1、天然气脱硫技术的研究进展姓名：常俊丽指导老师：任保增专业：化学工艺学号：201212232693天然气脱硫技术的研究进展n研究背景n脱硫方法及原理n脱硫方法的比较n脱硫技术的发展前景n参考文献研究背景 随着不可再生能源的稀缺及环保要求的逐年提高，世界各国对具有经济、安全、环保等优势 的天然气的开发、利用和研究也随之深入。 天然气是清洁、高效、经济的能源和化工原料，是石油和煤炭最好的替代能源。随着天然气工业的发展，其开发和利用越来越受到人们的重视。研究背景n1.化工原料气的净化度要求 天然气可用作原料的化工产品，如合成氨，甲醇，氢聚丙烯。硫化氢及有机硫化物，羰基硫化物，二硫化碳，在天然气如果原料
2、气中硫含量过高，不仅设备会造成腐蚀，但在合成反应或聚合催化剂中毒，失活。因此，要求作为化工原料，净化要求：总硫含量1mg/m3以下，要求气体的精脱硫。n2.燃料气的净化度 天然气作为燃料燃烧时，其中的硫化物会被转换为硫氧化物排放到大气中，形成酸雨，大气污染，生态环境被破坏。因此，作为燃料的天然气必须进行脱硫。脱硫方法及原理1.干法脱硫 干法脱硫是利用脱硫剂对某些有机硫转化吸收或用物理、化学吸收脱除天然气中的微量H2S进行精细脱硫的过程。 （1）氧化锌法 原理：n由于氧化锌脱硫剂低温下硫容较低(常温下一般不超过10)，因而主要于高温(200400)下脱除H2S。 22252525242ZnOH
3、SZnSH OZnOC H SHZnSC H OHZnOC H SHZnSC HH O干法脱硫 (2)氧化铁法 氧化铁属常温脱硫剂，该法是经典而有效的脱硫方法，其工艺简单、容易操作、能耗低，所以至今仍被广泛应用于城市燃气、天然气脱硫工艺中。 干法脱硫（3）活性炭法n脱硫机理：利用活性炭表面活性集团的催化作用，加速气体中H2S和O2发生反应。 2H2S+02=2H20+2Sn活性炭吸附方式可以脱除大量的H2S，用于粗脱硫。n改性活性炭经浸渍活性金属(如铜、碱金属或碱土金属等)后可以大大提高脱硫精度，常用于精细脱硫。干法脱硫（4）分子筛脱硫n分子筛本身或改性后可精细脱除气体中有机硫化物，由于呈弱碱
4、性，因而不能在强酸、强碱及600以上的高温中使用。n常用于脱硫的有NaX型，如13X型分子筛和CaA分子筛如5A型分子筛。n分子筛能吸附1520(质量分数)的噻吩，还可效地选择性的吸附气体中硫化氢和硫醇，可将它们从300 mg/m3脱除至10 mg/m3。干法脱硫法的比较干法脱硫的脱硫剂一般是不可再生的。国内干法脱硫剂应用情况n2008年中闲石化胜利油田有限公司河口压气站天然气处理采用的便是海绵铁法脱硫工艺。n90 年代长庆气田就是使用美国Sulfatreat研制的Sulfatreat脱硫剂进行天然气脱硫。n目前在川东、川西南和川南矿区的多套装置使用CT8-4、CT8-4A、CT8-4B三种氧
5、化铁脱硫剂。n3018脱硫剂是大连化物所在上世纪90年代开发的以煤制活性炭为载体的脱硫剂在陕-京输气管线、克拉玛依油田、大庆油田、中原油田等得到应用，运行效果良好。n湖北省化学研究院研制T703(原为EF-2)脱硫剂是目前国内性能最好的氧化铁精脱硫剂，应用于天津大港油田天然气脱硫。脱硫方法及原理2.湿法脱硫n天然气湿法脱硫是通过气-液接触，将气体中的H2S转移至液相，气体得到净化，而后对脱硫液进行再生循环使用。n包括:化学吸收法、物理吸收法和混合吸收法。湿法脱硫（1）化学吸收法n常见的脱硫剂：乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二甘醇胺(DGA)、二异丙醇胺(DIPA)、
6、甲基二乙醇胺(MDEA) 。 nMDEA的吸收原理如下: (快反应)(1) (慢反应)(2) (瞬间反应)(3)nMDEA对H2S具有较高的选择性222322 23HOCH CHNCHH S(HOCH2CH ) NHCHHS223COH OHHCO2323HR NCHR NHCH湿法脱硫（2）物理吸收法 采用有机复合物做吸收剂n脱硫原理：利用吸收剂对硫化物的溶解性脱硫，在脱硫过程中不发生化学反应。n多乙二醇二甲醚法( Selexol 法），低温甲醇法(Rectiol法)，N甲基吡咯烷酮法( Purisol法），磷酸三丁酯法(24 tasolvan法)。n优点:处理量大、再生容易；溶剂循环量和设
7、备体积小、专用系统简单、基建和操作费用低，溶剂一般无腐蚀性、不易产生泡沫，可同时脱除有机硫(硫醇和COS)而本身不降解，稳定性好。n缺点：溶剂价格昂贵和存在共吸现象。湿法脱硫（3）混合吸收法 将化学吸收剂和物理吸收剂相混合，达到同时具备化学法和物理法优点的目的。 Sulfinol法 Hybrisol法 活化MDEA法n混合脱硫法优点：高效节能、不易起泡、脱硫效率高。生物脱硫n生物脱硫n生物脱硫技术包括：生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法。n在生物脱硫过程中，氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或H2S，然后再经生物氧化过程生成单质硫，才能脱除。生物脱硫脱硫原理：n氧化亚铁硫杆菌脱硫
8、： (1)气体中H2S的化学吸收： (2)吸收溶液在细菌作用下再生，细菌在此过程 中获得能量:n总的反应过程：23224Fe4HO4Fe2H O 硫杆菌322H S2FeS2Fe2H2222H S+O2S+2H O生物脱硫n脱氮硫杆菌的脱硫：n脱氮硫杆菌在好氧条件下，以氧为电子受体氧化还原硫化合物而获得能量，其氧化H2S的过程为：n厌氧条件下，脱氮硫杆菌以反硝化反应方式同时进行脱硫，以硝酸盐中的氧来氧化硫化合物，NO3-则被还原为N2，其氧化H2S过程为：-22HS +O2S+2OH 硫杆菌-+2-32245HS +8NO +3H5+4N +4H OSO 硫杆菌脱硫方法的比较n干法脱硫由于脱硫
9、剂一般不能再生，在工业上应用较少。n湿法脱硫处理量大，操作连续，适用于高含硫天然气的处理，目前广泛用于天然气和炼厂气的净化，但是普遍存在着动力消耗大、设备体积大、运行费用高、控制条件严格等缺点。n生物脱硫工艺难以推广应用的最根本原因在于脱硫效果和脱硫速率无法与化学工艺比拟。脱硫技术的发展前景n生物脱硫是一种优势明显、具有广阔发展前景的新型脱硫技术。它能在常温常压下利用微生物的代谢过程进行脱硫，既不需要价格昂贵的处理溶液和催化剂，也没有大量废弃物的排放。n生物脱硫有利于降低能耗，提高经济效益，并且对环境友好，对于日益严格的环保标准，今后这项技术无疑将会成为研究的热点，生物脱硫工艺的应用也必将逐步
10、实现规模化。脱硫技术的发展前景n生物脱硫技术未来的发展：n一方面将集中在菌种改造上，即应用基因工程方法提高生物活性和改善脱硫效果。n另一方面，着眼于实际应用，将更加重视混合菌种的有效应用、耐盐嗜热微生物的筛选和重油脱硫以及配套技术的开发。参考文献n1.蒲延芳,闻学兵,赵文涛. 干法脱除H2 S的研究进展. 全国气体净化信息站2009年技术交流会论文集. 4144.n2.舒欣,李春光,任家君等. 国内天然气干法脱硫剂的比较研究J. 广东化工. 2010,37(1):8990.n3.潘卫华. 几种气体脱硫技术概还及比较J. 河北企业. 2011,(5):127128.n4.李新建.天然气湿法脱硫工
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