的影响。在适宜的操作条件下,净化气中硫化氢含量稳定低于200mg/m^3,有机硫低于60mg/m^3,CO2共吸收率约为60×10^-2。     

高含硫天然气净化新工艺技术在普光气田的应用

普光气田的天然气具有高含H₂S和含CO^₂及有机硫的特点,天然气净化难度大。为满足高含硫天然气净化的要求,普光天然气净化厂采用了MDEA法脱硫脱碳、TEG法脱水、常规Claus硫磺回收、加氢还原吸收尾气处理的天然气净化工艺路线。同时,在国内首次应用了气相固定床水解脱除羰基硫（COS）、中间胺液冷却、MAG^R液硫脱气等国际先进的天然气净化新工艺和专利技术,通过不断地摸索及优化工艺参数,解决了原料气脱除有机硫、CO₂选择性吸收、液硫深度脱除H₂S等技术难题;还应用了溶剂串级吸收和联合再生工艺、能量回收利用等多项技术,通过优化调整胺液循环量、降低能耗等手段,降低了操作费用。高含硫天然气净化新工艺技术应用于普光气田后,净化装置运行稳定,净化气质量超过设计要求,达到了国家标准一类气的指标。     

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。     

天然气脱硫醇工艺评述

介绍了物理化学混合溶剂法、(新型)混合胺法及分子筛法等3种从天然气中脱除硫醇工艺的技术要点,同时指出:(1)物理化学混合溶剂法的硫醇脱除率通常可达到90%以上,但不宜应用于重烃含量较高的油田伴生气;(2)添加活化剂后的新型混合胺溶剂的甲硫醇脱除率可提高至约90%,再生酸气中烃摩尔分数则降至≤1.25%;(3)对于硫醇含量高的原料气,要求净化后硫醇质量浓度≤16mg/m~3时,宜采用"粗脱+精脱"的"1+1"工艺;(4)分子筛法脱水脱硫醇的工艺比较复杂,特别是在处理油田伴生气时,涉及水、硫醇与重烃三者之间的相互影响与干扰,且不同的原料气组成及产品气净化度要求均与分子筛品种选择及相应操作参数的确定密切相关。     

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。     

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。     

纤维液膜接触器内复配型溶剂高效脱除液化气中有机硫

对比纤维液膜接触器与筛板塔的传质面积、N-甲基二乙醇胺（MDEA）与4种复配型溶剂（UDS-I,UDS-II,UDS-III,UDS-IV）对有机硫的溶解性能,并在纤维液膜接触器内考察操作条件对优选溶剂脱硫效果的影响。结果表明：在纤维液膜接触器内以UDS-IV为优选溶剂脱除液化气中的硫化物,可从提高传质面积、传质推动力等方面提高有机硫传质速率,从而提高有机硫脱除率;UDS-IV溶剂对总有机硫的脱除率较MDEA高45.7百分点,总有机硫在UDS-IV溶剂-液化气体系的分配比较MDEA-液化气体系增加6～9倍;在优化的工艺条件下,UDS-IV溶剂可将焦化液化气的H2S和总硫分别脱除至1 mg/m3和240 mg/m3以下,总有机硫脱除率高达92%以上。     

高含硫天然气CCJ脱硫脱碳复合溶剂的中试研究

以质量分数为45%的N-甲基二乙醇胺(MDEA)水溶液为基础组分,根据天然气中酸气组成,按一定比例加入多种活性剂、消泡剂和缓蚀剂,配制成CCJ脱硫脱碳复合溶剂。采用天然气脱硫脱碳中试装置,以净化气中H_2S、CO_2、有机硫含量为评价指标,考察了CCJ复合溶剂对高含硫天然气的净化能力及溶剂的抗发泡性能。结果表明,当吸收温度为50℃、气液比为500m~3/m~3、再生温度为108℃时,复合溶剂的净化能力最佳;在原料气中酸气组成为H_2S体积分数7.12%、CO_2体积分数4.57%、有机硫质量浓度413.77mg/m~3、吸收压力6.0 MPa的条件下,CCJ复合溶剂完全可以使净化气中H_2S质量浓度≤6mg/m~3、CO_2体积分数≤0.5%、有机硫质量浓度≤16mg/m~3,且复合溶剂具有良好的抗发泡性能。     

天然气研究所在1989年取得了一批重要成果

天然气研究所1989年在天然气净化、油田化学、分析测试、环境保护等方面共获科研成果46项。其中,部、局鉴定的成果25项,占54×10~(-2)。现将部份科研成果简介如下。1 用物理-化学混合溶剂选择性脱除H_2S 与有机硫试验研究此混合溶剂在适宜的溶液组成、一定的压力、温度、气液比等条件下,可选择脱除硫化氢与有机硫。净化气中硫化氢含量稳定低于20mg/m~3,总有机硫低于60mg/m~3,二氧化碳低于3×10~(-2),符合国家规定的气质标准,经济效益显著。