MDEA法天然气脱硫机理探究及研究展望.pdf

第 4 3卷第 5期 2 0 1 4年 5月 当 代 化 工 C o n t e mp o r a r y C h e mi c a l I n d u s t r y V o ] ． 4 3．N O ． 5 M a y， 2 0 1 4 M D E A法天然气脱硫机理探究及研究展望 宋 华，徐 飞，李 锋，张娇静 东北石油大学，黑龙江 大庆 1 6 3 0 0 0 摘 要当前 ，我国天然气能源被广泛应用 ，各大油田积极在开采天然气，而天然气中含有大量的含硫物 质，该种酸性物质有害环境，如何利用化学方法 ，高效有效的脱硫，净化处理天然气，是本文主要的研究点。 关键词天然气；脱硫；净化 中图分类号 T E 6 2 4 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 1 0 4 6 0 2 0 1 4 0 5 0 7 5 0 0 2 Ex pl o r a t i o n a nd Re s e a r c h Pr o s pe c t o f Na t ur a l Ga s De s ul f u r i z a t i o n M e c ha n i s m o f M DEA M e t ho d SONG Hu a， XVFe i ， LIFe n g， Z HANG J i a o - J i n g N o r t h e a s t P e t r o l e u m U n i v e r s i t y , He i l o n g j i a n g D a q i n g 1 6 3 3 1 8 ，C h i n a Ab s t r a c t At p r e s e n t ， t h e n a t u r a l g a s e n e r g y i s wi d e l y u s e d i n o u r c o u n t r y , e a c h b i g o i l fie l d i s a c t i v e l y e x p l o i t i n g t h e n a t u r a l g a s ， b u t t h e n a t u r a l g a s c o n t a i n s a l a r g e n u mb e r o f s u l f u r o u s s u b s t a n c e s ， t h i s k i n d o f a c i d i c s u b s t a n c e s i s h a r mfu l t o t h e e n v i r o n me n t ．I n t h i s p a p e r , h o w t o u s e t h e c h e mi c a l me t h o d t o p u r i f y t h e n a t u r a l g a s b y d e s u l f u r a t i o n wa s s t u d i e d ． Ke y wo r ds Na t ur a l g a s ； De s ul f ur i z a t i o n； Pu r i fic a t i on 天然气作为清洁能源， 近 l 0 年逐渐走人人们的 生活 ，在工业生产中也随处可见 ，天然气作为能源 原料 ，为生产提供能量。我国天然气资源丰富，相 对于其他能源来说，具有一定可持续发展性，且较 为清洁 ，我国天然气具有含硫较高的特点，有机硫 化物含量也较高，其燃烧后 的放出物污染环境 ，且 对人体有害 j 。 目前 ，各大研究机构就各油田出产的天然气进 行研究 ，选取相对稳定的脱硫方式方法来降低天然 气 中硫及硫化物 ，保证输出的天然气达到国家相关 标准。 1 天然气脱硫几种方法 目前 ，国内采用的湿法脱硫多为化学吸收法 ， 有机溶剂物理吸收法 ，以及物理吸附和化学溶剂物 理化学吸收方法 ，该种技术较为成熟 ，效率较高 ， 但消耗较大。下面介绍几种脱硫方式方法的具体操 作工艺。 1 ． 1 化学吸附法 根绝脱硫过程 中机理的不同，化学吸收法主要 分为胺法 和直接吸收转化法 。 1 ． 1 ． 1 胺法 胺法主要利用溶液中的胺基与天然气 中的硫作 用 ，脱去硫 。在反应中 ，醇胺中的羟基和氨基 ，羟 基可降低化合物的蒸汽压并增加化合物在水中的溶 解度 ，因而可配制成水溶液；而氨基则使化合物水 溶液呈现碱性 ，以促进其对酸性组分的吸收。 而胺法 中的 MD E A，使用较为广泛 ，其作用机 理与其他较为相似， 但净化度较高， 适用范围较广， 一 般油 田产出的天然气均可使用其来脱硫 。但该_T 艺生产中避免不了， 设备笨重，投资费用高、再生 和环境污染等问题 。 目前 ， 该法脱硫的工艺 ， 在改 进 中重点处理这些 问题 。 1 ． 1 ． 2 直接转化法 直接转化法主要是利用含有氧载体的溶液， 将 天然气 中的二氧化硫融人于溶液 中，进而还原成单 质硫 ，就是硫磺，在进一步吸收提纯，进行工业加 _T使用。该方式方法是将脱硫与硫 回收荣为一体 ， 能降低成本 ，但该方法动力消耗较大，容易形成机 械故 障，因此在油田生产中一般为低含硫天然气净 化使用。 1 - 2 物理吸收法 目前 ，采用的脱硫法多为溶液吸附 ，利用化学 反应将天然气 的含硫物质在溶液中反应成稳定的物 教授，博士生导师，研究方向工业催化和绿色氧化。E -m a i l s 0 n g h u a 2 ] ] 4 s 1 n a ． c o rn ，T e l 0 4 5 9 6 5 0 3 1 6 7 黑龙江大庆人，在读硕士研 究生，2 0 0 8年毕业于中国石油大学 北京 化学工程与工艺专业，研兖方向利用 E -m a i 1 1 91 1 6 0 0 1 q q ． C O N 。 女 男 琉 姒 宋 徐 H 期介者 日简 作 稿 者 讯 收作通 第 4 3卷第 5 期 宋 华，等M D E A法天然气脱硫机理探究及研究展望 7 5 1 质， 再次析出。 适用于天然气中含有的为有机硫⋯ 。 田及炼厂。 如图 l 为天然气脱硫流程 M D E A法l 7- 1 e O 2 大庆油 田天然气脱硫 大庆油田为齐齐哈尔修建的输气管道，可谓齐 齐哈尔输送较大量的天然气 ，在该输送过程 中，如 何在采出井口安装脱硫设施及装备，就是油田工作 者的工作范围。一般情况下，在二氧化硫低含水的 小气量 的天然气， 如果硫的含量在 9 t ／ d以下时选择 干法 比较经济； 如果硫含量高于 9 t ／ d时则选择湿法 比较经济。 由于齐齐哈尔方面 民居使用燃气量与 日俱增 ， 油 田在探究如何安全高效的脱硫 ，为下游输气时 ， 发现 MD E A法较为适用。 天然气 MD E A法脱硫橇主要分为天然气硫化氢 吸收和胺液再生两个工艺流程 ，包括吸收塔 、闪蒸 塔 、再生塔 3台主要设备以及加压 、换热 、空冷 、 过滤、储罐等配套装置。 3 M D E A法脱硫流程研究及展望 图 1 天然气 脱硫流程 MDE A法 Fi g． 1 M DEA ga s de s ul f ur i z at i o n pr oc e s s M D E A法脱硫在天然气脱硫环节，由于要达到 其输送指标，按照工艺流程中相关净化处理，要求 蒸汽压较低， 酸l生 气体吸收过程中， 溶液损失较小， 对设备腐蚀也较小，目前，该法脱硫广泛应用于油 图 1中介绍了基本 流程 ，我们可以看到天然气 混合物从塔底部进入 ， 气液分离装置 ， 该 吸收装置 ， 于塔顶喷出的液体相混合，从塔顶流出，进而酸l生 气体升温至 6 0 。酸l生 气体流出后，剩余气体从 塔底进入 闪蒸罐 ，闪蒸至 7 0 ℃，释放出烃类物质 ， 闪蒸后的液体再次进入罐内， 升温至 1 0 0℃， 在有 塔顶流出 ，在吸收装置中析出 ，回收硫 ，此过程酸 性气体被接受 ，剩余较为纯净气体可以流出。 通过流程 图我们可以看到天然气脱硫流程中， 冷热交换环节较为重要 ，与之平衡的能量损失也较 大 ，因此如何较低能耗 ，提高效率 ，也是该法脱硫 一 个研究重点。 参考文献 [ 1 ]张必安，周伟．MD E A溶液真空蒸馏f J 】 ．河南科技， 2 0 1 3 ， 1 8 9 4 3 ． [ 2 ] 方增炎． 刍议脱硫技术在天然气净化中的应用[ J 】 ． 中国石油和化 r 标 准与质量， 2 0 1 2 7 3 8 ． [ 3]邱奎， 安鹏飞， 杨馥宁， 等．高含硫天然气脱硫操作条件对能耗影 响的 模拟研究l J 1． 石油学报， 2 0 1 2 ， 2 8 6 9 7 8 9 8 5 ． [ 4] 庚秀梅， 魏兰军， 吴旭． 浅谈大庆油田天然气脱 H S处理【 J I． 油气 田地 面工程， 1 9 9 9 ， 1 8 4 6 8 7 5 ． [ 5 ]赵会军，韩艳敏 热泵应用于 MD E A 再生系统的可行性分析l J ll 天然 气化工，2 0 1 0 ， 3 5 6 3 6 3 8 ． [ 6 ]王刚， 党晓利．石油天然气脱硫技术的研究和发展Ⅲ． 煤炭技术， 2 0 1 3 ， 3 2 2 2 0 2 2 0 3 ． [ 7] 郭超， 李西明，谭传强， 等 天然气 MD E A脱硫装置的橇装化设计『 J 1 ． 规 划设计， 2 0 1 3 ， 3 2 2 3 8 3 9 ． [ 8 ] 蒋青梅， 杨洋． 天然气脱疏 1 艺技术选择l J l广州化 ，2 0 1 3 ， 4 1 3 1 3 3 1 3 9 ． [ 9] 席旺，沈杰．天然气脱硫技术研究进展[ J 】 ．煤气 与热力， 2 0 1 0 ， 3 o 1 1 3 1 3 3 ． [ 1 0] 王剑， 张晓萍， 李恩田， 等． 天然气脱硫技术研究现状与发展趋势【 J I． 常卅I 大学学报， 2 0 1 3 ， 2 5 3 8 8 9 2 ． [ 1 1 ] 杨超越． 天然气脱硫脱碳工艺进展『 J I_ 广东化工， 2 0 1 3 ， 4 0 2 4 4 4 8 4 9 ． [ 1 2] 舒炼， 赖治屹，吴旭． 高含硫天然气脱硫。1 艺概况【J J 化 T生产与技术， 2 0 1 2 ． 1 9 3 3 6 3 8 ． 上 接 第 7 4 7页 加入 1 ．O ％～1 ．5 ％ WK 一 6 0 2 辛烷值改进剂， R O N提升 3个单位且 MO N可获得 同步提升。 WK 一 6 0 2对 MMT等其它汽油添加剂的性能无 影响 ，可独立发挥作用 。 使用 WK 一 6 0 2 辛烷值改进剂调和生产汽油， 可 有效弥补降烯烃带来的辛烷值损失，多使用企业富 余的石脑油馏分，调和方案灵活，对提高炼厂效益 具有重要作用。 参考文献 [ 1 ]罗斌．车用汽油辛烷值浅沦l J J．江西化工， 2 0 0 2 1 6 8 6 9 ． [ 2]崔文广， 周二鹏，赵地顺．改进催化裂化汽油辛烷值技术进展【 J 1． 河北化工， 2 0 0 3 6 1 - 4 ． [ 3 ]张建中． 提高催化裂化汽油辛烷值的途径【J ] l 石油规划设计， 2 0 0 6 ， 1 7 1 5 - 9 ．