络合铁液相氧化还原天然气脱硫技术

发布时间: 2016-01-15 10:09:40   作者:   来源:

 

第一部分:概述
第二部分:技术原理
第三部分:国内应用和发展
第四部分:国外应用和发展
第五部分:供应商信息
第六部分:部分参考文献 
概述
1.        定义
从地层中开采出来的天然气往往含有砂和混入的铁锈等固体杂质,以及水、水蒸气、硫化物和二氧化碳等有害物质。
砂、铁锈等尘粒随气流运动,磨损压缩机、管道和仪表的部分,甚至造成破坏。水积聚在管道低洼处,减少管道输气截面,增加输气阻力。水又能管内壁上形成一层水膜,遇酸性气体形成酸性水溶液,对管内壁腐蚀极为严重,是造成输气管道破坏的重要原因之一。
因此,天然气进入输气干管前必须净化,除去尘粒、凝析液、水及其他有害部分。
2.        作用
天然气净化的作用主要是为了减少有害气体毒害,减少对环境的破坏,方便天然气的使用。包括硫回收、尾气处理等步骤(见下图)。
 
其中脱硫和硫回收是关键,因为硫化氢气体能产生两方面的危害:
由于硫化氢气体是一种带臭鸡蛋味的无色强腐蚀性剧毒气体,对人畜具有致命危害,对集输管线与设备具有强腐蚀性,一旦腐蚀穿孔或泄漏将造成不可估量的严重后果;
硫化氢燃烧以后将生成二氧化硫,二氧化硫一旦与大气接触将形成酸雨,酸雨的形成还将造成严重大气污染和环境破坏,这是一个文明社会所不允许的。此外,气藏产出少量的具有一定腐蚀性的高矿化度,微量二氧化碳,一氧化碳,水蒸气,厌氧微生物和固体杂质,这些物质必将对管网的安全运行造成危害。
 
技术原理
络合铁液相氧化还原天然气脱硫技术
络合铁液相氧化还原天然气脱硫技术是一种利用络合铁剂直接将气体中的硫化氢转化成元素硫的工艺技术,在常温下无热力学限制,可以把气体中的硫化氢脱至极低的水平。
该法集脱硫、硫回收和尾气处理为一体,根据其处理介质的不同分为两种方式:自循环式和常规式。
常规式:
常规络合铁液法液相氧化还原脱硫工艺原理是来自井口的原料天然气经预处理后由吸收塔底部进入吸收塔内,与从塔顶进入的络合铁溶液进行析硫反应,脱除硫化氢。
自循环式:
脱硫酸气通过酸气喷嘴进入反应器的内导流筒内侧与络合铁溶液发生反应,酸气中的硫化氢被氧化成单质硫进入溶液,剩余废气通过内导流筒上升到反应器顶部经排气筒外排。同时,再生空气经空气分配器进入内导流筒外侧,将溶液中的亚铁离子氧化成三价铁离子,使溶液得到再生。由于导流筒内、外侧的溶液存在密度差,在导流筒内侧气体的举力下,溶液在导流筒两侧形成自动循环,从而完成硫回收、再生过程。
溶液中形成的元素硫颗粒在重力作用下沉降到反应器底部,经管线送到真空过滤机过滤成滤饼,滤液用泵送回反应器或溶液储罐。
 
国内发展和应用现状
国内络合铁液相氧化还原脱硫技术经过多年的发展,研究过多种方法,但基本上这些方法技术可靠性差或经济可行性差而未能工业化,目前应用于天然气领域的工业装置未见报道。
天研院在20世纪70年代曾对络合铁法进行过45年的研究,并进行了2 x 104 m3d规模的中试。压力4 MPa90年代中期开展过对抑制降解的探索试验。气体排放标准GB 162971996和天然气气质标准GB 178201999实施后,20002003年针对络合铁法脱硫存在的化学品消费高和硫堵等问题进行了深入研究,并进行了工业试验及工业运用。
 
国外发展和应用现状
络合铁液相氧化还原法是国外低硫天然气脱硫常被选择的方法。近年来络合铁法液相氧化还原脱硫技术在国外发展较快,现比较有名的有SulferoxSultint HPLOCAT工艺。维也纳技术大学和奥地利联合工程公司开发的Sulfint HP工艺是处理高压天然气的络合铁法,采用特殊过滤装置,在高压下进行过滤,目前未见有工业生产装置运行的报道。
 
供应商信息
美国SheUOil公司
美国DowChemical公司。
 
参考文献
[1] 张伍,何金龙,常宏岗等,《络合铁法液相氧化还原脱硫技术应用现状与前景分析》,中国石油西南油气田公司天然气研究院