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【摘 要】天然氣是古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物，具可燃性，多是在油田开采原油时伴随而出。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有部分非烃类气体。
【关键词】天然气;醇胺法;干法
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2018.08.153
天然气中的硫化物及其燃烧物会破坏周围环境，损害人类健康。而像H2S和硫醇这样的硫化物，并使之转化为可供工业应用的元素硫，便构成一条天然气工业中普通采用的净化、回收硫的基本技术路线。此外，当硫磺回收装置的尾气不符合大气排放标准时，还应建立尾气处理装置。因此，天然气中的H2S量受到严格限制，开采出的天然气往往须经脱硫预处理，以满足传输及使用要求。欧美发达国家制定的商品天然气气质标准规定：H2S控制含量在5mg/m3左右;总硫控制含量为l00mg/m3，天然气（以硫计）左右;我国国家标准规定：I类商品天然气H2S含量≤6 mg/m3总硫含量≤100 mg/m3天然气（以硫计）。故而一个完整的天然气脱硫厂应包括脱硫装置、硫磺回收装置和尾气处理装置。
一、天然气的广泛应用
天然气在化学工业中的应用极其广泛，可以生产近千种化工产品，目前国内外大规模生产的天然气化工产品有数十种，其中有一部分中间产品，主要有合成氨、甲醇、甲烷氯化物、硝基甲烷、乙炔、二硫化碳、碳黑、氢氰酸等。在利用上述产品可以进一步加工制造氮肥、有机玻璃、合成纤维、合成橡胶、塑料、医药溶剂、电影胶片、炸药、高能燃料等。
天然气工业的发展还对黑色金属冶炼、非金属矿物制品业、专用设备制造业、武器弹药制造业、普通机械制造业、电气机械及器材制造业、非金属矿采选业等的发展有直接的推动作用。
二、干法脱硫工艺
目前，国内外已见的天然气脱硫方法名目繁多，不下数十种。如果以脱硫剂的状态来分，则天然气脱硫法可分为干法和湿法两大类。干法——采用固体型的脱硫吸附剂，这类固体物质包括天然泡沸石、分子筛和海绵状氧化铁等。干法技术通常是用于低含硫气体处理，特别是用于气体精细脱硫。大部分的干法脱硫工艺由于要更换脱硫剂而不能连续操作，还有一些如七翻丁法、权化锌法等，脱硫剂均不能再生，脱硫饱和后要废弃，这样一方面会造成环境问题，另一方面会增加脱硫的成本。干法是利用硫化氢的还原性和可燃性，以固体氧化剂或吸附剂来脱硫或直接燃烧，其中包括有克劳斯法、氧化铁法、活性炭法等。
氧化铁固体脱疏剂这是一类将H2S反应脱除而通常并不再生的方法，近来发展较为活跃。用于处理粗天然气使之达到管输要求的固体脱硫剂主要成分均为活性氧化铁。
三、天然气净化工艺常见问题
含酸气的高温胺液具有很强的腐蚀性。设计中应对与胺液接触的塔器、管线等増加壁厚，留有腐蚀余量。制造中应释放焊接产生的热应力。操作中应注意：避免胺液浓度过高、釆用符合质量要求的补充水、保持过滤器良好工作状态以及防止再生塔温度过高等，特别要防止氧气通过各种途径进入系统。对腐蚀性极强的MEA系统，最容易产生腐蚀的部件应使用抗腐钢材，如：吸收塔和再生塔的塔板（或填料）、贫/富胺液换热器、重沸器和复活釜的管束、吸收塔的富液管线和减压阀等。
在醇胺法装置的操作中，醇胺系统主要的腐蚀剂是酸性气体本身。特别在使用MDEA溶液的装置中，腐蚀随着溶液中酸性气体浓度的增加而增强。游离的或化合的CO2也能引起严重腐蚀，而在高温以及有水存在时尤其严重。H2S像酸一样地与碳钢发生作用，随后形成不溶的FeS。FeS在金属表面上形成膜，但此膜粘附得并不紧密，所以对进一步腐蚀起的保护作用不大。同时发现在主要处理CO2的装置中，有很少H2S存在时，可以减少腐蚀作用。第二个重要的腐蚀剂是溶剂的分解产物。这种分解产物是溶剂和进料气体组分的不可逆造成的。在过程循环的某些部分，由于存在氧与溶液接触，也会促使某种情况的严重腐蚀。溶液中的悬浮固体即Fe2S3的侵蚀，以及溶液在换热器管和管路中高速的流动，都会加快腐蚀。在此条件下，阻止了 Fe2S3的形成，并且Fe由于和H2S反应而被连续的脱落下来。
为减轻腐蚀作用，通常采用以下几个措施：再沸器中溶液的温度与再沸器中所用蒸汽的温度尽可能的低;避免用高温载热体，以使金属壁面的温度维持最低;压力再生而产生的高温会引起再沸器的压力应维持得尽可能的低;为了防止氧气进入系统，会使所有暴露在大气的溶液界面上有一层惰性气体覆盖，并使泵的入口处维持适当正压;连续除去悬浮固体与分解产物往往有助于降低腐蚀作用;在某些情况下，在循环胺液中加入苛性钠，可使腐蚀显著减轻;使用腐蚀抑制剂，包括高分子胺和重金属盐。
四、结语
天然气净化工艺向系列化、深度化方向发展。随着对环境保护的日益重视，对净化天然气中的H2S含量（以及总硫含量）、CO2含量和硫回收及尾气处理装置排放气中SO2含量的要求越来越低，促使原有的工艺进行改进提高和新的先进技术的出现。各种脱硫工艺，特别是醇胺溶剂法由水溶液发展到新的配方型工艺（包括aMDEA、配方溶剂及混合胺），并形成工艺系列，可通过选用不同的脱硫溶剂配方和适当的工艺流程，将H2S含量降至低于4×10-6（v）、CO2含量低于2.0%，甚至低于50×10-6（v）的水平。配方型溶剂不但可以用于原料气脱硫部分，而且也广泛应用于硫回收后续的尾气处理部分，以进一步提高硫回收率和减少大气污染物的排放。
参考文献
[1]陈昌介，何金龙，温祟荣.高含磷天然，净化技术现状及研究方向[J].天然气工业2013，01：112-115.
[2]李劲，雷萌，唐涛.对中低含硫天然气脱硫技术的认识[J].石油与天然气化工，2013，03：227-233.
[3]四川石油管理局，天然气工程手册.，北京，石油工业出版社，1980
【关键词】天然气;醇胺法;干法
中图分类号：G4 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-0407.2018.08.153
天然气中的硫化物及其燃烧物会破坏周围环境，损害人类健康。而像H2S和硫醇这样的硫化物，并使之转化为可供工业应用的元素硫，便构成一条天然气工业中普通采用的净化、回收硫的基本技术路线。此外，当硫磺回收装置的尾气不符合大气排放标准时，还应建立尾气处理装置。因此，天然气中的H2S量受到严格限制，开采出的天然气往往须经脱硫预处理，以满足传输及使用要求。欧美发达国家制定的商品天然气气质标准规定：H2S控制含量在5mg/m3左右;总硫控制含量为l00mg/m3，天然气（以硫计）左右;我国国家标准规定：I类商品天然气H2S含量≤6 mg/m3总硫含量≤100 mg/m3天然气（以硫计）。故而一个完整的天然气脱硫厂应包括脱硫装置、硫磺回收装置和尾气处理装置。
一、天然气的广泛应用
天然气在化学工业中的应用极其广泛，可以生产近千种化工产品，目前国内外大规模生产的天然气化工产品有数十种，其中有一部分中间产品，主要有合成氨、甲醇、甲烷氯化物、硝基甲烷、乙炔、二硫化碳、碳黑、氢氰酸等。在利用上述产品可以进一步加工制造氮肥、有机玻璃、合成纤维、合成橡胶、塑料、医药溶剂、电影胶片、炸药、高能燃料等。
天然气工业的发展还对黑色金属冶炼、非金属矿物制品业、专用设备制造业、武器弹药制造业、普通机械制造业、电气机械及器材制造业、非金属矿采选业等的发展有直接的推动作用。
二、干法脱硫工艺
目前，国内外已见的天然气脱硫方法名目繁多，不下数十种。如果以脱硫剂的状态来分，则天然气脱硫法可分为干法和湿法两大类。干法——采用固体型的脱硫吸附剂，这类固体物质包括天然泡沸石、分子筛和海绵状氧化铁等。干法技术通常是用于低含硫气体处理，特别是用于气体精细脱硫。大部分的干法脱硫工艺由于要更换脱硫剂而不能连续操作，还有一些如七翻丁法、权化锌法等，脱硫剂均不能再生，脱硫饱和后要废弃，这样一方面会造成环境问题，另一方面会增加脱硫的成本。干法是利用硫化氢的还原性和可燃性，以固体氧化剂或吸附剂来脱硫或直接燃烧，其中包括有克劳斯法、氧化铁法、活性炭法等。
氧化铁固体脱疏剂这是一类将H2S反应脱除而通常并不再生的方法，近来发展较为活跃。用于处理粗天然气使之达到管输要求的固体脱硫剂主要成分均为活性氧化铁。
三、天然气净化工艺常见问题
含酸气的高温胺液具有很强的腐蚀性。设计中应对与胺液接触的塔器、管线等増加壁厚，留有腐蚀余量。制造中应释放焊接产生的热应力。操作中应注意：避免胺液浓度过高、釆用符合质量要求的补充水、保持过滤器良好工作状态以及防止再生塔温度过高等，特别要防止氧气通过各种途径进入系统。对腐蚀性极强的MEA系统，最容易产生腐蚀的部件应使用抗腐钢材，如：吸收塔和再生塔的塔板（或填料）、贫/富胺液换热器、重沸器和复活釜的管束、吸收塔的富液管线和减压阀等。
在醇胺法装置的操作中，醇胺系统主要的腐蚀剂是酸性气体本身。特别在使用MDEA溶液的装置中，腐蚀随着溶液中酸性气体浓度的增加而增强。游离的或化合的CO2也能引起严重腐蚀，而在高温以及有水存在时尤其严重。H2S像酸一样地与碳钢发生作用，随后形成不溶的FeS。FeS在金属表面上形成膜，但此膜粘附得并不紧密，所以对进一步腐蚀起的保护作用不大。同时发现在主要处理CO2的装置中，有很少H2S存在时，可以减少腐蚀作用。第二个重要的腐蚀剂是溶剂的分解产物。这种分解产物是溶剂和进料气体组分的不可逆造成的。在过程循环的某些部分，由于存在氧与溶液接触，也会促使某种情况的严重腐蚀。溶液中的悬浮固体即Fe2S3的侵蚀，以及溶液在换热器管和管路中高速的流动，都会加快腐蚀。在此条件下，阻止了 Fe2S3的形成，并且Fe由于和H2S反应而被连续的脱落下来。
为减轻腐蚀作用，通常采用以下几个措施：再沸器中溶液的温度与再沸器中所用蒸汽的温度尽可能的低;避免用高温载热体，以使金属壁面的温度维持最低;压力再生而产生的高温会引起再沸器的压力应维持得尽可能的低;为了防止氧气进入系统，会使所有暴露在大气的溶液界面上有一层惰性气体覆盖，并使泵的入口处维持适当正压;连续除去悬浮固体与分解产物往往有助于降低腐蚀作用;在某些情况下，在循环胺液中加入苛性钠，可使腐蚀显著减轻;使用腐蚀抑制剂，包括高分子胺和重金属盐。
四、结语
天然气净化工艺向系列化、深度化方向发展。随着对环境保护的日益重视，对净化天然气中的H2S含量（以及总硫含量）、CO2含量和硫回收及尾气处理装置排放气中SO2含量的要求越来越低，促使原有的工艺进行改进提高和新的先进技术的出现。各种脱硫工艺，特别是醇胺溶剂法由水溶液发展到新的配方型工艺（包括aMDEA、配方溶剂及混合胺），并形成工艺系列，可通过选用不同的脱硫溶剂配方和适当的工艺流程，将H2S含量降至低于4×10-6（v）、CO2含量低于2.0%，甚至低于50×10-6（v）的水平。配方型溶剂不但可以用于原料气脱硫部分，而且也广泛应用于硫回收后续的尾气处理部分，以进一步提高硫回收率和减少大气污染物的排放。
参考文献
[1]陈昌介，何金龙，温祟荣.高含磷天然，净化技术现状及研究方向[J].天然气工业2013，01：112-115.
[2]李劲，雷萌，唐涛.对中低含硫天然气脱硫技术的认识[J].石油与天然气化工，2013，03：227-233.
[3]四川石油管理局，天然气工程手册.，北京，石油工业出版社，1980