天然气酸性气体的脱除.pdf

天然气酸性气体的脱除--天然气酸性气体的脱除第一节概述在天然气中含有的硫化氢（H2S）、二氧化碳（CO2）和有机硫化合物统称为酸性气体。在天然气中的有机硫化合物主要有二硫化碳（CS2）、羰基硫（COS）、硫醇（RSH）、硫醚（RSR`）及二硫醚（RSSR`）等。天然气中酸性气体的存在具有相当大的危害。硫化氢是一种具有臭鸡蛋的刺激性恶臭味的无色气体有毒它可以麻痹人的中枢神经系统经常与硫化氢接触能引起慢性中毒；硫化氢具有强烈的还原性易受热分解在有氧存在时易腐蚀金属；易被吸附于催化剂的活性中心使催化剂“中毒”；在有水存在时能形成氢硫酸对金属有较强的腐蚀；H2S还会产生氢脆腐蚀。二氧化碳在有水存在时会对金属形成较强的腐蚀；同时CO2含量过高会降低天然气的热值。有机硫大多无色有毒低级有机硫比空气轻易挥发。有机硫中毒能引起恶心、呕吐、血压下降甚至心脏衰竭、呼吸麻痹而死亡。因此在化工生产中对酸气性组分是有严格要求的必须严格控制天然气中酸性组分的含量。从天然气中脱除酸性组分的工艺过程称为脱硫、脱碳习惯上统称为天然气脱硫。第二节天然气酸性组分脱除的方法天然气酸性组分的脱除其目的是按不同用途把天然气中的酸性气体脱除到要求的范围内。目前国内外报道过的脱硫方法有近百种（1）。就其过程的物态特征而言可分为干法和湿法两大类；在习惯上将采用溶液或溶剂作脱硫剂的方法统称为湿法将采用固体作脱硫剂的脱硫方法统称为干法。就其作用机理而言可分为化学溶剂吸收法、物理溶剂吸收法、物理—化学吸收法、直接氧化法、固体吸收/吸附法及膜分离法等。一、化学溶剂吸收法化学溶剂吸收法又称化学吸收法是以可逆化学反应为基础以碱性溶液为吸收溶剂（化学溶剂）在低温高压下溶剂与原料气中的酸性组分（主要是H2S和CO2）反应生成某种化合物在升高温度、降低压力的条件下该化合物又能分解放出酸气并使溶剂得以再生。这类方法中最具有代表性是醇胺法和碱性盐溶液法。醇胺法是一种较为成熟的方法在上世纪三十年代已开始工业生产常用化学吸收剂有：单乙醇胺（MEA）、二乙醇胺（DEA）、二异丙醇胺（DIPA）、甲基二乙醇胺（MDEA）等。碱性盐溶液法主要有改良热钾碱法（Catacarb法、Benfield法）、氨基酸盐法（Alkacid）等（1）。醇胺类化合物分子中至少含有一个羟基和一个胺基。羟基的作用是降低化合物的蒸汽压并增加在水中的溶解度；而胺基则使溶液呈碱性促进溶液对酸性组分的吸收。醇胺根据其氮原子上所连接的有机机团的数目可分为伯胺（如MEA）、仲胺（如DEA）、叔胺（如MDEA）三类它们与H2S、CO2的反应如表4-1所示：天然气酸性气体的脱除--天然气酸性气体的脱除--表4-1醇胺吸收H2S和CO2的主要反应醇胺H2SCO2类别伯RNH2+H2SD(RNH3)2S(RN2RNH2+CO2DRNHCOONH3R2RNH2+H2O+CO2D(R胺H3)2S+H2SD2RNH3HSNH3)2CO3(RNH3)2CO3+H2O+CO2D2RNH3HCO3仲2R2NH+H2SD(R2NH2)2S(R2RH2+CO2DRNHCOONH3R2RNH2+H2O+CO2D(RN胺2NH2)2S+H2SD2R2NH2HSH3)2CO3(RNH3)2CO3+H2O+CO2D