长庆油田分公司第一采气厂第一净化厂 陕西靖边 718500
摘要：伴随我国对天然气的净化要求增高，有机硫天然气处理面对困境。现阶段，常用的方法是化学溶剂法及物理溶剂法、固体溶剂法等，在使用各种溶剂方法过程中，还需具体问题具体分析，从而顺利达到脱硫目标。
关键词：高硫天然气；有机硫；脱除方法
伴随可持续发展理念的深入，我国在2018年发布《天然气（GB17820-2018）》相关管控标准，相比过往的管控标准，该标准中将气体总硫量60mg/m³的标准调整至20mg/m³。天然气中的总体总硫包括无机硫及有机硫两个部分，无机硫主要成分是硫化氢。而有机硫的种类具有多样化特点，包括COS、R-S-R、RSH等不同类型。有机硫相比无机硫难以脱除。对此，本文针对高硫天然气中的有机硫处理工艺展开分析，对有机硫脱除工艺的未来发展情况展开思考。
1.化学及物理溶剂法
1.1化学溶剂法
该方法通过吸收成分中的碱性物质，使其与天然气中的酸性物体发生反应，从而有效剔除酸性气体的办法。现阶段，工业上使用的化学溶剂法针对羟基及氨基等物质作为主成分，根据相关的浓度比例对溶液进行配置。硫化氢相比有机硫酸酸性强，加入醇胺溶液容易吸收，从而达到较为理想的脱硫效果。有机硫利用醇胺溶液进行分解，整体溶解性较差，酸性成分较弱，醇胺溶液在溶解过程中，整体溶解度较差，自身酸性较弱，使用醇胺溶液往往无法达到理想的效果[1]。若想达到该标准还需对天然气中的总硫含量进行分析，化学溶剂法在具有微量有机硫的天然气脱硫中具有显著效果。
1.2物理溶剂法
该方法在不同压力及温度条件下，对天然气含硫气体组分溶解度进行处理，达到吸收及脱硫的目的。现阶段，常见的物理溶剂主要是甲醇、250分子量聚乙二醇二甲醚。该物理溶剂性质较为稳定，针对气体中的物理成分进行处理，不会发生化学反应，脱硫过程中能耗较低。气体不同组分与溶剂溶解均应当遵循亨利原理，多数物理溶剂对天然气有机硫能尽快脱除。物理溶剂法会导致天然气中的重烃组分发生缺失，吸收效果容易受到气压等因素影响，低压条件下对硫化氢吸收效率较低，无法达到化学溶剂法的效果。物理溶剂法在高压状态的硫气脱除效果显著。
2.物理联合化学溶剂法
该方法是将物理及化学溶剂按照对应比例进行复合得到的混合型溶剂，工业领域常见的物理及化学溶剂方法是砜胺法，物理溶剂主要利用环丁砜，但化学溶剂能分为不同类型，化学溶剂是二异丙醇胺的情况下，被称之为Sulfinol-D，若溶剂是甲基二乙醇胺，则被称之为Sulfinl-M。甲醇作为一种常见的物理溶剂，伴随研究进展开发一系列的溶剂，二乙醇胺及甲醇融合能形成Amisol法。我国化工企业利用甲醇复配方法取得一定成果。物理、化学溶剂法在开发初期阶段，目标是提升溶剂酸气负荷量，从而改善贫液循环量，对此，在应用过程中具有良好的脱硫能力[2]。物理、化学溶剂法是天然气脱硫的常见方法，该方法在国内外均取得显著成果。
Sulfinol法吸收二氧化碳及硫化氢具有较高的标准，有机硫脱除能力与贫液气液比及酸气浓度相关。不同类型的有机硫脱出难度存在差异，硫醇类有机硫伴随碳原子量不断增加，脱除难度随之提升，羟基硫中的酸性气体无法顺利脱除，可溶于醇、醚相关溶液，碱性含水条件下能转变为硫化氢及二氧化碳，从而顺利达到脱硫目的。
现阶段，石油化工企业对净化气体具有较高的要求，原材中具有较高的有机硫成分，使用传统Sulfinol法往往无法达到清洁目标。还需思考反应活性更佳的再生溶剂，这也是现阶段脱硫工艺的发展方向。空间位阻胺指的是据有大分子成分的结构，比如，Flexsorb溶剂，该溶剂脱硫效果较为显著，为物理、化学溶剂发展奠定坚实的基础。
3.固体脱硫法
利用分子筛、活性炭及氧化铁等固体物质，将天然气中的硫化物进行吸附，通过化学反应达到脱出硫气的目的。固体脱硫方法整体起源较早，活性炭等固体处理方法在1960年在工业领域已经获得广泛应用，在1980年根据不同气体对膜渗透情况进行开发，形成膜分离脱硫工艺[3]。不同固体脱硫剂可处理的硫化物也存在差异。①氧化铁：该物质在硫化氢较高的天然气中应用效果显著，水气同在的环境中容易发生硫化氢反应，从而生成硫化铁。经过一段时间的融合，其中的有机分子被大量消耗，脱硫效率体恒。氧化铁脱硫方法对气体中的有机硫脱除效果差，无法在脱除气体过程中直接应用。②分子筛方法在天然气脱硫过程中具有一定价值，在1960年工业上已经开始使用，分子筛内部均有较为致密的孔洞，直径较小的孔洞将直径大的孔洞排除，根据孔洞直径能分为不同的型号，不同型号分子筛对相关的分子进行吸附，比如，分子较大的硫，活性炭及硅胶容量在10倍左右。而4A及5A分子筛能在脱除水中的硫化氢中应用，经过吸附后再次升温，采取无硫气对分子筛进行处理，将其中的硫化物有效清理。③膜分离方法针对不同渗透能力的气体进行分离，装置结构简单，不会发生吸收后再生问题。1980年以后，该工艺在国外已经广泛使用，单纯应用该方法往往无法达到脱硫目的，可以作为前段处理方法。固体脱硫法相比化学脱硫法，去除精度还有待提升，对此，在相对复杂的工况中一般不应用，可作为一种补充的方法。
结束语
天然气脱硫是企业达成环保目标的必然要求，原料中的有机硫含量较高的情况下，单一脱硫方法往往无法达到要求，对此，根据净化指标，可思考复合脱硫方法，比如，物理脱硫与化学脱硫方法结合，在溶剂中加入空间组胺等成分保证溶剂吸收效果。硫醇类组分中含有较多的原料气，思考分子筛及物理、化学综合吸附方法，从而达到有机硫高效脱除目的。
参考文献
[1]温崇荣,马枭,袁作建,许娟,吕岳琴.天然气净化厂硫磺回收及尾气处理过程有机硫的产生与控制措施[J].石油与天然气化工,2018,47(06):12-17.
[2]石会龙.中亚高有机硫天然气酸性气体脱除溶剂的研制[J].山东化工,2017,46(20):16-18.
[3]石会龙,李春虎,张祥坤,迟明浩,陈先奎,潘洁.高含硫天然气CCJ脱硫脱碳复合溶剂的中试研究[J].石油与天然气化工,2016,45(01):25-29+35.