天然气脱硫的课件，这是中国第二所石油高校的学习课件，很值得学习，广泛应用于油气田地面工程

天然气脱硫

1. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 1
Southwest Petroleum University
天然气净化： 脱硫、脱水、 硫磺回收等
罗家寨气田净化厂
处理原料气 H
2S含量9.5%～11.5%，CO
2
含量7%～8%，建设三列 300×10
4
m
3
/d主体工
艺装置（脱硫装置、脱水装置、硫磺回收装置和
尾气处理装置）以及所有的辅助生产设施、公用
工程和生活设施。
普光气田净化厂
处理原料气 H
2S含量13%～
18%，CO
2
含量8%～10%，建设十六个
系列的天然气处理装置及配套工程，每个系
列的天然气装置处理能力为 300
×10
4
m
3
/d，天然气净化厂处理能力为
4800×10
4
m
3
/d。。

2. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 2
Southwest Petroleum University
天然气脱硫
概述
胺法脱硫工艺
间歇脱硫工艺
其它工艺
脱硫工艺选择
普光气田净化厂介绍

3. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 3
Southwest Petroleum University
1 概述
一、酸性组分与酸性天然气
(1)酸性组分 (acid gas)：天然气中的 H
2S、CO
2和有
机硫化合物，亦称为酸性气体。
(2)酸性天然气 (sour gas) ：酸性组分含量超过管输气
或商品气质量要求的天然气 。
(3)洁气(sweet gas)：脱除酸性组分后的净化天然气。
二、酸性组分的危害
1、会造成金属腐蚀；

4. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 4
Southwest Petroleum University
1 概述
2、污染环境；
3、引起催化剂中毒，影响产品质量；
4、降低天然气的热值。
三、脱硫指标
1、管输天然气： 要求H
2S含≯20mg/m
3
。
2、化工原料气： 要求硫含量＜ 1mg/m
3
。
四、脱硫方法
目前，有许多方法用于天然气酸性组分的脱除。

5. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 5
Southwest Petroleum University
1 概述
1、Chemical Solvent Processes化学吸收工艺
(1)基本原理
以碱性溶液为吸收溶剂，与酸性组分 (H
2S、CO
2)反应
生成某种化合物。
吸收了酸性组分的富液在 T升高、p降低时，该化合物
又能分解释放出酸性组分。
(2)代表方法
碱性盐溶液法和醇胺 (烷基醇胺 )溶液。
(3)特点：净化度高，适应性宽。

6. Southwest Petroleum University

7. Southwest Petroleum University

8. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 8
Southwest Petroleum University
1 概述
4、Dry-Bed Processes干法脱硫工艺
(1)基本原理
利用H
2S与固体中的活性成分发生化学反应或在固体的
吸附作用，脱除天然气中的 H
2S。
失去脱硫能力后更换脱硫剂。
(2)代表方法
海绵铁法、氧化锌法、分子筛法。
(3)特点
硫容小，净化度很高，能耗低；再生困难。

9. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 9
Southwest Petroleum University
2 胺法脱硫工艺
醇胺溶剂
工艺描述
选择性脱硫工艺
工艺设计

10. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 10
Southwest Petroleum University
2.1 醇胺溶剂
一、醇胺的分子结构
醇胺分子结构至少有一个羟基和一个胺基。
羟基：可降低化合物的蒸气压，增加醇胺在水中的溶
解度，可配制成水溶液。
胺基：水溶液提供碱度，促进对酸性组分的吸收。
HOC
H
H
C
H
H
NH
2
HOCH
2
H
2
C
HOCH
2CH
2
NH
HOCH
2
H
2
C
HOCH
2CH
2
NC
H
H
H

11. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 11
Southwest Petroleum University
2.1 醇胺溶剂
二、醇胺与 H
2S、CO
2的主要反应
1、Primary Amines伯胺
RNH
2＋H
2S RNH
3
+
＋HS
-
(瞬间反
应)
2RNH
2
＋CO
2 RNH
3
+
＋RNHCOO
-
(中速反
应)
RNH
2
＋CO
2
＋
H
2
O
RNH
3
+
＋HCO
3
-
(慢反应)
2、Secondary Amines 仲胺
R
2NH＋H
2S R
2NH
2
+
＋HS
-
(瞬间反
应)
2R
2NH＋CO
2 R
2NH
2
+
＋R
2NCOO
-
(中速反
应)
R
2NH＋CO
2＋
H
2O
R
2
NH
2
+
＋HCO
3
-
(慢反应)

12. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 12
Southwest Petroleum University
2.1 醇胺溶剂
3、Tertiary Amines叔胺
R
2
R′N＋
H
2
S
R
2
R′NH
+
＋HS
-
(瞬间反
应)
R
2
R′N＋
CO
2
(不反应)
R
2
R′N＋CO
2
＋
H
2
O
R
2R′NH
+
＋HCO
3
-
(慢反应)
醇胺与H
2S、CO
2的主要反应均为可逆反应。
当酸性组分 p高或T低时，反应向右侧进行，贫液从原
料气中吸收酸性组分 (正反应)，并且放热；
在酸性组分 p低或T高时，反应向左侧进行，富液将酸
性组分释放出来，使溶液再生 (逆反应)，并且吸热。

13. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 13
Southwest Petroleum University
2.1 醇胺溶剂
三、几种醇胺溶剂性质比较
1、一乙醇胺 (MEA)
(1)优点
①可用于酸性组分分压低的场合；
②对烃类的吸收能力最小。
(2)缺点
①反应能力、
挥发度及腐蚀性最 强；
MEA是相
对分子质量最小的伯醇胺，碱性 强。

14. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 14
Southwest Petroleum University
2.1 醇胺溶剂
②贫液
浓度较低，蒸发 损失最大，再生能耗较高；

③
MEA在脱硫过程个会和 CO
2发生降解反应；
发生
副反应，反应物难以再生，溶剂失去脱硫能力。
④MEA与COS和CS
2的反应
是不可逆的；
会造成溶剂
损失和某些副产物在溶剂中 积累。
⑤对H
2
S和CO
2
无
选择性
采
用
MEA可很容
易地将进料气中
H
2S含量降低至 5.0mg/m
3
以
下，但对
H
2
S和CO
2
无
选择性。

15. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 15
Southwest Petroleum University
2.1 醇胺溶剂
2、二乙醇胺 (DEA)
(1)优点
①与H
2S和CO
2的反应热较小；
②碱性及腐蚀性较
弱；
③蒸发
损失较小，溶液 浓度较高，酸气 负荷较大；
④溶液
循环量、投资及操作费用都较低。
(2)缺点
DEA对H
2
S和CO
2
也没
有选择性。

16. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 16
Southwest Petroleum University
2.1 醇胺溶剂
3、
甲基二乙醇胺
(MDEA)
(1)优点
①对H
2S具
有良好的选择性；
特
别是可用于
↗硫磺回收装置的原料气中 H
2
S含量以及用
于SCOT法尾气处理中的 H
2
S回收等。
②溶液
浓度较高，酸气 负荷较大，循环量小；
③再生能耗低，
操作费用低；
④贫液腐蚀性
弱，蒸气压低，蒸发 损失小。

17. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 17
Southwest Petroleum University
2.1 醇胺溶剂
(2)缺点
与H
2S的反应能力不
如
MEA。
4、二
异丙醇胺
(DIPA)
(1)优点
①可脱除
部分有机硫化物；
②在CO
2存
在时对
H
2S吸收有一
定选择性；
③腐蚀性小；
④蒸
汽压低，胺 损失量小。

18. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 18
Southwest Petroleum University
2.1 醇胺溶剂
(2)缺点
DIPA与CO
2
和COS发生降解反应的能力
大。
5、
空间位阻胺
从分子水
平上设计的脱硫剂。
指在
氮原子上带有一个或多个 具有空间位阻结构的非链
状取
代基团的醇胺类化合物。
通
过基团的空间位阻效应和碱性来 控制胺与
CO
2的反
应，有选择性
地脱硫、脱 碳。

19. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 19
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
天然气酸性组分脱除工艺与脱水工艺
相似。
一、基本原理
利用气体吸收、解吸原理。
二、醇胺法脱硫系
统构成
吸收系
统：吸收天然气中的酸性组分。
再生系
统：对富液进行再生， 恢复溶液净化能力。
三、原
则工艺流程
醇胺法脱硫原
则工艺流程如下图。

20. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 20
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程

21. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 21
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程

22. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 22
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程

23. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 23
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
1、分
路流程特点
(1)处理量
大，节约蒸汽用量；
(2)吸收
塔上部直径 可以比下部直径显著减 小；
(3)可以
减少换热器的面积。
进
入吸收塔中部的半贫液不需要冷却到象进入塔顶的
贫液
那么低的温度。
2、适用场合
酸性组分含量超过 30％(V)的天然气净化。

24. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 24
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
四、主要设
备作用
1、原料气分
离器
作用：分
离原料气夹带的固体或液烃。 如砂子、井下
作
业用的化学药剂等。
类
型：
卧式
或立式分离器，内装金属网除沫器。
2、吸收
塔
作用：气液
传质场所，酸性组分 转入醇胺液中。
类
型：
填
料塔或板式塔，目前多采用浮阀塔。

25. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 25
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
3、
闪蒸罐
作用：尽
可能地解吸出富液所溶解的烃类。
类
型：
多
采用卧式罐以保证足够的闪蒸面积。
4、过
滤器
作用：去除胺液中固体和降解产物。
类
型：
固体过
滤器、活性炭过滤器。
5、贫/富溶液换热
器
作用：冷却
贫液，回收的热量，
同
时提高
富液的T。

26. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 26
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
类
型：
多
采用管壳式，富液走管程。
6、解吸
塔
(再生
塔
)
作用：对富醇胺液进行再生，
恢复溶液的净化能力。
类
型：
用与吸收
塔相同的塔型。
五
、胺法的一 般操作问题
1、设
备腐蚀
醇胺法装置
存在的腐蚀： 电化学腐蚀、化学腐蚀和应
力腐蚀。

27. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 27
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
(1)主要的腐蚀剂
是酸性组分
(H
2S和CO
2)本
身。
游离
或化合的
CO
2在高
温和水存在
时腐蚀更
严重。
H
2S和铁反应生成不溶性的 FeS，
不能
牢固地粘附在金属表 面。
(2)第
二类腐蚀剂 是溶剂的降解产物。
它
们在装置的受热部位会如螯合剂一样和铁作用而促
进设
备腐蚀。

28. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 28
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
醇胺与原料气中的 CO
2或有机硫发生
副反应，最 终生成
N-
(2-羟乙基)-乙二胺。
HOCH
2CH
2NH
2 + CO
2
O
C
O
CH
2CH
2
NH
+ H2O
‡fßòÍéͪ-2
(3)悬浮
固体颗粒对设备磨蚀。
溶液中
悬浮固体颗粒为
FeS。

29. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 29
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
在换热
器管子和管路中的高速流动，都会因加速
FeS
膜
的脱落而加快设备腐蚀。
(4)垢
物改变流道引起的冲刷
结
垢物的生成会 改变流体的流道形状，使管子沿流道
形状
出现冲刷。
(5)应力腐蚀
由
醇胺、
CO
2
、H
2
S和设
备残
余
应力共同作用下发生的。
高
温部位尤 其容易发生。

30. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 30
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
2、溶液发
泡
(1)危害
①处理量
大幅度下降，甚至要停车处理；

31. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 31
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
②溶液脱硫
效率要受影响；
③造成溶剂
损失量增加。
(2)能
够引起溶液发 泡的杂质
①醇胺的降解产物；
②溶液中
悬浮的固体， 如腐蚀产物硫化铁；
③原料气
带入装置的烃类 凝液或气田水；
④几
乎进入溶液的外来物都有可能引起发 泡。
如
原料气夹带的缓蚀剂，阀门用润滑脂等。

32. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 32
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
3、醇胺溶剂
损失
正
常的工艺综合损失；非正常的泄漏等损失。
(1)溶液蒸发
损失；
T、p和胺
浓度会影响胺蒸发 损失量。当
T↗或p↙，
胺的蒸发
损失↗。
(2)气
相夹带；
吸收
塔塔顶气体的夹带
(量
大
)、
闪蒸罐的闪蒸气的
夹带(量小)、
汽提塔塔顶气体的夹带
(量小)。

33. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 33
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
(3)溶液降解
分为热降解、氧化降解和化学降解三种，造成溶剂
损失
的主要为化学降解。
化学降解主要
是因为系统中存在
CO
2和有机硫化物。
胺液的
损失主要是由降解损失引起的， 损失量占总量的
50％
以上。
(HOCH
2CH
2)
2NH + CO
2 HOCH2CH2N
CH2CH2
O
C
O
+ H
2O
3-(2-ôÇÒÒ»ù£©‡fßòÍéͪ-2

34. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 34
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
(4)胺液在烃液中的溶解
当T↗或p↙，液烃
携带的胺液量↗。
4、溶液中
非酸气的夹带
在高压脱酸气时，溶液会
夹带大量非酸气
(指烃类)。
若
酸气还要进一步利用
(如
生产干冰、硫回收
)，
就特
别
不希望带出非酸气。
六、
运行参数和操作要点
1、
运行参数

35. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 35
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
(1)吸收
塔
为
防止溶液起泡、液泛及夹带，空塔气速不宜过高，
最
大空塔气速由
Souders-Brown公
式计算：
 
5.0
/)(0762.0
ggLg
u 
操
作气速应降低
25%～35%；降液管
内液体流速一般取
0.08～0.1m/s。
富液T不
宜过高，否则发生解吸， 入塔气体
T≤38
℃
。
为
防止重烃凝析，贫液入塔
T应比原料气 T高1～5
℃
。

36. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 36
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
(2)再生
塔
再生
塔蒸气耗量一 般为
0.12～0.18t/m
3
醇胺液，
重沸器
的最高T为120
℃
。
再生
塔顶酸性气体中烃类含量应＜
1%～2%。
塔顶
的回流比
(水蒸
汽量
/酸气量)一
般为
3:1～1:1。
(3)富液换热和胺
冷却
为
减轻腐蚀和减少富液中酸气解吸，富液和贫液不 需最
大限
度地换热。

37. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 37
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
离开
换热器的富液温度大多在
82～94
℃
。
为
减少管线和换热器腐蚀，醇胺液 流动速度应＜
0.6～
1.0m/s；富液
走管程。
贫胺液
冷却器的冷却方式：空冷、水冷、空冷
+水
冷
。贫液一
般走壳程。
(4)富液
闪蒸罐
闪
蒸操作
p：0.5MPa；
操作
T：45～60
℃
；
闪蒸停
留
时间：
3～5min。

38. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 38
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
2、
操作要点
(1)保持
溶液清洁
防止各
种杂质进入溶液，尽量除去杂质或降解产物。
①原料气分
离
②溶液过
滤
③溶剂
复活
使降解的醇胺
尽可能复原，使热稳定的盐类释放出 游
离
醇胺，除去不能 复活的降解产物。

39. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 39
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
MEA采
用侧线蒸馏复活，
DEA采
用活性炭吸附复活
，
砜胺液的复活要经过减压蒸馏、加碱处理、 白土处理等。
④控
制溶液发 泡注阻泡 剂
(消泡
剂
)加以
控制，主要有
两
类：
高分子醇类：
控制非离子型的发泡物质。
硅酮
类高分子化合物： 控制离子型发泡物质。
(2)加
强防腐措施
①合理的设计、溶液过
滤和复活；

40. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 40
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
②避免
氧进入装置；
作用：
防止胺液与氧接触生成不可再生的化学降解产
物，
导致设备腐蚀和溶液发 泡。
H
2
NCH
2
CH
2
OH
1/2O
2
H
2
NCH
2
CH
O
1/2O
2
H
2NCH
2C-OH
O
O
2
HOCH
2C-OH
O
O
2
H-C-C-OH
OO
O
2
HO-C-C-OH
OO
MEA
oxalicacid glyoxylicacid

41. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 41
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
氧
还能氧化
H
2S生成
元素
S，硫与
链烷醇胺反应生成二
硫代
氨基盐类、硫 脲类、多硫化合物类和硫代硫酸盐类。
方法：
惰性气
(如N
2
)保护
，对储罐、低位罐进行气封。
③正
确的开工、停工操作；
如
装置开工前应彻底清除系统中的氧。
④合理的酸气
负荷；
⑤使用
缓蚀剂；
⑥再
沸器中溶液
T与所用蒸
汽
T应
尽可能低；

42. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 42
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
⑦除去
悬浮固体与分解产物；
⑧避免
用高温热载体，使金属 壁面的温度较低。
(3)补充
水分
原
因：出吸收塔净化气、出再生 塔酸气含以及 闪蒸气
会
带走胺液中的水分。
方
式：可以回流一起打入汽提塔内；也可打入吸收塔
顶
的水洗塔板上。
(4)降低
操作成本

43. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 43
Southwest Petroleum University
2.2 工艺过程
①合理的再生
温度和回流比；
②加
强闪蒸；
尽
可能闪蒸出富液中 被吸收的烃类
(约
为原料气
1%～
5%，作为装置
燃料气用。
③回收能量。
设置富液能量回收
泵
(水力能量回收
透平
)是
一项有效
措
施，对于在高压 下运转的装置更为有利。

44. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 44
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
目前，在天然气净化中应用的选择性脱硫溶剂主要为
：MDEA水溶液及配方溶液、
砜胺法、空间位阻胺法
。
优点：不
仅具有腐蚀较轻微、不易降解变质等，而且
能选择性的吸收 H
2
S。
一、选择性脱硫工艺的发
展
主要体
现在脱硫溶剂的发 展上：
①以MDEA水溶液为主体，加
人少量添加剂进一步提
高选吸
效果；

45. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 45
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
(2)把MDEA和物理溶剂
相结合，以提高溶液的硫 负
荷
和改善其脱除有机硫化物的 效果；
(3)从分子设计的概
念出发，合成了选吸性能比
MDEA
更
好的空间位阻胺脱硫溶剂；
(4)对选择性吸收过程的反应机理
已有较明确的认识，
形
成了较完善的数学模型和相应的计算软件。
二、MDEA水溶液选吸脱硫
1、基本原理

46. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 46
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
醇胺与H
2S的反应可以
认为是瞬时反应， 但与
CO
2的反应
则
存
在以下五类反应：
(1)CO
2
与H
2
O的反应
CO
2＋H
2O → H
+
＋ HCO
3
-
(慢反应)
RNH
2
＋H
+
→ RNH
3
+
(瞬时反应 )
CO
2＋H
2O＋RNH
2→RNH
3
+
＋HCO
3
-
(总
反应
)
(2)CO
2
和醇胺中 -OH功
能团的反应
-C-OH＋OH
-
→ -CO
-
＋H
2O (快
速反应
)
-CO
-
＋CO
2

→ -COCOO
-
(慢反应)

47. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 47
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
-C-OH＋OH
-
＋CO
2→-COCOO
-
＋H
2O (总
反应
)
(3)CO
2
直接
和
-OH的反应
RNH
2
＋H
2
O →RNH
3
+
＋OH
-
(瞬时反应 )
CO
2＋ OH
-
→ HCO
3
-
(中速反应 )
CO
2 ＋H
2O ＋RNH
2 →RNH
3
+
＋HCO
3
-
(总
反应
)
(4)溶液pH>9时，HCO
3
-
/CO
3
2-
的
转化平衡反应
RNH
2
＋HCO
3
-
→ RNH
3
+
＋ CO
3
2-
(5)CO
2
和醇胺中活
泼
H原子的反应
CO
2 ＋RNH
2 →H
+
＋RNHCOO
-
(快
速反应
)

48. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 48
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
H
+
＋ RNH
2 → RNH
3
+
(瞬时反应 )
CO
2
＋2RNH
2
→ RNH
3
+
＋RNHCOO
-
(氨
基甲酸盐
)
MDEA为
叔胺，因分子中不 存在活泼
H原子，
故不存在第
(5)类反应。
CO
2
吸收速
率取决于反应
(4)，其
控制步骤在反应
(1)。
当MDEA溶液与含 H
2S和CO
2的气体
接触时，
MDEA与
H
2
S反应
是受气膜控制的瞬时反应。
而
与
CO
2反应
是接近于物理吸收的慢反应，在反应速 率上的
巨
大差别构成了选挥性吸收的基 础。

49. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 49
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
2、溶液配方
30%～50%(wt)甲
基二乙醇胺
(MDEA)水溶液。
3、工艺
流程
MDEA选择吸脱硫工艺
采用和常规醇胺法基本 相同的工
艺
流程。
4、主要
操作参数
(1)吸收
条件
MDEA的碱性比 MEA低，
但
20块
左右的塔板可保证净
化气中H
2S的含量降至 20mg/m
3
。

50. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 50
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
(2)酸气
负荷
CO
2吸收
率随酸气负荷
↙而↙。
酸气
负荷一般≯
0.75mol/molMDEA。
(3)贫液
温度
↗T，↗CO
2和MDEA的反应速
率，而对
H
2S的吸收速
率
则
影响不明显，结果是
↗CO
2的吸收
率。
MDEA贫液
入塔温度一般控制在
45
℃
以
下。
(4)再生
塔回流比
MDEA和H
2S的反应热低，再生时容
易解吸出酸气。

51. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 51
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
回
流比一般控制在
0.5～1.0之
间，大于
1后对贫液质
量
改善不明显，浪费蒸汽。
5、应用
实例
川东
净化总厂垫江分厂的天然气净化装置
川东
净化总厂渠县分厂的天然气净化装置
四
川遂宁川中矿区的天然气脱硫装置
长庆
气田天然气 第二净化厂脱硫装置
上
海高桥分公司炼油厂催化装置的液化气脱硫

52. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 52
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
三、物理 -化学
混合溶剂脱硫
(砜
胺法
)
MDEA溶液脱硫
也存在一定的局限性：
①对有机硫化物的脱除
效率低；
②对高含CO
2
原料气的净化，
经常不能满足要求；
③MDEA溶液有
些发泡倾向。
国
内外对选吸脱硫 技术的开发集中在两个方面：
由MDEA和有机溶剂组成物理 -化学
混合溶剂， 尽可
能
减少其中的水含量；
寻
求选择性比
MDEA更
好的胺类。

53. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 53
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
1、
砜胺溶液的构成
(1)物理溶剂： 环
丁砜
(C
4H
8SO
2)
H
2
C CH
2
H
2
C CH
2
S
O O
特点：对水、酸、碱、氧
稳定；热稳定
性
好；溶解性强、选择性好。
(2)化学溶剂： DIPA、MDEA
(3)砜
胺溶液组成
环
丁砜和二异丙醇胺
(或
甲基二乙醇胺
)的水溶液。
Sulinol-D 砜:DIPA:水
＝
40:45:15
Sulinol-M 砜:MDEA:水
＝
40:45:15

54. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 54
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
Sulfinol-M法对高
碳硫比天然气 具有极好的选择性，应
用最为
广泛。
2、工艺
流程
砜
胺法选择吸脱硫工艺 采用和常规醇胺法基本 相同的工
艺
流程。
3、
砜胺法的优缺点
(1)优点
①酸气
负荷高。
与醇胺液
相比，用环丁砜代替醇胺液中的 部分水。而

55. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 55
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
环
丁砜是
H
2S的
良好吸收剂，故砜胺液有较高的酸气 负荷。
②消
耗指标低。
酸气
负荷高，溶液循环量低，能耗 就较低。
③净化度高。
H
2
S含量＜6mg/Nm
3
，并可脱除有机硫化物。
④溶剂
损失量小。
环
丁砜化学性质稳定，不易受热分解，蒸 汽压低，所以
损
失量较少。
⑤对设
备腐蚀较轻微。

56. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 56
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
(2)缺点
①溶液吸收
重烃能力强。
烃类在
砜胺液中有较 大的溶解度。
②泄漏
至管线或设备上会溶解油漆。
环
丁砜是良好溶剂，会溶解 铅油等密封材料。
③砜
胺液价格较贵，溶液变质产物复活困难。
④在
寒冷地区使用困难。
凝
固点较高，在 寒冷地区使用会因凝固而堵塞管线。

57. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 57
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
4、应用
实例
川东
净化总厂的引进脱硫装置
川西北
气矿天然气净化厂脱硫装置
四、
空间位阻胺脱硫溶剂
1、
空间位阻胺结构
胺基
上的一个或两个氢原子被体积较大的烷基或其它
基
团取代后形成的胺类。
因取
代基团存在空间位阻效应，选择性比
MDEA高。

58. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 58
Southwest Petroleum University
2.3 选择性脱硫工艺
2、特点及应用
特点：选
挥性高、不发 泡、性质稳定、腐蚀性弱。
应用：
因产品成本高， 尚未在工业装置上使用。

59. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 59
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
一、胺系
统设计在一 般考虑
1、原料分
离器
为
防止胺液污染和发 泡，一般考虑原料气分 离系统设计
为
两级：
第
一级：重力分离，分离瞬间流量较大的液体，以及 粒
径
＞
100μm的固体或液
滴。
若需
除去
5～10μm的
雾滴，可在分 离器内设置丝网除
雾
器。
第
二级：过滤分离器，可过滤粒径＜
5μm的
粒子。

60. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 60
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
2、吸收
塔和再生塔
(1)胺液吸收
塔一般设
4～5块
理论板，板效率
约25%～40%，
实际塔板数为
20～25块
。
(2)再生
塔一般取
3～4块
理论板。
进料
口下方约设
12～20块
板，用于汽提溶剂；
上
方设置
2～6块
板，降低胺液蒸发。
(3)直径
≥
800mm时，
宜用板式塔，多采用浮阀
塔
盘。
(4)板
间距
(H
T)一
般取
0.6，
人孔处
H
T取0.8。
Ammonia Absorption Unit

61. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 61
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
3、溶液
闪蒸和换热 器
(1)采
用砜胺法或原料气 重烃含量较高时， 必须设置闪
蒸
罐。
(2)为↗
管壳式换热器的温差校正系数，须选用两台以上
串联
。
(3)采
用砜胺法时，为降低酸气中烃含量，可将富液 闪
蒸
罐设在两台串联换热器之间。
4、溶液和酸气的
冷却方式
(1)水
冷：能耗高、耗水量 大、易结垢，不宜采用。

62. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 62
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
(2)空冷
：能耗低、 费用低，对水体 无污染。
适用于气
温不太高和缺水或水质 差的地区以及撬装装置
上采
用。
(3)水
冷
+空冷
：经济效果介于上述两方案之间。
5、溶液过
滤和惰性气体保护
(1)除去固体
杂质用机械过滤器；清除降解产物用活性
炭
过滤器。
(2)过
滤器多设在富液 闪蒸罐出口，或若设在贫液管 线
上
，需增设过滤泵。

63. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 63
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
(3)对
储罐、低位罐要进行气封。
防止
氧与胺液接触。气源可用氮气或净化天然气。
6、溶液再生系
统
(1)加热介质的选择
①饱
和水蒸气： 潜热大、给热系数高、加热均 匀。
推荐
采用水蒸气作热 载体。
②乙二醇溶液：
凝固点低、比热较高。
适用于
极寒冷地区作热载体，或撬装装置上使用。
③直接
火焰加热：设施最 简单，特别适合撬装装置。

64. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 64
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
(2)重沸器型式
从
防腐来看，采用罐式
(气液分
相
流动)较有利。
若
设计和操作合理，选用热 虹吸式
重沸器也
可行。
STEAN
BOTTOMS

65. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 65
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
7、溶液增压
泵和循环泵
(1)增压
泵
选用：
根据阻力降和泵入口汽蚀余量选择。
位
置：在换热 器和冷却器之间。
在换热
器之前，因
T为溶液
泡点，易汽蚀。
目的：
↗贫液在换热 器和冷却器中的流速，↗总传热系
数
，有得于缩小设备尺寸。
(2)循
环泵
选用：
根据贫液流量和水力计 算的扬程作基本参数。

66. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 66
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
位
置：一般设置在贫液 冷却器之后。
若
在换热器和冷却器之间，会提高 冷却器的压力，增加
设
备投资。
二、胺系
统工艺计算
1、醇胺液
循环量
(1)选择合适的醇胺溶液和
浓度。
(2)根据
吸收塔
p和原料气组成，计
算
H
2
S、CO
2
、RSH以及其它有机硫化物的分压。
(3)估
计吸收塔底富液
T。

67. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 67
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
因
吸收过程放热，该
T一
般比原料气
T高10～20
℃
。
(4)计
算原料气中
H
2S和CO
2在富液中溶解
达到平衡时的
负荷
。
需
要有
H
2
S、CO
2
等酸性组分在不
同条件下于各种醇胺
溶液中的
平衡溶解度数据。
(5)从
动力学考虑，计算
H
2S和CO
2在富液中的
实际溶解
度(酸气
负荷，
mol酸气/mol溶液)。
①富液
酸气
负荷约为平衡溶解度的
70%～80%。

68. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 68
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
②贫液
伯醇胺贫液
残余酸气负荷为
0.05～0.10。
仲醇胺贫液
残余酸气负荷为
0.03～0.05。
MDEA配方贫液
残余酸气负荷可＜
0.005。
(6)由
贫富液的酸气 负荷，确定溶液的净酸气 负荷。
(7)根据
净酸气负荷和原料气中酸性组分 流量，计算醇
胺液
循环量。
(8)根据
净酸气负荷，计算
H
2
S
、
CO
2
等
被富液吸收时
的反应热和溶解热

69. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 69
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
(9)估
计贫液进吸收 塔的温度
T
液
、净化气出吸收
塔的温度
T
气
。
T
液≈38～54
℃
；
T
气比T
原高8～17
℃
，或比T
液高0～8
℃
。
(10)对吸收
塔进行热平衡计算，检查假设是否合适。
若
不合适， 则根据相互关系重新假定。
2、醇胺液
循环量的简化计算
对MEA、DEA、DGA、MDEA溶液的
循环量可按下式
简
化计算：

70. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 70
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
式
中：
M
MA—醇胺的
摩尔分子量，
kg/kmol；
Q—原料气
流量，
10
3
m
3
/d；
%AG—酸气
摩尔百分数；
ML—酸气
负荷；
d—溶液
相对密度；
Mass%/Sol—胺液质量
百分数。
Mass%Sol
%AG
1038.29min/mCir.Rate,
MA63




dML
QM
MA
M
dML
AG
Mass%Sol
236.4up-pick



71. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 71
Southwest Petroleum University
2.4 工艺设计与
考虑
3、设
备的工艺计算和选型
根据
物料衡算和热量衡算结果对设备进行工艺计 算和
选
型。
塔器
：吸收塔、再生塔
换热设
备：冷却器、贫
/富液换热
器、再生器、冷凝器
流
体输送设备：增压泵、循环泵
容
器：原料分离器、闪蒸罐、溶液缓冲罐
其它：管
线、阀门以及其它辅助设施。

72. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 72
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
间歇法脱硫工艺适于处理含 H
2S总
量不大的天然气。
特点：
投资低、设备简单、操作方便。
一、氧化铁 (海绵铁， Iron sponge)工艺
1、脱硫剂
(1)形状
：固体颗粒
(2)主要成分：活性 Fe
2
O
3
(3)制
备：用
Fe
2O
3的水合物
浸渍木屑 而成。
2、基本原理

73. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 73
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
脱硫反应：
Fe
2
O
3
＋3H
2
S Fe
2S
3＋
3H
2O
Fe
2
O
3
＋6RSH 2F(RS)
3
＋
3H
2
O
再生反应：
2Fe
2
S
3
＋3O
2
2Fe
2O
3＋6S
4Fe(RS)
3＋3O
2
2Fe
2O
3＋
6RS:SR
3、工艺
流程
海绵铁工艺为间歇
操作，为实现连续操作，采用双塔流
程，一
塔脱硫，另一塔进行再生或更换脱硫剂。

74. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 74
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
虽
然脱硫剂可以再生， 但因再生时
T不
易控制，所以在
床层
失效后一般将其更换。
含硫气体入
水
空气
1塔 2塔
再生气流
排放 排放
再生气流
再
生
空
气
净化气出
在
常温和碱性条件
下
脱硫最理想。
床层pH=8～10。
T过高(＞50 )
℃
或酸性
条件下，脱硫剂
难以再生。

75. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 75
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺

76. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 76
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
4、工艺特点
(1)优点
硫容较高、反应活性高；
装置处理能力
大；
设
备投资低，脱硫剂 价廉。
(2)缺点
脱硫剂的装
卸麻烦，费时、费力；
废
脱硫剂有自燃性，处理时 必须高度注意安全。

77. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 77
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
5、适用场合
适合H
2
S含量低、 CO
2
/H
2
S比值高、气量不
大的天然气
脱硫。
二、氧化锌法脱硫
1、脱硫剂
(1)形状
：固体颗粒
(2)主要成分：氧化锌 ZnO
(3)制
备：由
ZnO加促进剂 (如CuO)加
粘结剂制成。

78. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 78
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
2、基本原理
ZnO + H
2
S＝ZnS + H
2
O
ZnO + COS＝ZnS + CO
2
ZnO + C
2
H
5
SH＝ZnS + C
2
H
4
+ H
2
O
ZnO + C
2
H
5
SH + H
2
＝ZnS + C
2
H
6
+ H
2
O
2ZnO + CS
2＝2ZnO + CO
2
3、工艺
流程
氧化锌法脱硫工艺与海绵铁法工艺的
双塔流程相似。

79. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 79
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
4、特点
优点：脱硫
精度高
(<0.05ppm)，
硫容高；能脱除有机
硫化
物。
缺
点：脱硫剂不能再生，价格昂贵。
5、应用场合
适用于制
氢原料、合成气及 丙烯的精脱硫。
三、分子筛法脱硫
1、脱硫剂： 分子筛。

80. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 80
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
2、基本原理
利用
“筛选”和物理吸附 相结合。
3、工艺
流程
含硫天然气在
塔
1中吸附
脱硫时，
塔
2中正在进行再生
和
冷却。
利用热再生气将热量
传给
床层
，使之
T↗，吸附的 H
2S
随之
解吸。

81. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 81
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
4、特点
可
同时脱
H
2S、有机硫和脱水；可进行再生
操作。
四、活性
炭脱硫
1、脱硫剂： 活性
炭
2、基本原理
利用活性
炭表面活性基团的催化作用，使气体中的
H
2S与
O
2发生反应： 2H
2S + O
2＝2H
2O + 2S
S沉
积在活性炭孔隙中而达到脱硫的目的。

82. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 82
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
3、工艺
流程

塔
B
塔
产品气出口
空压机
注水泵
原料气进口

83. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 83
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
4、工艺
条件
(1)要求
被净化气体的 相对湿度＞
70%，
若脱有机硫
，水蒸气
是参加反应的组分 之一。
(2)当气体中
存在水蒸气时，脱硫
T范围
为
27～
82
℃
，最适
宜
T为32～54
℃
。
(3) 用热
氨气或过热蒸 汽，使活性炭得到再生。
使用一
定时间后，活性 炭的孔隙中聚满了硫。再生时
使硫磺升
华为硫蒸气被热气体带出。

84. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 84
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
五
、浆法脱硫
可
保持海绵铁脱硫的设 备简单、操作容易、能耗较低等
优点，
也可克服脱硫剂装 卸上的困难。
1、氧化铁
浆法脱硫
(1)脱硫剂
使用铁化合物配制成
浆液。
(2)工艺
流程
采
用双塔吸收流程，如下图。

85. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 85
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
优点：
接触塔易清洗 ，脱硫剂装 卸方便。
缺点：脱硫剂配制成本高，设
备腐蚀速率较高。

86. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 86
Southwest Petroleum University
3 间歇脱硫工艺
2、锌盐
浆法脱硫
(1)脱硫剂
浆
氧化锌、 醋酸锌和分 散剂混合物配制成 浆液。
(2)化学反应
ZnAc
2
＋H
2
S → ZnS＋2HAc 净化
ZnO＋2HAc → ZnAc
2
＋H
2
O 再生
(2)工艺
流程
与氧化铁
浆法脱硫流程相似。

87. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 87
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
一、
膜分离法脱硫
1、
膜组件的结构

88. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 88
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺

89. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 89
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
2、气体
膜分离机理
按混
合气体中各组分在
p
的
推动下透过膜的传递速率不
同
，而达到分离的目的。
(1)微孔扩散
机理
因
多孔介质孔径及内孔表面性质的差异，使气体分子
与它
们之间相互作用有所不 同，表现出不同的传递特性。
于
是气体组分在压 差作用下，通过微细孔至渗透侧。

90. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 90
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
(2)溶解
扩散机理
①气体在
膜的上游侧表面吸附溶解；
②溶解气体分子的
膜内扩散；
③透
过分子的膜表面低压解吸。
3、
膜法脱酸气工艺
膜
分离法脱除天然气中酸性气体 流程示意图。

91. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 91
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
Single-Stage Flow Scheme

92. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 92
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
Two-Stage Flow Scheme

93. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 93
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
4、
膜法脱硫的特点
①分
离过程中无相变，能耗低， 但有烃类损失问题；
②不使用化学
药剂，副反应少，无二次污染，基本 上
不
存在腐蚀问题；
③设
备简单，占地面积小，操作容易；
④可利用天然气本
身的压力作为 推动力，几乎没有压
力
损失；
⑤H
2S、CO
2等酸性组分分压
越高，膜分离就越经济。

94. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 94
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
二、
微生物脱硫 技术
利用
细菌氧化硫化物 而达到脱硫的目的。
氧化压铁硫
杆菌
(Thiobacillus Ferrooxidans，T.F)
脱
氮硫杆菌
(Thiobacillus Denitrificans，T.D)
1、酸性
条件微生物脱硫工艺
(1)Bio-SR工艺
T.F菌
脱硫原理：
H
2
S＋Fe
2
(SO
4
)
3
→ S↓＋2FeSO
4
＋H
2
SO
4

95. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 95
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
反应在酸性
条件下进行，氧化反应
pH≈1.2～1.8。
(2)工艺
流程
2FeSO
4
＋H
2
SO
4
＋
1/2O
2
细菌
Fe
2
(SO4)
3
＋
H
2
O
含H
2S天然气进
入吸收
塔
，
Fe
2(SO
4)
3吸收H
2S后
被还
原为
FeSO
4，H
2S被
氧
化成
元素
S，
凝结成块，进
入
过滤分离器。

96. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 96
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
FeSO
4进
入生物反应 器被
T.F菌
在氧存在下氧化为硫酸
铁，再
被循环使用。
(3)工艺特点
优点：工艺中
无溶液
降解，
无废物处理，杂菌
不
易生存。
缺点：腐蚀性
强；反
应
需，高压时投资大；不
能脱有机硫。

97. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 97
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
2、碱性
条件微生物脱硫工艺
(1)Shell-paques
T.D菌
可在有氧或 无氧条件下生存。
有氧
条件下脱硫原理：
H
2S(g)＋OH
-
→ HS
-
＋H
2O
HS
-
＋1/2O
2
→ S
o
＋OH
-
无
氧条件下脱硫原理：
H
2S(g)＋OH
-
→ HS
-
＋H
2O

98. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 98
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
H
2S＋HCO
3
-
→ HS
-
＋H
2O＋CO
2
12HS
-
＋2NO
3
-
＋H
2
O → 12S
o
＋N
2
＋7H
2
O
5HS
-
＋8NO
3
-
→ 5SO
4
2-
＋4N
2＋3OH
-
＋H
2O
(2)工艺
流程
与BIO-SR相似
，只
是采
用碱液吸收
H
2
S，
然后在
常压下于生物反应
器
中使氧化为 元素
S。

99. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 99
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
(3)工艺特点
优点：脱硫
条件温和，能耗低， 废物排放少；对
CO
2
有一
定的脱除能力。
缺点：在有氧和高压
条件下，投资大，操作危险。
3、
微生物脱硫工艺的发 展与应用
(1)发
展
无
氧条件下的脱硫工艺。
高
效多功能菌种的选育。

100. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 100
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
生物
技术与化学工程 相结合，开发出适宜的生物反应
器
，并优化工艺过程。
(2)应用
场合：特
别适合低含硫气体的脱硫。
应用：加
拿大、美国已有工业化装置。
三、液
相氧化还原工艺
该工艺能在
室温条件下直接氧化
H
2
S为
元素
S，选择
性和
转化率高，接近
100%。

101. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 101
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
1、
螯合铁基工艺

102. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 102
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
2、基本原理
H
2S同
一个含
Fe
3+
-EDTA(FY)的水溶液反应：
(YFe
3+
)
2＋HS
-
→ 2YFe
3+
＋H
+
＋S
o
一个
电子转移反应也有可能
YFe
3+
＋HS
-
→ YFe
2+
HS
再生时，利用
空气将
Fe
2+
氧化成Fe
3+
。
3、液
相氧化还原法特点
(1)优点

103. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 103
Southwest Petroleum University
4 其它脱硫工艺
①净化度高；
可将净化气中 H
2S含量可低于 5.0mg/m
3
。
②脱硫的
同时直接生成元素硫，基本 上无二次污染；
③多
数方法可以选择脱除
H
2
S而
基本上不脱除
CO
2
；
④操
作
T为
常温，操作
p为高压或
常压均可。
(2)缺点
①硫容量低 (0.2～0.3g/L)；②脱硫过程中溶液发生的
副
反应较多； ③价格较贵；④细菌污染问题。

104. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 104
Southwest Petroleum University
5 脱硫工艺选择
一、
考虑因素
脱硫方法的选择，不
仅对于脱硫过程本 身，就是对下游工
艺过程
都有很大影响。
1、酸性组分的类
型和含量
(1)类
型
大
多数天然气中酸性组分 是
H
2
S和CO
2
，
但有可能含有
COS、CS
2、RSH等。
只
要气体含有 这些组分中的 任何一种，就会排除选择某 些
脱硫
办法的可能性。

105. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 105
Southwest Petroleum University
5 脱硫工艺选择
(2)含量
某
些方法可脱除 大量的酸性组分， 但有些方法却不能把
天然气净化
到符合管输的要求。
还
有些法只适用于酸性组分含较低的天然气。
2、天然气中的烃类组成
大
多数硫磺回收装置 采用克劳斯法。
克劳斯
法生产的硫磺质量对 存在于酸气中的烃类特 别是
重
烃十分敏感。
某
些溶剂会溶解 大量烃类，就而酸气进一步处理。

106. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 106
Southwest Petroleum University
5 脱硫工艺选择
3、对净化气和酸气的要求
某
些脱硫方法适合 精脱硫，有 些只适合于粗脱硫。
作为硫磺回收装置的酸气，组成
是必须考虑 的因素。
若
酸气中的
CO
2
浓
度大于
80％
时，为了提高原料气中
H
2S的
浓度，就应考虑采用选择性脱硫方法。
4、对
需要脱除的酸性组分的选择性要求
在
各种脱硫方法中，对脱硫剂最 重要的一个要求 是其选
择性。
5、原料气的处理量

107. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 107
Southwest Petroleum University
5 脱硫工艺选择
有
些适用于处理量 大的原料气脱硫，有 些只适用处理量
小的原料气脱硫。
6、原料气的 T、p及净化气的 T、p
有
些不宜在低压下脱硫，而有些方法在脱硫 温度高于环
境
温度时会受到不利因素的影响。
7、其它
环
保要求和规范、及脱硫装置的 投资和操作费用等。
尽
管考虑的因素很多，但硫潜含量
kg/d是
一个关键因
素
，当硫潜量大于
45kg/d时，应优
先考虑醇胺法脱硫。

108. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 108
Southwest Petroleum University
5 脱硫工艺选择
二、选择原
则
①当H
2S和CO
2含量不高， CO
2/H
2S≤6，
需同时脱除
H
2S
及CO
2
时，
考虑采用
MEA法或
混合胺法。
②当CO
2/H
2S 5
≥
，
需选择性脱除
H
2S时，
考虑采用
MDEA
法或其配方溶液法。
③当酸性组分分压高、有机硫含量高，
而同时脱除
H
2
S及
CO
2时，应
采用
Sulfinol-D法。
如需
选择性脱除
H
2
S时，
则应采用
Sulfinol-M法。
④装置处于高
寒及沙漠地区，考虑采用
DGA法。

109. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 109
Southwest Petroleum University
5 脱硫工艺选择
⑤当原料气中
重烃含量较高时，一 般宜用醇胺法。
⑥对
单井小气量低含硫天然气， 考虑采用干法脱硫。
⑦对含硫量
稍高的零散气，考虑采用液相氧化还原法
脱硫。

110. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 110
Southwest Petroleum University
6 普光气田净化厂脱硫装置
建设
规模为
16×300×10
4
Nm
3
/d原料天然气，净化厂
内
各
单元的建设规模分别为：
单
元名称
公称
规模
天然气脱硫
单元（单列）
300×10
4
Nm
3
/d原料天然气
天然气脱水
单元
500×10
4
Nm
3
/d天然气
硫磺回收
单元（单列）
20×10
4
t/a硫磺产品
尾气处理
单元（单列）
与20×10
4
t/a硫磺回收
单元配套
酸性水
汽提单元
45t/h 酸性水

111. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 111
Southwest Petroleum University
6.1原料性质与来
源
组分 组成（mol%）
He 0.01
H
2
0.02
N
2
0.552
CO
2
8.63（8-10）
H
2
S 14.14（13-18）
CH
4
76.52
C
2
H
6
0.12
C
3
H
8
0.008
有机硫 <340.6 mg/Nm
3
Total 100
进料
流量
,Nm
3
/
d(20℃，1.013×10
5
Pa)
3000000
温
度
, °C 30~40
压力, Mpa(g) 8.3-8.5

112. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 112
Southwest Petroleum University
6.2 主要产品
规格
符
合
GB17820-1999二类气
技术指标。
净化天然气
外输量
469×10
4
m
3
/d（每套） 3429 ×10
4
m
3
/d总
量
产品气
温度
≤45
℃
产品气压力 7.8-8.0MPa(g)
H
2S含量 ≤ 6 mg/Nm
3
CO
2含量 <3vol%
总
硫含量
≤ 200 mg/Nm
3
水
露点
夏季
＜
-10
℃
（在8.0MPa(g)条件
下）
冬季
＜
-15
℃
（在8.0MPa(g)条件
下）
烃
露点
＜-10
℃
（在8.0MPa(g)条件
下）

113. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 113
Southwest Petroleum University
6.3 工艺
流程说明
酸性气
脱硫来燃料气
脱水闪蒸气
半贫胺液 闪蒸燃料气 去尾气焚烧炉 液硫抽空气 半贫胺液
天然气 酸性气 酸性气 尾气 尾气 排放尾气
补充水 贫胺液 空气 硫磺 空气 酸性水
湿净化天然气 燃料气
贫胺液
总计
燃料气 闪蒸气 去尾气焚烧炉 酸性气
净化天然气
净化水 做循环水补充水
净化天然气出装置 装置自用燃料 固体硫磺出厂
硫
磺
回
收
装
置
I
脱
硫
装
置
I
焚
烧
炉
I
尾
气
处
理
装
置
I
烟
囱
脱
水
装
置
酸
水
汽
提
装
置
硫
磺
成
型
装
置

114. 6.3.1 脱硫
单元脱硫部分工艺流程说明
脱
硫天然气
天
然气进料
酸
水至罐区
凝析
油排放
贫
液
贫
液至吸收塔
半
富液自吸收塔
闪
蒸气至尾气焚烧炉
补
充胺液
富
液至再生塔
阻
泡剂
胺
液排放
FROM FC-

115. 6.3.2 脱硫
单元再生部分工艺流程说明
酸性气至硫磺回收单元
酸性水至酸水汽提单元
111- D- 102液位控制信号自
贫液至吸收 塔
富液
阻泡剂
补充水
凝结水
低压蒸汽

116. College of Chemistry & Chemical Engineering,SWPU 116
Southwest Petroleum University
6.4 工艺
技术特点
采
用
Black&Veatch公
司专利中间冷却吸收塔技术，控
制处理气体中 CO
2的含量
同时也能满足对
H
2S的含量要求；
采
用固定床反应脱除
COS工艺降低天然气中有机硫含
量以
满足产品气对总硫含量的要求；
采
用液力透平回收能量以 驱动高压胺液泵；
采
用溶剂串级吸收工艺；
采
用
50%MDEA溶剂，选用溶剂的酸气
负荷较大，约
0.55mol酸气/molMDEA。