醇胺法脱硫脱碳工艺的回顾与展望.pdf

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醇胺法脱硫脱碳工艺的回顾与展望

陈赓良
（中国石油西南油气田分公司天然气研究院）

摘要醇胺法脱硫脱碳工艺虽已有近!"年的发展历史，但迄今仍是天然气和炼厂气净化中应用
最广泛的工艺。#"世纪$"年代以来，醇胺法工艺最重要的进展是普遍采用配方型溶剂，目前我国的天
然气和炼厂气净化装置几乎全部采用此类溶剂。配方型溶剂按其不同的功能大致可分为%类：加强选
吸型（!型）、脱硫脱碳型（"型）和脱有机硫型（#型）。应根据原料气的组成与净化气的规格要求来选
择配方型溶剂的类型及其配方。
主题词醇胺法脱硫脱碳天然气炼厂气

&发展概况解变质也比较严重。
（%）#"世纪’"年代后期，二异丙醇胺（8<:*）开始
醇胺法脱硫脱碳工艺从#"世纪%"年代问世以
应用于天然气和炼厂气净化，国外称此工艺为*=>?
来，已有!"余年的发展历史。目前不仅广泛应用于天
法。其特点是在原料气中同时存在与时，可
然气和炼厂气的净化，在合成氨工业以及通过合成气+#,-.#
以完全脱除而部分地脱除，即溶剂具有一定
制备下游产品的工业中也经常使用。虽然其它的脱硫+#,-.#
脱碳工艺，如物理溶剂吸收法、氧化还原法、热钾碱法选择性。早期的,-.@法尾气处理工艺中的选吸脱硫
等在特定的工况条件下也常被采用，但对天然气和炼装置都采用8<:*溶剂，#"世纪A"年代后才逐步改用
厂气而言，醇胺法迄今仍处于主导地位。特别对于需选吸性能更好的甲基二乙醇胺。8<:*的化学稳定性
要通过后续的克劳斯装置大量回收硫磺的净化装置，优于()*和8)*，故溶剂的降解变质情况也较前者有
使用醇胺法可认为是最有效的工艺。所改善。8<:*水溶液的浓度一般为%"023"0（!）。
所有醇胺法工艺都采用基本类似的工艺流程和设8<:*对原料气中有机硫化合物引起的化学降解比较
备。因此，该工艺的发展过程实质上是各种醇胺溶剂稳定，而且能有效地脱除其中的硫氧碳（-.,），故在炼
及与之复配的溶剂和添加剂的选择、改进的过程。回厂气脱硫中应用较多。
（）年，壳牌公司开发成功的溶剂是
顾其发展历程，大致经历了以下’个阶段。3&$B3,C6D>E56
醇胺法工艺的一项重大进展，国内通常称之为砜胺法
（&）早期的装置都以一乙醇胺（()*）为溶剂，其
特点是化学反应活性好，能同时大量脱除原料气中的工艺。砜胺法工艺的溶剂是由物理溶剂环丁砜与8<F
和，且几乎没有选择性。水溶液的缺点混合而成，溶液中环丁砜的含量为
+#,-.#()*:*3"023’0
（），水含量约（），其余为。此溶剂的特点
是容易发泡及降解变质。同时，()*的再生温度较高!&’0!8<:*
是酸气负荷相当高（包括物理溶解和化学吸收两部
（约&#’/），导致再生系统腐蚀严重，在高酸气负荷下
分），特别在原料气中与分压高的情况下，物
则更甚，故()*溶液浓度一般采用&’0（!），最高也+#,-.#
不超过#"0；且酸气负荷也仅取"1%2"13456（酸气）7理溶解的酸气可以通过闪蒸而释出，从而减少了再生
456（醇胺）。的能耗；且环丁砜的比热容远低于水，这样又进一步降
（#）&$’"年后，针对法国、加拿大净化大量高含低了能耗。同时，砜胺溶剂对有机硫化合物有极强的
与天然气的要求，开发成功了以二乙醇胺溶解能力，对于有机硫化合物含量甚高的原料气，迄今
+#,-.#
砜胺法仍是最有效的净化工艺。但砜胺溶剂对以
（8)*）为溶剂的新工艺，即,9:*;8)*工艺。在合理-#
选择材质并使用缓蚀剂的情况下，8)*水溶液的浓度上的烃类也有很强的溶解能力，且不易通过闪蒸而释
出，故重质烃类含量较高的原料气不宜采用砜胺溶剂。
可提高至3"02’"0（!），酸气负荷也可达到"1’4567
456以上，从而大幅度地降低了溶液循环量。但8)*（’）&$A"年后，甲基二乙醇胺（(8)*）广泛应用于
对原料气中的万方数据与基本上也无选择性，且其降气体净化，其特点是在原料气中比甚高的条
+#,-.#-.#7+#,
第K"卷第K期醇胺法脱硫脱碳工艺的回顾与展望0K*

件下，能选择性地脱除，而将相当大量的保留NO（慢反应）
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在净化气中，故不仅节能效果明显，也大大改善了克劳NN（瞬时反应）
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斯装置原料酸气的质量。由于&’()是叔醇胺，分子
中不存在活泼!原子，因而化学稳定性好，溶剂不易NO
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降解变质；且溶液的发泡倾向和腐蚀性也均优于&()
（"）$%与醇胺中—%!功能团的反应：
和’()。鉴于&’()的特性，其水溶液的浓度可达到"
——O—O（快速反应）
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*+,（!），酸气负荷也可取+-*.+-/，甚至更高。
—OOO（慢反