江蘇鳳谷節(jié)能科技有限公司   天然氣凈化脫硫方法可分為兩類，分別是干法與濕法。通常情況下，脫硫劑無法再生，因此在工業(yè)上，干法的應(yīng)用情況較少見。而濕法在脫硫方面的處理量較大，可連續(xù)操作，適宜在處理富含硫的天然氣時應(yīng)用?；旌衔辗?、物理吸收法以及化學(xué)吸收法等均是現(xiàn)階段較為廣泛應(yīng)用的凈化方法。

1膜分離法

有相關(guān)試驗結(jié)果顯示，在脫硫處理中應(yīng)用氣體分離膜，可將每立方米所含硫量控制在5mg以內(nèi)。而在脫硫中應(yīng)用單級膜組件，對于烴的損害較大，無法實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。脫硫率以及烴回收率之間屬于相互矛盾的關(guān)系，無法同時滿足兩者，因此在脫硫工作中，應(yīng)在保證脫硫量的前提下，盡量減少烴的損失量。①降低進(jìn)氣時的溫度，可促進(jìn)脫硫量的提高，減輕烴損失量;②提高原料氣中硫化氫的濃度，在一定程度上可提高脫硫率，減輕烴損失率;單級膜分離也許無法滿足對產(chǎn)品純度、回收率等方面的預(yù)定要求，因此可考慮通過多個分離器的級聯(lián)操作，特別是一些物料的循環(huán)級聯(lián)，從而促進(jìn)烴回收率、產(chǎn)品純度等的提高。

2生物催化脫硫法

生物催化脫硫法是通過對微生物新陳代謝的效果而實現(xiàn)脫硫的目的，此方法操作條件較為溫和，且操作流程簡單，費用合理，其競爭優(yōu)勢較為顯著，發(fā)展前景也較為明朗。因為生物酶催化反應(yīng)具有專一性的特點，因此硫形態(tài)的不同使適合應(yīng)用的脫硫細(xì)菌也有所不同。在有氧條件的基礎(chǔ)下，脫硫細(xì)菌可通過對無機物(硫化氫、硫、氧化氫等)加以利用而獲取能量，在固定空氣中的二氧化碳下進(jìn)行繁殖，同時在酸性條件(或是堿性條件)生長。排硫硫桿菌、氧化硫硫桿菌、脫氮硫桿菌、氧化亞鐵硫桿菌等均是現(xiàn)階段有機物中較為常見的可自氧脫硫細(xì)菌。如今，工業(yè)化中可用于處理含硫化氫氣體的生物脫硫工藝僅有3種，分別是BioSR、Thiopaq、Shell-Paques，這幾種脫硫工藝均是對細(xì)菌的間接氧化效果加以利用而達(dá)到脫硫的目的，而幾種工藝僅是在溶液脫硫的處理、再生方式、細(xì)菌生存條件等方面存在差異。

對于中低含硫量的天然氣而言，在凈化處理中應(yīng)用生物脫硫法，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢尤為明顯。在處理含硫天然氣中，硫磺的處理能力不宜超出5t/d。生物催化脫硫法的流程較為簡單，且對于化學(xué)品與能源的消耗方面較少，無需借助化學(xué)催化劑。此外，生物催化脫硫法的效果較好，可確保天然氣在進(jìn)行脫硫處理后，其硫化氫含量不超出4×10-6(g/g)。并且，由于生成硫磺的親水性較佳，對管線不會產(chǎn)生堵塞情況，因此處理裝置方面無硫堵與溶液發(fā)泡的現(xiàn)象。

在天然氣的脫硫處理中，需要對幾點問題加以重視：①由于脫硫反應(yīng)中過于依賴細(xì)菌生化作用，導(dǎo)致硫化反應(yīng)的速度較慢，溶液硫的負(fù)荷也比較小，如此會導(dǎo)致循環(huán)量相應(yīng)的加大，在生物反應(yīng)器容積以及公用工程處理規(guī)模的影響下，加大了消耗量，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性降低;②Thiopaq、Shell-Paques等工藝仍存在不足之處。為了促使氣體中的硫化氫可充分進(jìn)行轉(zhuǎn)化，反應(yīng)器保持過量的氧氣，轉(zhuǎn)化成硫酸鹽的硫化氫將近3%～5%，由此產(chǎn)生的廢棄溶液需加以處理后方可排出，從分散含硫氣井的角度上看，需要將其外運到一處地方(或是建造裝置)集中處理。③硫磺產(chǎn)品的純度不足，若要提高硫磺產(chǎn)品的純度，應(yīng)配備相應(yīng)的提純處理設(shè)備進(jìn)行輔助;④生物脫硫宜在30～40℃的溫度下進(jìn)行，因此在脫硫期間有可能需要采取保溫措施或是換冷措施;

3混合吸收法

3.1Hybfisol法

此方法是ElfAquitaine近年開發(fā)成功的脫硫工藝，其吸收劑的構(gòu)成物包括叔胺、仲胺、甲醇等物質(zhì)，該吸收劑將叔胺、仲胺、甲醇等的特性有效結(jié)合在一起，此外，由于甲醇成分，明顯促進(jìn)了混合溶劑對于有機硫的脫除能力。在富含烴類的伴生原料氣或是酸性天然氣等氣體的處理中較適宜應(yīng)用Hybfisol法。

3.2活化MDEA法

活化MDEA溶劑是將MEA或DEA等活化劑與MDEA溶液混合所構(gòu)成，增強二氧化碳的吸收效率為活化MDEA溶劑最主要的目的，常在處理硫化氫含量較少但需要進(jìn)行大量脫除二氧化碳的原料氣中應(yīng)用。在流程的安排方面，活化MDEA法是以多級降壓閃蒸進(jìn)行安排，從而使水溶液中所溶解的二氧化碳最大化，實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。然而，節(jié)能目的僅能在二氧化碳分壓極高的原料氣中實現(xiàn)?；罨疢DEA溶劑在化學(xué)性、熱穩(wěn)定性等方面的性能較優(yōu)，因而可有效預(yù)防裝置出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕與結(jié)垢的現(xiàn)象。此外，活化MDEA溶劑產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象的幾率也較低。

3.3Sulfinol法

此方法屬于砜胺法脫硫工藝之一，主要由化學(xué)吸收劑與物理吸收劑構(gòu)成，其中物理吸收劑采用環(huán)丁砜，而化學(xué)吸收劑可由多種醇胺化合物中選取一種，其中MDEA(甲基二乙醇胺)與DIPA(二異丙醇胺)屬于較為常用的化學(xué)吸收劑，因而衍生了SulfinolMDEA法、Sulfinol-DIPA法。Sulfinol法與通常使用的醇胺法較為相似，主要有強凈化能力、再生能消耗量低、酸氣負(fù)荷高等特點，在氣能的凈化方面可滿足商品氣對于質(zhì)量的要求。此外，Sulfinol法在操作費用、投資等方面的費用較低，同時還可對砜胺比例加以調(diào)節(jié)而使經(jīng)濟(jì)效益最大化。

4物理吸收法

物理吸收法中應(yīng)用的吸收劑均為有機復(fù)合物。該方法通過吸收劑對硫化物進(jìn)行溶解性脫硫，同時在脫硫期間無化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。因為此種方法具有共吸現(xiàn)象，例如在同一時間不僅吸收H2S物質(zhì)還吸收了重?zé)N，這一現(xiàn)象會對凈化期在熱值與硫磺等方面的質(zhì)量造成影響，因此常用于吸收含烴量較大、酸氣分壓在0.35MPa以上的天然氣中。物理吸收法具有易再生、處理量大、可減壓閃蒸出大部分酸氣等優(yōu)點。此外，其溶劑通常無腐蝕性，難以產(chǎn)生泡沫，穩(wěn)定性佳、凍結(jié)情況少、可同一時間脫除COS、硫醇等有機硫等。Rectiol法(低溫甲醇法)、Selexol法(多乙二醇二甲醚法)、24tasolvan法(磷酸三丁酯法)、Purisol法(N甲基吡咯烷酮法)等均是較為多見的物理吸收法。然而由于此方法所應(yīng)用的溶劑價格較為昂貴，且具有共吸現(xiàn)象，因此制約了此方法的發(fā)展。

5化學(xué)吸收法

化學(xué)吸收法屬于現(xiàn)階段在天然氣脫硫中最為多用的一種方法。MEA(一乙醇胺)、MDEA(甲基二乙醇胺)、DEA(二乙醇胺)、TEA(三乙醇胺)、DIPA(二異丙醇胺)、DGA(二甘醇胺)等均是目前較為多見的脫硫劑。從本質(zhì)上看，醇胺溶液吸收酸氣即是硫化氫與二氧化碳進(jìn)入到液相中，并與醇胺溶液產(chǎn)生反應(yīng)的一個過程?，F(xiàn)階段，醇胺法中的脫硫、脫碳等工藝所應(yīng)用的水溶液已由單一性發(fā)展至多種溶劑混合調(diào)配成的配方型溶液，借助溶劑的復(fù)合化，不僅可提升其操作性能、擴展其應(yīng)用范圍，還可實現(xiàn)提高裝置處理量、降低生產(chǎn)成本以及節(jié)能降耗的效果。

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