彭景戴璐吕桂海张晓勇（.重庆天然气净化总厂，重庆4000；.阿姆河天然气公司，北京 006；.抚顺石化石油三厂，辽宁 008）

高含硫天然气净化技术现状及研究方向

彭景1戴璐1吕桂海2张晓勇3（1.重庆天然气净化总厂，重庆401200；2.阿姆河天然气公司，北京 102206；3.抚顺石化石油三厂，辽宁 113008）

随着社会经济的不断发展，天然气作为一种清洁高效的能源在人们的日常生活中发挥着越来越重要的作用。在天然气的开发和使用中，会因为一些杂质的存在而影响了天然气的纯度，从而降低了天然气的燃烧率。天然气中含有一定量的硫化氢（H2O）和二氧化碳（CO2），需要对其进行净化才能提高天然气的使用效果。

高含硫天然气；净化技术；现状；发展方向

硫化氢和二氧化碳在燃烧后会产生大量的有害物质，对周围的空气和环境造成污染。因此，必须对含硫天然气进行净化处理，才能提高天然气能源的清洁性，促进环保型和谐社会的发展。本文结合高含硫天然气净化技术的发展现状，对存在的问题进行了简单的分析，并进一步指明了天然气净化技术的发展方向。

1　高含硫天然气净化技术的发展现状

1.1脱硫脱碳技术的发展

对于含有大量硫化氢和二氧化碳的“双高”天然气来说，进行脱硫和脱碳处理是最基本的净化步骤。目前采用得较多的净化技术是物理化学溶剂法。其中，常用的方法有DEA法、MDEA法，或是基于MDEA采用配方脱硫脱碳溶剂技术。对于含硫量较大，二氧化碳含量也比较高的天然气，会采用Sulfinol法、Flex～sorb PS法来进行净化。有时天然气中有机硫的含量会特别多，在对处理后的天然气中的总硫含量要求比较低的情况下，可以采用组合工艺的净化处理方法。例如，在常规DEA和MDEA法的共同作用下，同时采用分子筛和硅胶吸附器进行脱硫醇和脱水处理，能够达到深化脱硫的效果，使天然气的纯度得到有效的提高。

尽管经过了多年的发展，我国在高含硫天然气的净化技术和实践经验上已经得到了较大的提高。但是目前高含硫天然气的净化处理还存在很大的技术限制。例如，在处理硫化氢和二氧化碳含量都超过20%的“双高”天然气时，还存在着技术上的不足。如果采用普通的脱硫溶剂，不仅会产生循环量大、能耗高的问题，还难以达到对脱硫处理后天然气纯度的具体要求［1］。

1.2硫磺回收技术的现状

硫磺回收是含硫天然气净化处理过程中一个重要的环节。因为硫化物质对周边环境具有一定的威胁性，但是同时硫磺作为一种重要的工业原料，又能够为相关产业的发展提供必要的原材料。因此，应该在天然气处理的过程中提高硫磺回收技术，从而实现资源的最优化利用。一般来说，对高含硫天然气进行脱硫处理之后，就会极大地降低其产生的酸气中所含的硫化氢含量。如果硫磺回收装置收集的酸气中硫化氢含量越大，则回收效率越高，回收效果越明显。同时还能够有效控制硫副产物的含量，从而降低尾气中二氧化硫的排放量，提高天然气的环保性能。而对于含硫量并不是很多的天然气，经过脱硫处理之后就会形成大量的酸气，且酸气中所含的硫化物质比例高达50%到80%。这样一来，在先进的硫磺回收装置的设备基础上，就可能实现高达98%的硫磺回收率。配合水解技术对副产物中的有机硫含量进行高效的提取，则能够进一步提高总硫回收率。

但是，一般的水解技术在对含硫量极高的天然气进行处理时，就会显得有些力不从心。硫磺回收的大致比例也会有很大程度的下降。最终硫磺回收装置的总硫回收率往往无法达到天然气净化行业新标准的相关规定，天然气质量也就得不到有效的保证。

2　高含硫天然气净化技术的研究方向

2.1脱硫脱碳技术的发展方向

根据脱硫脱碳的技术要求，技术人员应该朝着开发稳定的技术、高效的技术的方向做出努力。在物理溶剂法方面，净化高酸性天然气的技术还有待开发。考虑到物理溶剂法的工作原理是利用天然气中硫化物杂质和甲烷等物质在溶剂中的溶解度存在着巨大的差异，以此来对天然气实现净化和分离的，而酸气在物理溶剂中的溶解热又远远低于其他化学溶剂的反应热，因此该净化法应该从有机硫的脱除技术方面进行深入的探究。才能充分发挥该方法具有的既能够进行脱硫脱碳，又能够选择性的脱除硫化氢的技术优势。

从空间位阻胺～物理溶剂法来看，有些天然气中硫化氢、二氧化碳、有机硫的含量比例不一，各自的再生能力、腐蚀情况、抗发泡性能也有很大的不同，则可以使用位阻胺法、位阻胺与MDEA联合法，或是将这两种技术与物理溶剂法进行结合的方法。除此之外，还要注意酸性气体在MDEA溶剂中的平衡溶解度与其在空间位阻胺物理溶剂中的溶解度有所不同，因此需要建立起相应的吸收动力学模型以及热力学模型。通过对模型的软件化处理，进一步提高天然气净化装置的技术水平和使用性能［2］。

2.2硫磺回收技术的发展方向

根据国家颁布的天然气净化行业新标准的规定，要求脱硫天然气的总硫回收率达到99.83%。就目前的硫磺回收技术来说，在使用还原～直接氧化型EU～RO～Claus技术的前提下，已经能够达到99.4%的总硫回收率。也就是说，只要能够有效提高在直接氧化阶段中的硫转化率，则能够达到新标准的硫磺回收要求。而通过优化催化剂的使用效果，能够切实提高该工艺过程中的硫转化率。因此，技术人员必须对硫化氢的氧化催化剂进行详细的研究，以达到提高硫磺回收技术的目的。

3　结语

综上所述，天然气能源在促进社会经济的发展方面起着十分重要的作用。而高含硫天然气中硫化氢和二氧化碳等物质的存在会降低天然气的使用效率，造成大量的资源浪费。因此，相关技术人员应该遵循国家颁布的天然气净化行业的标准，结合实际对高含硫天然气的净化技术进行深入的研究，以切实降低使用天然气对自然环境造成的伤害。

［1］陈昌介，何金龙，温崇荣.高含硫天然气净化技术现状及研究方向［J］.天然气工业，2013，33（1）.

［2］余娅妮，何轶群，余春娟.高含硫天然气净化技术现状及研究方向［J］.化工管理，2014，（36）.