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。     

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。     

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...     

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…     

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。     

LNG原料气深度脱硫脱碳技术研究

天然气在液化过程中需深冷至约-162℃,为了避免在低温液化过程中因结冰堵塞设备和管线,需对天然气中的酸性组分进行深度脱除。介绍了LNG工厂中原料天然气预处理工艺中的重点单元—脱硫脱碳单元的技术路线,阐述了中国石油西南油气田公司天然气研究院自主研发的CT8-23活化MDEA溶剂及CT8-25深度脱硫脱碳脱有机硫溶剂的性能及技术特点,并与国外同类溶剂Sulfinol-D的性能进行了对比。结果表明,在吸收压力仅为2MPa、吸收塔塔板数为13块的条件下,CT8-25溶剂对H2S、CO2均可达到深度脱除的要求,且对有机硫的脱除率高出Sulfinol-D约28%。     

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。     

醇胺法脱硫脱碳技术研究进展

天然气脱硫脱碳技术在天然气净化工艺中占有举足轻重的地位。常用的脱硫脱碳方法主要包含物理溶剂法、化学溶剂法、化学物理溶剂法、膜分离法等。其中胺法脱硫尤其是基于醇胺的化学溶剂法及物理化学溶剂法是目前天然气处理、深度预处理中广泛使用的方法。论述了基于醇胺溶液的化学法及化学物理溶剂法在脱硫脱碳领域的发展状况,重点介绍了复合醇胺法中基于醇胺尤其是MDEA的配方溶液的大致组成、使用范围及优缺点。基于醇胺尤其是MDEA的配方溶液可针对不同的工况并与适当的工艺流程相匹配,最大限度地提高硫脱除率,不但用于脱除原料天然气中的含硫组分,而且广泛应用于硫黄回收单元之前的酸气提浓及后续的尾气处理。因此,基于醇胺尤其是MDEA的配方溶剂技术仍然是目前脱硫脱碳方法的主导技术。     

天然气脱硫脱碳方法的研究进展

综述了甲基二乙醇胺(MDEA)法、砜胺法、LO-CAT法及CT8-5法等天然气脱硫脱碳方法的应用状况,对脱硫脱碳方法的适用范围、溶剂的变质过程、脱除效果进行了比较和分析,并展望了天然气脱硫脱碳方法未来的发展方向。通过对比分析得出,当原料气压力较高且硫含量高时,适宜采用LO-CAT法处理;若原料气中硫含量低时,应采用砜胺Ⅲ法;当原料气压力较低时,采用MDEA法和CT8-5法均适宜,但使用CT8-5法时溶剂更稳定,不易变质。若需要从原料气中选择性脱除H2S和有机硫、可适当保留CO2的工况,应选用砜胺Ⅲ法。     

高酸性天然气中有机硫在溶剂吸收中的选择性研究

研究了XDS和MDEA两种溶剂对天然气中有机硫的吸收效果,并建立溶剂吸收模型研究了有机硫在溶剂中的选择性.结果表明,XDS和MDEA对模拟酸性天然气中高浓度的H2S和CO2均具有良好的脱除效果,在脱除高浓度的COS和硫醇等有机硫化物时,XDS显著优于MDEA.综合溶解性和传质性能两方面因素,有机硫在XDS溶剂中的吸收难易程度顺序为,COS最易吸收,甲硫醇和乙硫醇次之,异丙硫醇和正丙硫醇最难于吸收.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.     

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。     

高硫醇含量天然气净化用MDEA复配溶剂的研究

为了提高MDEA脱硫溶剂对天然气中硫醇的脱除率,尝试了以二甲基亚砜、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮这三种强极性非质子物理溶剂为复配成分的MDEA溶剂。在研究中选取了甲硫醇及乙硫醇两种典型的有机硫为研究对象,使用静态气-液两相平衡釜为工具,以带有火焰光度检测器(FPD)的气相色谱为检测仪器,考察和选取了吸收温度、气液比这两个重要的吸收参数,评价了三种复配溶剂及单纯MDEA溶剂对目标有机硫及硫化氢的脱除能力。结果表明,二甲基亚砜、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮这三种强极性非质子溶剂均能显著提高溶剂对甲硫醇、乙硫醇的脱除率,但随着物理溶剂使用量的增加溶剂对硫化氢的脱除率呈下降趋势。     

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。     

天然气中硫醇的深度脱硫溶剂研发与工业应用

GB 17820—2018《天然气》实施后,原料气气质中有机硫含量较高（大于20 mg/m3）的净化厂采用了有机硫脱除技术,以满足标准中一类气的指标要求。但从国内外有机硫脱除技术的应用情况来看,对于RSH含量高（大于30 mg/m3）的原料气,还存在对硫醇脱除率不高的问题,产品气总硫有超标的风险。为此,基于理论计算,开展了RSH脱除机理研究,揭示了硫醇与砜胺溶剂体系的反应机理,通过改善脱硫溶剂中关键组分的亲核性来提升溶剂对硫醇的化学吸收,研发出了一种新型的硫醇深度脱除溶剂。研究结果表明：(1)通过对醇胺分子结构改进,自主合成了分子结构中N原子具有强亲核性的新组分,形成了硫醇深度脱除溶剂,可促进其对硫醇的离解,提高硫醇脱除率。(2)在实验室条件下考察了不同压力、不同气液比条件下硫醇深度脱除溶剂的性能,压力低至1.5MPa,该溶剂对硫醇脱除率大于90%;气液比高达1200时,该溶剂对硫醇脱除率大95%。(3)在天然气净化厂工业应用中,在原料气硫醇含量超过300 mg/m3的条件下,经硫醇深度脱除溶剂净化后,产品气总硫低于5 mg/m3,硫醇脱除率超过99%。结论认为,该技术可应用于硫醇含量...     

天然气硫醇脱除方法研究进展

为了满足工业及日常应用的需求,原料天然气要进行净化处理。硫醇是天然气中一种较难脱除的杂质,目前针对天然气脱硫醇的研究比较少。对几种主要硫醇脱除方法进行了总结,讨论了物理、化学及混合溶剂法的机理、工艺和优缺点,回顾了分子筛法和活性炭法这两种吸附法的研究进展,对生物法和膜分离法进行了简单介绍。一般情况下,当硫醇含量不高时,主要采用溶剂法;硫醇含量较高时,多采用溶剂法和吸附法的组合工艺。最后阐述了硫醇脱除技术的发展方向。     

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...     

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。     

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。