天然氣脫硫課件

天然氣脫硫技術(shù)的研究進展姓名：?？←愔笇?dǎo)老師：任保增專業(yè)：化學(xué)工藝學(xué)號：201212232693天然氣脫硫技術(shù)的研究進展姓名：常俊麗1天然氣脫硫技術(shù)的研究進展研究背景脫硫方法及原理脫硫方法的比較脫硫技術(shù)的發(fā)展前景參考文獻(xiàn)天然氣脫硫技術(shù)的研究進展研究背景2研究背景隨著不可再生能源的稀缺及環(huán)保要求的逐年提高，世界各國對具有經(jīng)濟、安全、環(huán)保等優(yōu)勢的天然氣的開發(fā)、利用和研究也隨之深入。天然氣是清潔、高效、經(jīng)濟的能源和化工原料，是石油和煤炭最好的替代能源。隨著天然氣工業(yè)的發(fā)展，其開發(fā)和利用越來越受到人們的重視。研究背景隨著不可再生能源的稀缺及環(huán)保要求的逐年提高，世3研究背景1.化工原料氣的凈化度要求天然氣可用作原料的化工產(chǎn)品，如合成氨，甲醇，氫聚丙烯。硫化氫及有機硫化物，羰基硫化物，二硫化碳，在天然氣如果原料氣中硫含量過高，不僅設(shè)備會造成腐蝕，但在合成反應(yīng)或聚合催化劑中毒，失活。因此，要求作為化工原料，凈化要求：總硫含量1mg/m3以下，要求氣體的精脫硫。2.燃料氣的凈化度天然氣作為燃料燃燒時，其中的硫化物會被轉(zhuǎn)換為硫氧化物排放到大氣中，形成酸雨，大氣污染，生態(tài)環(huán)境被破壞。因此，作為燃料的天然氣必須進行脫硫。研究背景1.化工原料氣的凈化度要求4脫硫方法及原理1.干法脫硫干法脫硫是利用脫硫劑對某些有機硫轉(zhuǎn)化吸收或用物理、化學(xué)吸收脫除天然氣中的微量H2S進行精細(xì)脫硫的過程。（1）氧化鋅法原理：由于氧化鋅脫硫劑低溫下硫容較低(常溫下一般不超過10％)，因而主要于高溫(200—400℃)下脫除H2S。

脫硫方法及原理1.干法脫硫5干法脫硫(2)氧化鐵法

氧化鐵屬常溫脫硫劑，該法是經(jīng)典而有效的脫硫方法，其工藝簡單、容易操作、能耗低，所以至今仍被廣泛應(yīng)用于城市燃?xì)?、天然氣脫硫工藝中?/p>

干法脫硫(2)氧化鐵法6干法脫硫（3）活性炭法脫硫機理：利用活性炭表面活性集團的催化作用，加速氣體中H2S和O2發(fā)生反應(yīng)。2H2S+02=2H20+2S活性炭吸附方式可以脫除大量的H2S，用于粗脫硫。改性活性炭經(jīng)浸漬活性金屬(如銅、堿金屬或堿土金屬等)后可以大大提高脫硫精度，常用于精細(xì)脫硫。干法脫硫（3）活性炭法7干法脫硫（4）分子篩脫硫分子篩本身或改性后可精細(xì)脫除氣體中有機硫化物，由于呈弱堿性，因而不能在強酸、強堿及600℃以上的高溫中使用。常用于脫硫的有NaX型，如13X型分子篩和CaA分子篩如5A型分子篩。分子篩能吸附15％～20％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的噻吩，還可效地選擇性的吸附氣體中硫化氫和硫醇，可將它們從300mg/m3脫除至10mg/m3。干法脫硫（4）分子篩脫硫8干法脫硫法的比較干法脫硫的脫硫劑一般是不可再生的。干法脫硫法的比較干法脫硫的脫硫劑一般是不可再生的。9國內(nèi)干法脫硫劑應(yīng)用情況2008年中閑石化勝利油田有限公司河口壓氣站天然氣處理采用的便是海綿鐵法脫硫工藝。90年代長慶氣田就是使用美國Sulfatreat研制的Sulfatreat脫硫劑進行天然氣脫硫。目前在川東、川西南和川南礦區(qū)的多套裝置使用CT8-4、CT8-4A、CT8-4B三種氧化鐵脫硫劑。3018脫硫劑是大連化物所在上世紀(jì)90年代開發(fā)的以煤制活性炭為載體的脫硫劑在陜-京輸氣管線、克拉瑪依油田、大慶油田、中原油田等得到應(yīng)用，運行效果良好。湖北省化學(xué)研究院研制T703(原為EF-2)脫硫劑是目前國內(nèi)性能最好的氧化鐵精脫硫劑，應(yīng)用于天津大港油田天然氣脫硫。國內(nèi)干法脫硫劑應(yīng)用情況2008年中閑石化勝利油田有限公司河口10脫硫方法及原理2.濕法脫硫天然氣濕法脫硫是通過氣-液接觸，將氣體中的H2S轉(zhuǎn)移至液相，氣體得到凈化，而后對脫硫液進行再生循環(huán)使用。包括:化學(xué)吸收法、物理吸收法和混合吸收法。脫硫方法及原理2.濕法脫硫11濕法脫硫（1）化學(xué)吸收法常見的脫硫劑：乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二甘醇胺(DGA)、二異丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)。

MDEA的吸收原理如下:

(快反應(yīng))(1)

(慢反應(yīng))(2)

(瞬間反應(yīng))(3)MDEA對H2S具有較高的選擇性濕法脫硫（1）化學(xué)吸收法12濕法脫硫（2）物理吸收法采用有機復(fù)合物做吸收劑脫硫原理：利用吸收劑對硫化物的溶解性脫硫，在脫硫過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。多乙二醇二甲醚法(Selexol法），低溫甲醇法(Rectiol法)，N甲基吡咯烷酮法(Purisol法），磷酸三丁酯法(24tasolvan法)。優(yōu)點:處理量大、再生容易；溶劑循環(huán)量和設(shè)備體積小、專用系統(tǒng)簡單、基建和操作費用低，溶劑一般無腐蝕性、不易產(chǎn)生泡沫，可同時脫除有機硫(硫醇和COS)而本身不降解，穩(wěn)定性好。缺點：溶劑價格昂貴和存在共吸現(xiàn)象。濕法脫硫（2）物理吸收法13濕法脫硫（3）混合吸收法將化學(xué)吸收劑和物理吸收劑相混合，達(dá)到同時具備化學(xué)法和物理法優(yōu)點的目的。①Sulfinol法②Hybrisol法③活化MDEA法混合脫硫法優(yōu)點：高效節(jié)能、不易起泡、脫硫效率高。濕法脫硫（3）混合吸收法14生物脫硫生物脫硫生物脫硫技術(shù)包括：生物過濾法、生物吸附法和生物滴濾法。在生物脫硫過程中，氧化態(tài)的含硫污染物必須先經(jīng)生物還原作用生成硫化物或H2S，然后再經(jīng)生物氧化過程生成單質(zhì)硫，才能脫除。生物脫硫生物脫硫15生物脫硫脫硫原理：氧化亞鐵硫桿菌脫硫：(1)氣體中H2S的化學(xué)吸收：(2)吸收溶液在細(xì)菌作用下再生，細(xì)菌在此過程中獲得能量:總的反應(yīng)過程：生物脫硫脫硫原理：16生物脫硫脫氮硫桿菌的脫硫：脫氮硫桿菌在好氧條件下，以氧為電子受體氧化還原硫化合物而獲得能量，其氧化H2S的過程為：厭氧條件下，脫氮硫桿菌以反硝化反應(yīng)方式同時進行脫硫，以硝酸鹽中的氧來氧化硫化合物，NO3-則被還原為N2，其氧化H2S過程為：生物脫硫脫氮硫桿菌的脫硫：17脫硫方法的比較干法脫硫由于脫硫劑一般不能再生，在工業(yè)上應(yīng)用較少。濕法脫硫處理量大，操作連續(xù)，適用于高含硫天然氣的處理，目前廣泛用于天然氣和煉廠氣的凈化，但是普遍存在著動力消耗大、設(shè)備體積大、運行費用高、控制條件嚴(yán)格等缺點。生物脫硫工藝難以推廣應(yīng)用的最根本原因在于脫硫效果和脫硫速率無法與化學(xué)工藝比擬。脫硫方法的比較干法脫硫由于脫硫劑一般不能再生，在工業(yè)上應(yīng)用較18脫硫技術(shù)的發(fā)展前景生物脫硫是一種優(yōu)勢明顯、具有廣闊發(fā)展前景的新型脫硫技術(shù)。它能在常溫常壓下利用微生物的代謝過程進行脫硫，既不需要價格昂貴的處理溶液和催化劑，也沒有大量廢棄物的排放。生物脫硫有利于降低能耗，提高經(jīng)濟效益，并且對環(huán)境友好，對于日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，今后這項技術(shù)無疑將會成為研究的熱點，生物脫硫工藝的應(yīng)用也必將逐步實現(xiàn)規(guī)?；?。脫硫技術(shù)的發(fā)展前景生物脫硫是一種優(yōu)勢明顯、具有廣闊發(fā)展前景的19脫硫技術(shù)的發(fā)展前景生物脫硫技術(shù)未來的發(fā)展：一方面將集中在菌種改造上，即應(yīng)用基因工程方法提高生物活性和改善脫硫效果。另一方面，著眼于實際應(yīng)用，將更加重視混合菌種的有效應(yīng)用、耐鹽嗜熱微生物的篩選和重油脫硫以及配套技術(shù)的開發(fā)。脫硫技術(shù)的發(fā)展前景生物脫硫技術(shù)未來的發(fā)展：20參考文獻(xiàn)1.蒲延芳,聞學(xué)兵,趙文濤.干法脫除H2

S的研究進展.全國氣體凈化信息站2009年技術(shù)交流會論文集.41～44.2.舒欣,李春光,任家君等.國內(nèi)天然氣干法脫硫劑的比較研究[J].廣東化工.2010,37(1):89～90.3.潘衛(wèi)華.幾種氣體脫硫技術(shù)概還及比較[J].河北企業(yè).2011,(5):127～128.4.李新建.天然氣濕法脫硫工藝[J].河南化工.2008,25(9):8～10.5.陳勝永,岑兆海,何金龍等.新形勢下天然氣凈化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)及下步的研究方向[J].石油與天然氣化工.2012,41(3):264～267.6.李紅菊,唐嘵東,趙紅義等.天然氣脫硫技術(shù)[J].石油化工腐蝕與防護.2009,26(5):4～6.7.徐海升,劉永毅,薛崗林等.天然氣脫硫化氫技術(shù)進展[J].石化技術(shù)與應(yīng)用.2012,30(4):365～369.8.易成高,于寒穎,趙歡等.石油和天然氣生物脫硫技術(shù)分析和展望[J].石油化工.2010,39(6):681～687.9.龍曉達(dá).生物脫硫技術(shù)及其應(yīng)用前景探討.全國氣體凈化信息站2006年技術(shù)交流臺論文集.56～62.10.謝璐,奕亞芬,胡新顏等.脫硫劑的研究進展[J].遼寧化工.2011,40(10):1084～1087.參考文獻(xiàn)1.蒲延芳,聞學(xué)兵,趙文濤.干法脫除H2S的研究21謝謝！謝謝！22天然氣脫硫技術(shù)的研究進展姓名：常俊麗指導(dǎo)老師：任保增專業(yè)：化學(xué)工藝學(xué)號：201212232693天然氣脫硫技術(shù)的研究進展姓名：?？←?3天然氣脫硫技術(shù)的研究進展研究背景脫硫方法及原理脫硫方法的比較脫硫技術(shù)的發(fā)展前景參考文獻(xiàn)天然氣脫硫技術(shù)的研究進展研究背景24研究背景隨著不可再生能源的稀缺及環(huán)保要求的逐年提高，世界各國對具有經(jīng)濟、安全、環(huán)保等優(yōu)勢的天然氣的開發(fā)、利用和研究也隨之深入。天然氣是清潔、高效、經(jīng)濟的能源和化工原料，是石油和煤炭最好的替代能源。隨著天然氣工業(yè)的發(fā)展，其開發(fā)和利用越來越受到人們的重視。研究背景隨著不可再生能源的稀缺及環(huán)保要求的逐年提高，世25研究背景1.化工原料氣的凈化度要求天然氣可用作原料的化工產(chǎn)品，如合成氨，甲醇，氫聚丙烯。硫化氫及有機硫化物，羰基硫化物，二硫化碳，在天然氣如果原料氣中硫含量過高，不僅設(shè)備會造成腐蝕，但在合成反應(yīng)或聚合催化劑中毒，失活。因此，要求作為化工原料，凈化要求：總硫含量1mg/m3以下，要求氣體的精脫硫。2.燃料氣的凈化度天然氣作為燃料燃燒時，其中的硫化物會被轉(zhuǎn)換為硫氧化物排放到大氣中，形成酸雨，大氣污染，生態(tài)環(huán)境被破壞。因此，作為燃料的天然氣必須進行脫硫。研究背景1.化工原料氣的凈化度要求26脫硫方法及原理1.干法脫硫干法脫硫是利用脫硫劑對某些有機硫轉(zhuǎn)化吸收或用物理、化學(xué)吸收脫除天然氣中的微量H2S進行精細(xì)脫硫的過程。（1）氧化鋅法原理：由于氧化鋅脫硫劑低溫下硫容較低(常溫下一般不超過10％)，因而主要于高溫(200—400℃)下脫除H2S。

脫硫方法及原理1.干法脫硫27干法脫硫(2)氧化鐵法

氧化鐵屬常溫脫硫劑，該法是經(jīng)典而有效的脫硫方法，其工藝簡單、容易操作、能耗低，所以至今仍被廣泛應(yīng)用于城市燃?xì)?、天然氣脫硫工藝中?/p>

干法脫硫(2)氧化鐵法28干法脫硫（3）活性炭法脫硫機理：利用活性炭表面活性集團的催化作用，加速氣體中H2S和O2發(fā)生反應(yīng)。2H2S+02=2H20+2S活性炭吸附方式可以脫除大量的H2S，用于粗脫硫。改性活性炭經(jīng)浸漬活性金屬(如銅、堿金屬或堿土金屬等)后可以大大提高脫硫精度，常用于精細(xì)脫硫。干法脫硫（3）活性炭法29干法脫硫（4）分子篩脫硫分子篩本身或改性后可精細(xì)脫除氣體中有機硫化物，由于呈弱堿性，因而不能在強酸、強堿及600℃以上的高溫中使用。常用于脫硫的有NaX型，如13X型分子篩和CaA分子篩如5A型分子篩。分子篩能吸附15％～20％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的噻吩，還可效地選擇性的吸附氣體中硫化氫和硫醇，可將它們從300mg/m3脫除至10mg/m3。干法脫硫（4）分子篩脫硫30干法脫硫法的比較干法脫硫的脫硫劑一般是不可再生的。干法脫硫法的比較干法脫硫的脫硫劑一般是不可再生的。31國內(nèi)干法脫硫劑應(yīng)用情況2008年中閑石化勝利油田有限公司河口壓氣站天然氣處理采用的便是海綿鐵法脫硫工藝。90年代長慶氣田就是使用美國Sulfatreat研制的Sulfatreat脫硫劑進行天然氣脫硫。目前在川東、川西南和川南礦區(qū)的多套裝置使用CT8-4、CT8-4A、CT8-4B三種氧化鐵脫硫劑。3018脫硫劑是大連化物所在上世紀(jì)90年代開發(fā)的以煤制活性炭為載體的脫硫劑在陜-京輸氣管線、克拉瑪依油田、大慶油田、中原油田等得到應(yīng)用，運行效果良好。湖北省化學(xué)研究院研制T703(原為EF-2)脫硫劑是目前國內(nèi)性能最好的氧化鐵精脫硫劑，應(yīng)用于天津大港油田天然氣脫硫。國內(nèi)干法脫硫劑應(yīng)用情況2008年中閑石化勝利油田有限公司河口32脫硫方法及原理2.濕法脫硫天然氣濕法脫硫是通過氣-液接觸，將氣體中的H2S轉(zhuǎn)移至液相，氣體得到凈化，而后對脫硫液進行再生循環(huán)使用。包括:化學(xué)吸收法、物理吸收法和混合吸收法。脫硫方法及原理2.濕法脫硫33濕法脫硫（1）化學(xué)吸收法常見的脫硫劑：乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二甘醇胺(DGA)、二異丙醇胺(DIPA)、甲基二乙醇胺(MDEA)。

MDEA的吸收原理如下:

(快反應(yīng))(1)

(慢反應(yīng))(2)

(瞬間反應(yīng))(3)MDEA對H2S具有較高的選擇性濕法脫硫（1）化學(xué)吸收法34濕法脫硫（2）物理吸收法采用有機復(fù)合物做吸收劑脫硫原理：利用吸收劑對硫化物的溶解性脫硫，在脫硫過程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。多乙二醇二甲醚法(Selexol法），低溫甲醇法(Rectiol法)，N甲基吡咯烷酮法(Purisol法），磷酸三丁酯法(24tasolvan法)。優(yōu)點:處理量大、再生容易；溶劑循環(huán)量和設(shè)備體積小、專用系統(tǒng)簡單、基建和操作費用低，溶劑一般無腐蝕性、不易產(chǎn)生泡沫，可同時脫除有機硫(硫醇和COS)而本身不降解，穩(wěn)定性好。缺點：溶劑價格昂貴和存在共吸現(xiàn)象。濕法脫硫（2）物理吸收法35濕法脫硫（3）混合吸收法將化學(xué)吸收劑和物理吸收劑相混合，達(dá)到同時具備化學(xué)法和物理法優(yōu)點的目的。①Sulfinol法②Hybrisol法③活化MDEA法混合脫硫法優(yōu)點：高效節(jié)能、不易起泡、脫硫效率高。濕法脫硫（3）混合吸收法36生物脫硫生物脫硫生物脫硫技術(shù)包括：生物過濾法、生物吸附法和生物滴濾法。在生物脫硫過程中，氧化態(tài)的含硫污染物必須先經(jīng)生物還原作用生成硫化物或H2S，然后再經(jīng)生物氧化過程生成單質(zhì)硫，才能脫除。生物脫硫生物脫硫37生物脫硫脫硫原理：氧化亞鐵硫桿菌脫硫：(1)氣體中H2S的化學(xué)吸收：(2)吸收溶液在細(xì)菌作用下再生，細(xì)菌在此過程中獲得能量:總的反應(yīng)過程：生物脫硫脫硫原理：38生物脫硫脫氮硫桿菌的脫硫：脫氮硫桿菌在好氧條件下，以氧為電子受體氧化還原硫化合物而獲得能量，其氧化H2S的過程為：厭氧條件下，脫氮硫桿菌以反硝化反應(yīng)方式同時進行脫硫，以硝酸鹽中的氧來氧化硫化合物，NO3-則被還原為N2，其氧化H2S過程為：生物脫硫脫氮硫桿菌的脫硫：39脫硫方法的比較干法脫硫由于脫硫劑一般不能再生，在工業(yè)上應(yīng)用較少。濕法脫硫處理量大，操作連續(xù)，適用于高含硫天然氣的處理，目前廣泛用于天然氣和煉廠氣的凈化，但是普遍存在著動力消耗大、設(shè)備體積大、運行費用高、控制條件嚴(yán)格等缺點。生物脫硫工藝難以推廣應(yīng)用的最根本原因在于脫硫效果和脫硫速率無法與化學(xué)工藝比擬。脫硫方法的比較干法脫硫由于脫硫劑一般不能再生，在工業(yè)上應(yīng)用較40脫硫技術(shù)的發(fā)展前景生物脫硫是一種優(yōu)勢明顯、具有廣闊發(fā)展前景的新型脫硫技術(shù)。它能在常溫常壓下利用微生物的代謝過程進行脫硫，既不需要價格昂貴的處理溶液和催化劑，也沒有大量廢棄物的排放。生物脫硫有利于降