高含硫气田天然气处理工艺的研究

丁沙(中国石油天然气公司西南油气田分公司蜀南气矿, 四川 泸州 646000)

当前，在国内已探明的天然气气田中，有近三分之一的气田含有过高的硫物质，在这一类气田中，由于硫酸自身的性质致使其不仅具有着很强的腐蚀性，同时在用作化工原料的过程中也会使相应产品质量大打折扣，此外，如果处理工艺技术不到位，还会对环境造成一定的污染。因此，为了在提高天然气开采质量的同时，提升天然气开采企业的综合效益，就需要针对高含硫气田来落实科学且合理的处理工艺技术。

1 处理工艺流程简介

总体来讲，在落实这一工艺的过程中，共需要经过如下的流程：将含硫原料气进行脱硫处理，在脱硫单元中，酸气进入硫磺回收单元，然后再经过尾气处理实现排放，而所产生的湿净化气进入脱水单元，进而获得相应的合格产品。其中，在酸气经由硫磺回收装置后能够实现近百分之九十五的硫磺回收率，然后液态硫磺经过固化得到固体硫磺。在此过程中，尾气处理上能够将其中的酸性水进行汽提，然后成为补充水的一部分，实现循环利用的效益，而其余尾气经过处理后能够避免对大气造成污染。

2 各处理单元的具体工艺选择与特点

(1)脱硫单元 这一单元主要是将原材料中所含有的H2S和部分CO2进行脱除处理，在实际落实该工艺的过程中，基于硫含量较高，所以以Sulfinol-M这一溶液来实现，且处理后的脱硫效果能够满足相应要求。具体来讲是借助MDEA的碱性属性，经过与酸性气体的化学反应，能够实现脱硫，但是，因为这一碱性物质自身的性质，其只能够有选择性的吸收H2S；与此同时，采用这一工艺技术还能够以其物理机制来实现对酸气的有效溶解。因此，采用这一处理工艺能够比单纯的采用MDEA溶剂的效果好，其能够在相应的条件下实现对酸性气体等的吸收，然后在温度与压力适当的条件下实现气体的释放以实现循环利用。其具体所呈现出的特点为：基于自身的特点，能够最大程度净化酸性气体，并且将原材料中的有机硫化物进行脱除，与此同时，采用该工艺能够在最大程度降低处理工艺成本的同时，降低酸气对装置设备的腐蚀性，进而实现综合收益。在具体落实该工艺的过程中，为了将这一反应溶液实现最大程度的利用，通常加入透平进行能量回收，进而将其转化为机械能，降低整个装置的能耗量。

(2)脱水单元 这一单元采用的工艺技术为TEG吸收法，在经过脱硫工艺之后，相应的湿净化气将进入到这一单元之中，经过脱水处理工艺之后，能够确保所脱出的成品质量满足相应要求。在这一工艺技术上，国外已经实现了大规模的应用，虽然这一工艺与固体吸收方法以及其它醇类相较而言存在不足之处，但是，其热稳定性好且具备再生功能，同时，蒸汽压低并能够将能量损失降至最低；要比固体吸收法所需的成本少，尤其是在高压天然气中，此种处理工艺技术存在明显优势。

(3)硫磺回收单元 这一装置是以克劳斯工艺为主，这一反应具有可逆性，因此要想将酸气与二氧化硫进行完全转化是无法实现的，经验表明，采用二级克劳斯所回收的硫磺量最多能够达到百分之九十六，而采用三级形式的话能够提高两个百分点，但是三级反应下的步骤较为繁琐，且能够提高的回收量有限，同时其处理单元的设置也相对较为繁复，因此，一般情况下都会采用二级克劳斯来实现硫磺回收处理，以在实现近百分之九十四回收率的同时，实现固体硫的获得以及实现对酸气这一尾气的处理。这一工艺技术的发展至今已有一百多年的历史，是当前高含硫气田处理中经常采用的一种工艺技术，在热反应阶段，有三分之一的酸气生成二氧化硫，其余部分二氧化硫以及酸气经过催化反应生成硫单质。

(4)尾气处理单元 这一装置首先需要与硫磺回收装置进行匹配，采用的是还原吸收法，在与硫磺装置相配合下，总体上能够实现对硫磺总量的有效回收，并且每一个装置下所排放出的二氧化硫量能够满足相应标准的规定。在串级SCOT工艺上，以还原吸收法将尾气中所含有的硫化物进行还原，进而得到H2S，然后以冷凝进行脱水处理，再经由MDEA进行有选择性的吸收，其余部分的酸气经过焚烧进行排放，其中的富胺液会进入到脱硫装置中，实现酸气的吸收，汽提硫酸水后经过脱硫单元进行回收。这一工艺能够将二氧化硫的排放量降至最低，因此，在尾气净化处理技术中被广泛应用，与此同时，这一技术的应用不仅所需成本费用低，同时相应的装置并不需要大量的占地面积，因此，工艺装置的落实相对较为容易，能够实现规模效益与环境效益的并获。

3 结语

综上所述，在高含硫气田天然气的处理中，为了提高天然气成品的质量，并降低对环境的污染，提升天然气开采的综合效益，需要将合理的处理工艺技术应用到其中。具体来讲，针对处理工艺的四个主要单元，分别采用Sulfinol-M溶剂法、TEG吸收法、二级克劳斯回收法以及串级SCOT工艺尾气处理法来落实，并能够在满足相应标准的同时，实现综合效益的最大化。

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