【正文】 性中毒，而且，雖然這種氣體具有刺激性，但血液中吸收硫化氫所產(chǎn)生的全身效應(yīng)會(huì)掩蓋其刺激作用）；當(dāng)天然氣用作化工原料時(shí)，還會(huì)引起催化劑中毒；同時(shí)，CO2的含量過(guò)高將降低天然氣的熱值。綜上所述，天然氣在使用前必須進(jìn)行脫硫處理，嚴(yán)格控制酸性氣體的含量，使其硫含量滿(mǎn)足GB173201999天然氣標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的天然氣的技術(shù)指標(biāo)，才能成為合格的使用天然氣。4設(shè)計(jì)范圍（1）天然氣脫硫的必然性（2）天然氣脫硫的方法及工藝路線(xiàn)的選擇（3）物料流程圖（4）工藝流程圖（5）脫硫裝置（6）建設(shè)規(guī)模5編制原則通過(guò)加工的天然氣所達(dá)到的氣質(zhì)指標(biāo)，各國(guó)各地區(qū)都不同，這是由于天然氣資源和礦藏處理水平、供銷(xiāo)狀況及有關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策等各不相同所造成的。由于化工生產(chǎn)所需要的原料氣對(duì)有害物質(zhì)特別是硫及其化合物的含量要求比較嚴(yán)格（硫含量一般為12mg/m3），天然氣通常需要經(jīng)過(guò)二次處理才能符合要求，而且這部分氣量相對(duì)較小，故在制定商品天然氣氣質(zhì)指標(biāo)是多以符合燃料要求為依據(jù)，主要從保證天然氣在輸配系統(tǒng)中的安全運(yùn)行，減少設(shè)備、管線(xiàn)的腐蝕，滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)和衛(wèi)生以及良好的燃料性能等方面規(guī)定對(duì)商品天然氣的質(zhì)量要求。隨著天然氣在能源結(jié)構(gòu)中的比例上升，輸氣管道壓力升高，距離增長(zhǎng)，對(duì)氣質(zhì)的要求也趨于嚴(yán)格。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，氣質(zhì)指標(biāo)除了管輸指標(biāo)外，往往還必須根據(jù)用戶(hù)與公司簽訂的銷(xiāo)售合同的有關(guān)條款來(lái)實(shí)行質(zhì)量要求，以滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。商品天然氣氣質(zhì)指標(biāo)主要有：(1)最小熱。值為了使天然氣用戶(hù)能適當(dāng)確定其加熱設(shè)備，必須確定最小熱值。這項(xiàng)規(guī)定主要要求控制天然氣中的N2和CO2等不可燃?xì)怏w的含量。(2)含硫量。主要是為了控制天然氣的腐蝕性和出于對(duì)人類(lèi)自身健康和安全的考慮，常以H2S含量或總硫（H2S及其他形態(tài)）含量來(lái)表示。(3)烴露點(diǎn)。烴露點(diǎn)即在一定壓力條件下天然氣中析出的第一滴液烴時(shí)的溫度，它與天然氣的壓力和組成有關(guān)。為了防止天然氣在輸配管線(xiàn)中有液烴凝結(jié)，目前許多國(guó)家都對(duì)商品天然氣規(guī)定了脫油除塵的要求，規(guī)定在一定條件下天然氣的最高允許烴露點(diǎn)。(4)水露點(diǎn)與含水量。在地層溫度和壓力條件下，水在天然氣中通常以飽和水蒸汽的形式存在，水蒸氣的存在往往給天然氣的輸集帶來(lái)了一系列的危害。因此，規(guī)定天然氣的含水量是十分必要的。天然氣的含水量以單位體積天然氣中所含的水汽量來(lái)表示的，有時(shí)也用天然氣的水露點(diǎn)來(lái)表示。天然氣的水露點(diǎn)是指在一定的壓力條件下，天然氣與液態(tài)水平衡時(shí)（此時(shí)，天然氣的含水量為最大含水量，即飽和含水量）的溫度。一般要求天然氣水露點(diǎn)比輸氣管線(xiàn)可能達(dá)到的最低溫度還低56℃。此外，往往還要求輸送溫度不超過(guò)49℃，對(duì)輸送壓力無(wú)嚴(yán)格要求。GB 178201999依據(jù)不同用戶(hù)的要求并結(jié)合我國(guó)天然氣資源的實(shí)際組成，將商品天然氣分成三類(lèi)。一類(lèi)和二類(lèi)天然氣主要用作民用燃料，為了防止輸配系統(tǒng)的腐蝕和保證居民健康，分貝規(guī)定其硫含量不大于6mg/m3（CHN）和20mg/m3（CHN）：三類(lèi)天然氣主要作為工業(yè)原料和燃料。（CHN），二氧化碳體積分?jǐn)?shù)不大于3%，在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低環(huán)境溫度低5℃?？紤]個(gè)別用戶(hù)對(duì)天然氣質(zhì)量有不同要求，GB 178201999的附錄同時(shí)規(guī)定；在滿(mǎn)足國(guó)家有關(guān)安全衛(wèi)生等標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對(duì)上述三個(gè)類(lèi)別以外的天然氣，允許供需雙方合同或協(xié)議來(lái)確定其具體質(zhì)量要求。我國(guó)商品天然氣氣質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下表：表 1 商品天然氣氣質(zhì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) （GB178201999）項(xiàng)目一類(lèi)二類(lèi)三類(lèi)高位發(fā)熱量MJ/m3總硫mg/m3≤100≤200≤460H2S含量mg/m3≤6≤20≤460CO2（%（V））≤—水露點(diǎn)℃在天然氣交接點(diǎn)的壓力和溫度條件下，天然氣的水露點(diǎn)應(yīng)比最低溫度低5℃此外，按照用途不同，典型天然氣氣質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表2。表2 典型天然氣氣質(zhì)指標(biāo)指標(biāo)LNG管道銷(xiāo)售氣NGLH2S（胺法處理）10mg/m3H2S（堿法處理）銅片實(shí)驗(yàn) 1A/1BCO2 50mg/m3 優(yōu)化520mg/m3總硫 20mg/m320mg/m3檢硫?qū)嶒?yàn)為負(fù)燃料氣中總硫300mg/m3300mg/m3300mg/m3焚燒爐出口SO2釋放量 250mg/m3250mg/m3硫純度 %wt %wt硫回收率 %95~%干燥器出口含量 LNG中汞含量注：+羥基硫+有機(jī)硫化合物、規(guī)范GB 162971996 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 178201999 《商品天然氣的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》SY/T65382002 《配方型選擇性脫硫溶劑標(biāo)準(zhǔn)》SY/T65372002 《天然氣凈化廠氣體及溶液分析方法標(biāo)準(zhǔn)》 工藝路線(xiàn)開(kāi)采出來(lái)的天然氣中含有硫化氫和二氧化碳等酸性氣體，在使用過(guò)程中會(huì)造成許多危害，所以在使用前必須進(jìn)行脫硫脫碳處理。一般的化學(xué)吸收法通過(guò)吸收劑溶液吸收天然氣中的酸性組分，大部分酸性組分被吸收劑溶液所吸收，殘余的酸性組分需進(jìn)一步吸收分離，以達(dá)到商品氣氣質(zhì)指標(biāo)的要求。含有酸性組分的溶液需要輸入再生裝置中進(jìn)行再生回收，以求得吸收劑的循環(huán)使用。一般的化學(xué)吸收法有吸收、閃蒸、換熱和再生四部分組成。2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)1) 原料氣組成組成%（mol）組成%（mol）H2SiC4H10CO2nC4H10H2ON2+HeCH4H2C2H6O2+Ar注：1）原料氣不含有機(jī)硫2）原料氣處理量 3) 原料氣溫度 ℃4）原料氣壓力 (g) 建設(shè)規(guī)模儀隴龍崗凈化廠建設(shè)規(guī)模為。 工藝流程簡(jiǎn)介：醇胺法工藝的基本流程主要有吸收、閃蒸、換熱和再生四部分組成。含酸性組分的天然氣經(jīng)入口分離器除去液固雜質(zhì)后進(jìn)入吸收塔底部，由下而上與醇胺溶液逆流接觸，脫出其中的酸性組分。達(dá)到要求的凈化器離開(kāi)吸收塔頂部，井出口分離器除去攜帶的醇胺液滴后出裝置。吸收了酸氣的醇胺溶液（通常稱(chēng)為富液）由吸收塔底部流出后降至一定壓力進(jìn)入閃蒸罐，是富液中溶解和夾帶的烴類(lèi)閃蒸出來(lái)，閃蒸汽可用作裝置的燃料氣。閃蒸后的富液經(jīng)過(guò)濾器進(jìn)入貧/富液換熱器，與已完成再生的熱醇胺（簡(jiǎn)稱(chēng)貧液）換熱而被加熱，然后進(jìn)入在低壓下操作的再生塔頂部。在再生塔中富液首先在塔頂閃蒸處部分酸性組分，然后自上而下流動(dòng)與在重沸器中加熱氣化的氣體（主要為水蒸氣）接粗，將溶液中其余的酸性組分進(jìn)一步汽提出來(lái)。因此，出再生塔的溶液為貧液，只含有少量未汽提出的殘余酸性氣體。離開(kāi)重沸器的熱貧液經(jīng)貧/富液換熱器回收熱量后，再經(jīng)過(guò)溶液冷卻器的進(jìn)一步冷卻至冷卻至適當(dāng)溫度，然后由溶液循環(huán)泵送至吸收塔頂部，完成溶液循環(huán)。離開(kāi)再生塔頂部的酸性組分和水蒸氣進(jìn)入冷卻器，以冷凝分出大部分水蒸氣，冷凝液作為回流返回再生塔頂部，以回收被酸性氣流帶出的醇胺蒸汽，酸氣送至硫磺回收裝置或其他氣體處理設(shè)施進(jìn)一步處理。：在直流法中，全部酸氣進(jìn)入反應(yīng)爐，要求嚴(yán)格配給空氣量，以使酸氣中的全部烴完全燃燒，而H2S僅有l(wèi)/3氧化成SO2，使剽余2/3的H2S與氧化成的SO2在理想的配比下進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化，以獲取更高的轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)爐溫度高達(dá)1100一1600℃，此時(shí)酸氣中H2S約有60％一70％轉(zhuǎn)化成硫，含硫蒸氣的高溫氣體經(jīng)余熱鋼爐回收熱量后進(jìn)入一級(jí)冷凝器，再次回收熱量并分離出液態(tài)硫，出一級(jí)冷凝器的氣相進(jìn)入一級(jí)再熱器，使其在進(jìn)一級(jí)轉(zhuǎn)化器前達(dá)到所需要的反應(yīng)溫度，然后進(jìn)人一級(jí)轉(zhuǎn)化器，在已活化的催化劑上反應(yīng)，由于反應(yīng)放熱，出口氣溫度明顯升高，經(jīng)二級(jí)冷凝器回收熱量并分離出液態(tài)硫之后的氣相，經(jīng)二級(jí)再熱器再熱達(dá)到需要的溫度，進(jìn)入二級(jí)轉(zhuǎn)化器，催化轉(zhuǎn)化后溫度升高，經(jīng)三級(jí)冷凝器回收熱量并分離出液態(tài)硫，分出液態(tài)疏后的氣相進(jìn)入第三級(jí)再熱器，再熱后進(jìn)入三級(jí)轉(zhuǎn)化器，使H2S和SO2最大限度地轉(zhuǎn)化為硫，從三級(jí)轉(zhuǎn)化器出來(lái)的氣相經(jīng)四級(jí)冷凝器冷卻以除去最后生成的硫。分離出液態(tài)疏后的尾氣通過(guò)捕集器，進(jìn)一步捕集液態(tài)硫后進(jìn)入尾氣處理裝置進(jìn)一步處理后排放。各級(jí)冷凝器及捕集器中分離出來(lái)的液態(tài)硫流人硫儲(chǔ)罐，經(jīng)成型后即為硫磺產(chǎn)品。3 脫硫裝置 脫硫工藝方法選擇 脫硫的方法目前，國(guó)內(nèi)外已見(jiàn)的天然氣脫硫方法名目繁多，不下數(shù)十種。如果以脫硫劑的狀態(tài)來(lái)分，則天然氣脫硫法可分為干法和濕法兩大類(lèi)。干法采用固體型的脫硫吸附劑，這類(lèi)固體物質(zhì)包括天然泡沸石、分子篩和海綿狀氧化鐵等。濕法采用各類(lèi)液體溶液脫硫劑。此法多用于高壓天然氣中酸性氣體組分含量較多的情況濕法本身又可按條件分為：化學(xué)吸收法、物理吸收法、復(fù)合法和直接氧化法?；瘜W(xué)吸收法基于可逆化學(xué)反應(yīng)。吸收劑在吸收塔內(nèi)與H2S和CO2進(jìn)行反應(yīng)，在解吸塔內(nèi)用提高溫度或降低壓力的辦法使向相反方向進(jìn)行。各種胺溶液是應(yīng)用品廣泛的脫硫吸收劑。除了各種醇胺法以外，堿性鹽溶液和氨基酸鹽法亦屬于化學(xué)吸收脫硫法。物理吸收法是基于吸收劑的選擇性吸收來(lái)分離抽取天然氣中酸性組分，其操作類(lèi)似于天然氣工廠中油吸收法。在物理吸收過(guò)程中，可采用N甲基吡咯烷酮、碳酸丙烯酯、丙酮、甲醇等作為吸收劑。由于吸收劑的吸收能力實(shí)際上與氣相中酸性組分的分壓成正比，故而本法對(duì)處理高含酸性組分的天然氣特備有效。復(fù)合法同時(shí)使用混合的化學(xué)和物理吸收劑。本法中最得以廣泛應(yīng)用的是Sulfinol法，其中使用環(huán)丁砜和任一化學(xué)吸收劑相組合的溶液作為脫硫劑。Sulfinol溶液通常是有環(huán)丁砜、二異丙醇胺和水組成。在確定Sulfinol砜胺溶液配比時(shí)，應(yīng)考慮依據(jù)使用條件不同而異。醇胺法是目前最常用的天然氣脫硫脫碳方法。據(jù)統(tǒng)計(jì)，20世紀(jì)90年代美國(guó)采用化學(xué)溶劑法的脫硫脫碳裝置處理量約占總處理量的72%，其中有絕大多數(shù)是采用醇胺法。20世紀(jì)30年代最先采用的醇胺法是三乙醇胺（TEA），因其反應(yīng)能力和穩(wěn)定性差已不再采用。目前，主要