【48812】天然气净化工艺技术
详细介绍：
天然气净化的意图是脱除含硫天然气中的H2S、CO2、水份及其它杂质（如有
机硫等），使净化后的天然气气质契合GB17820-1999《天然气》国家规范，
并收回酸气中的硫，且使排放的尾气到达GB16297-1996《大气污染物归纳排
用于组成气脱除CO2）、直接转化法（适用于低H2S含量的天然气脱硫，也可
用于处理贫H2S酸气）、非再生性办法（适用于天然气潜硫量很低的工况）等。
分子筛法（适用于已脱除H2S的天然气进一步脱除硫醇13X和5A）、膜别离
——天然气中有机硫含量，在含量高时应有硫醇、COS、CS2及硫醚等的含量
——产品天然气的质量开展要求（H2S、CO2、总硫、硫醇硫、水露点及烃露点等）；
——需一同脱除有机硫、H2S、CO2时，应选用砜胺Ⅱ（Sulfinol—D）；
——潜硫量在0.5～5t/d间，可考虑选用直接转化法，如络合铁法、ADA-NaVO3
——潜硫量＜0.1t/d（最多不超越0.5t/d）时可选用非再生类办法，如固体氧化
② 挑选脱除H2S 工艺应当以H2S 负荷点评，其H2S 负荷高于惯例胺法；
④ MEA 溶液复生仅能收回热安稳盐中的MEA，DIPA 及DGA 蜕变物可
①量化比较法：将各工艺的特性划分为六项，即出资费用（20）、操作费用（30）、
工艺可靠性（15）、工业经历（15）、工艺杂乱程度（10）和酸气质量（10），
) r在很多的脱硫办法中没有一无是处的肯定优胜的办法，而是各有其特色和运用约束规模，在运用时需求根
3）酸气中酸性组分分压高、有机硫化物含量高，而且一同脱除H2S 和CO2 时，应选用Sufinol—D 法。
从本章开端，将评论油气田集气体系集合的气体怎么加工成契合产品质量的天然气，以及油气田的
其他产品。未经加工的粗天然气一般需经图7-1 所示的净化和加工单元，才干作为油气田产品出售。
质料气包含：气井气、油气田各级别离器分出的气体和从原油安稳设备拔出的气体等。经别离除掉
液固杂质后，进入脱酸气单元，分出气体中的酸性组分H2S，并送制硫厂收回硫磺；分出的CO2 或注入
地层，或出售，或放空。脱除酸气的气体，经脱水单元下降气体内的水含量。枯燥后的气体进入凝液回
收单元，分出气体内所含的中心和较重组分后作为产品天然气外输。分出的液态组分既可直接进分馏厂
出产各种产品，也可经安稳后送往中心分馏厂进一步加工成C2、C3、C4、C5+等产品外销。在以上各单
元内，脱酸气和脱水有时称为气体净化，之后的单元称气体加工。依据质料气组成不同，对以上单元常
有取舍，如气井气不含酸气、又较贫，常不需求脱酸气和收回凝液单元。油田伴气愤含较多的中心和重
从油气井搜集的天然气内常含有H2S、CO2 和有机硫化合物。H2S 与水可生成硫酸，CO2 和水能生
成碳酸，因此H2S 和CO2 被称为酸气。含有H2S 和硫化物的天然气称酸性天然气，不含H2S 的天然气
或仅含CO2 的气体都称为“甜气”。我国没有专门术语描绘甜气，有时称为脱硫气或净化气。
天然气所含的有机硫为硫醇、硫醚和羰硫（COS）。硫醇以含有－SH 基为特征，通式RSH，有甲硫醇
（CH3SH，沸点7.6℃）、乙硫醇（C2H5SH，沸点34~37℃）、丙硫醇（C3H7SH，沸点68℃）等。硫醚
以含有－SR 基为特征，通式RSR，有甲硫醚（CH3SCH3 ，沸点37.3℃）、甲乙硫醚（CH3SC2H5，沸点
66.7℃）和乙硫醚（C2H5SC2H5，沸点92℃）等。羰硫是易燃、易爆有毒气体，沸点－50.3℃。此外，
H2S 具有剧毒，与水构成弱硫酸腐蚀管线和设备，还使钢材产生氢脆和硫化物应力开裂。所谓氢脆
是指，来自H2S 的氢原子进入钢材，在钢安排缺点处（如轧制钢板的层理）结组成氢分子，产生极大的
压力使裂纹沿平行于钢材表层方向扩展，并产生鼓泡。金属在拉应力和酸性环境（含H2S、硫化物和水）
下，构成电化学腐蚀，产生原子氢和FeS，原子氢经过表层的FeS 进入金属晶格，使金属耐性下降，在
金属安排缺点处原子氢集合生成氢分子，使金属内部产生极大的部分应力，在外荷载和内应力效果下韧
性下降的金属忽然开裂并敏捷扩展，这种现象称硫化物应力开裂。钢材硬度愈大、操作温度愈低，愈容
美国防腐工程师协会（NACE）引荐：气体体系内总压大于0.45MPa，H2S 分压大于0.34kPa；在气
液混合物体系内总压大于1.83MPa，H2S 分压大于0.34kPa，或H2S 含量超越15％，应采取了特别锻炼的
CO2 与水结合，对管线和设备产生腐蚀。当体系内存在游离水，CO2 分压大于207kPa，将产生CO2 腐
蚀；分压小于103kPa 时，虽然出产上有时也向体系内加防腐剂，但正常情况下不会构成严峻的腐蚀问题。CO2
还影响天然气热值。常用热值来操控非燃组分N2 和CO2 在天然气内的含量。
鉴于上述原因，各国对产品天然气的H2S 和总硫含量都有最严厉的操控。各国国情不同、规范不同，
大都规则H2S 含量小于5.7~16mg/m3（有的国家乃至要求H2S 含量小于1.5mg/m3），总硫含量小于
CO2 冰点－56.6℃，选用深冷法从天然气内收回轻油时，则需将CO2 的体积含量操控在0.01％以下。
1984 年对40 口四川气井的产品做多元化的剖析，至少50％以上气体的H2S 含量超出我国现行规范，最高
H2S 含量达491.5g/m3，一同还含有CO2 ，需求脱除这些酸气才干满意管道运送或后续加工对天然气质
量的要求。从酸性天然气内脱除酸性气体的作业，常在油气井产品会集、气液别离后进行。
世界上至少有30 多种脱酸气工艺，其间许多工艺具有专利。按操作特色、脱酸原理，可将这些工艺分
其特色是脱酸气容器只能批量出产，不能接连出产。按脱酸气原理可分为化学反响法和物理吸附法。属
化学反响法的的有：海绵铁法、氧化锌法等，因为与酸气的反响物不能再生，作为废弃物处置，故仅用
在塔器内以弱碱性溶液为吸收剂与酸气反响，生成某种化合物。在另一塔器内，改动工艺条件（加热、
降压、汽提等）使化学反响逆向进行，碱性溶液得到再生，康复对酸气的吸收能力，使天然气脱酸气过
程循环接连进行。各种醇胺溶液是化学吸收法内运用最广泛的吸收剂，他们有一乙醇胺（MEA）、二乙
醇胺（DEA）、二甘醇胺（DGA）、甲基二乙醇胺（MDEA）二异丙醇胺（DIPA）等。此外，还有热钾碱法。
以有机化合物为溶剂，在高压、低温下使酸气组分和水溶解于溶剂内，使天然气“甜化”和枯燥。吸收
酸气的溶剂又在低压、高温下开释酸气，使溶剂康复吸收能力，使脱酸进程循环继续进行。物理溶剂再
生时所需的加热量较少，适用于天然气内酸气负荷高，要求一同进行天然气脱水的场合，常用于海洋脱
物理吸收法大都具有专利，如：Selexol 法，吸收剂为聚乙二醇二甲醚；Rectisol 法，吸收剂为甲醇；
由物理溶剂和化学溶剂制造的混合溶剂，兼有物理吸收和化学吸收剂性质。如：Sulfinol 法，
吸收剂为属物理溶剂的环丁砜和属化学溶剂的DIPA 或MDEA 的混合溶剂，称砜胺法。