探討天然氣凈化廠尾氣處理工藝

劉偉 王同 劉娜 張旭

摘 要：隨著我國(guó)節(jié)能減排保護(hù)環(huán)境政策的不斷深入，越來(lái)越多的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)重視生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)環(huán)境的保護(hù)，并且他們引進(jìn)新技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行凈化處理，以降低污染物的排放。雖然天然氣與其他能源相比可以說(shuō)是清潔環(huán)保型能源，但是在天然氣凈化的過(guò)程中會(huì)有一部分有害的尾氣排放的空中，特別是含硫的雜質(zhì)，在天然氣凈化過(guò)程中它會(huì)形成二氧化硫等有害氣體排放到空氣中造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，所以在天然氣凈化過(guò)程中應(yīng)加強(qiáng)凈化尾氣的處理，減少尾氣的排放。

關(guān)鍵詞：天然氣；凈化廠；尾氣處理；工藝

中圖分類號(hào)：X743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）11-0311-01

1 前 言

隨著清潔能源天然氣的生產(chǎn)和使用量的不斷增加，生產(chǎn)企業(yè)和使用企業(yè)對(duì)天然氣的凈化工藝越來(lái)越重視，希望通過(guò)對(duì)天然氣凈化的工藝技術(shù)研究，來(lái)降低天然氣中其他雜質(zhì)的含量，降低污染物的排放量，保護(hù)了我們賴以生存的環(huán)境，所以近幾年天然氣生產(chǎn)企業(yè)得到了迅速發(fā)展，也得到了能源界的認(rèn)可。但是由于天然氣凈化過(guò)程存在缺陷使得尾氣中含有一些H2S和CO2沒(méi)有被凈化掉，排放到空氣中污染環(huán)境，其中較為嚴(yán)重的就是二氧化硫的產(chǎn)生，現(xiàn)在為了減少天然氣中雜質(zhì)的含量，降低天然氣燃燒過(guò)程中有害氣體的排放，對(duì)天然氣凈化廠尾氣處理工藝技術(shù)進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)天然氣凈化廠尾氣處理工藝技術(shù)現(xiàn)狀的分析找到凈化技術(shù)存在的問(wèn)題，以采取有效的解決措施。

2 天然氣凈化廠尾氣處理中存在的問(wèn)題

2.1 脫硫脫碳技術(shù)存在的問(wèn)題

隨著天然氣生產(chǎn)和需求量的不斷增加，以及保護(hù)環(huán)境政策的不斷深入，天然氣生產(chǎn)企業(yè)對(duì)天然氣的凈化技術(shù)也是越來(lái)越重視，尤其是對(duì)含硫較高的天然氣的凈化更是重視，因?yàn)楹蜉^高的天然氣如果凈化工作沒(méi)做好，那么天然氣投入到使用過(guò)程中所產(chǎn)生的污染物的量是非常大的，加重了對(duì)環(huán)境的污染，而我國(guó)對(duì)于H2S和CO2的含量超過(guò)20%的天然氣的凈化處理還沒(méi)有達(dá)到一個(gè)非常成熟的水平，所以采取普通的脫硫溶劑工藝進(jìn)行脫硫不僅循環(huán)量大，能耗高，而且脫硫效果也達(dá)不到要求，現(xiàn)在所使用的氧化還原技術(shù)、化學(xué)與物理溶劑和物理溶劑法、混合胺工藝技術(shù)、低溫甲醇洗工藝技術(shù)等脫硫脫碳工藝技術(shù)雖然各有各的優(yōu)點(diǎn)[1]，但是在實(shí)際應(yīng)用中依然存在缺陷，比如混合胺工藝技術(shù)對(duì)于天然氣的凈化效果還是比較好的，但是由于在凈化過(guò)程中醇胺類溶劑會(huì)與天然氣中的酸性氣體反應(yīng)使醇胺類溶劑的量減少，并且反應(yīng)了的溶劑是很難回收的，并且在使用此工藝技術(shù)時(shí)，溶劑量的減少是必不可免的，這也是該技術(shù)最大的缺陷。

2.2 含硫物質(zhì)回收技術(shù)存在的問(wèn)題

加強(qiáng)對(duì)于天然氣脫硫脫碳后的含硫物質(zhì)回收，提高裝置硫碳的回收率，降低天然氣燃燒后尾氣中有害物質(zhì)的排放量。但是在天然氣凈化后，對(duì)于酸性氣體中的H2S和CO2中硫碳的回收效果并不是很好，尤其是硫碳回收后進(jìn)行水解工藝時(shí)，水解效果并沒(méi)有低含硫和中含硫天然氣中硫碳物質(zhì)的回收效果好，所以對(duì)于天然氣中硫碳物質(zhì)的回收技術(shù)還是有待進(jìn)一步提升的，尤其是回收裝置中水解工藝技術(shù)水平的提高，降低水解技術(shù)的局限性。

3 天然氣凈化廠尾氣處理工藝分析

3.1 含硫物質(zhì)回收工藝分析

根據(jù)實(shí)際回收效果分析，一般硫磺回收裝置酸氣中含有的H2S越多，硫的回收效果就越好，天然氣燃燒過(guò)程中排放的尾氣中含硫氣體的量也就越少，而天然氣經(jīng)過(guò)脫硫處理后，酸氣中的二氧化硫的含量也不超過(guò)50%，而含硫物質(zhì)的回收裝置對(duì)硫的回收率能達(dá)到90%以上，有機(jī)硫副產(chǎn)含硫量達(dá)到5%左右，經(jīng)過(guò)水解技術(shù)不能很好地將其降到最低，所以在天然氣的凈化中存在著一些局限[2]。近年來(lái)，隨著我國(guó)天然氣開(kāi)采和使用量的不斷增加，天然氣的凈化已經(jīng)成為天然氣開(kāi)采和使用中重點(diǎn)凈化的能源，而且隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，國(guó)內(nèi)外對(duì)環(huán)境保護(hù)要求的不斷提高，天然氣使用過(guò)程中SO2的排放量是一定要降低的，所以天然氣的凈化技術(shù)和含硫物質(zhì)的回收技術(shù)都面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，提高天然氣的凈化技術(shù)水平和回收裝置的回收效率是目前天然氣凈化過(guò)程中迫切需要的。

3.2 脫硫脫碳工藝分析

天然氣中含量較高的雜質(zhì)就是硫化氫和二氧化碳這兩種酸性氣體，所以為了降低污染物的排放，保護(hù)環(huán)境對(duì)天然氣的凈化也主要是進(jìn)行脫硫脫碳凈化。對(duì)于脫硫脫碳技術(shù)的分析，國(guó)外主要采用國(guó)外主要是使用化學(xué)溶劑法二乙醇胺（DEA）法、甲基二乙醇胺（MDEA）法，或者將MDEA作為技術(shù)基礎(chǔ)，研制出配方脫硫脫碳溶劑法，而我國(guó)所采用的天然氣凈化技術(shù)主要是氧化還原技術(shù)、化學(xué)與物理溶劑和物理溶劑法、混合胺工藝技術(shù)、低溫甲醇洗工藝技術(shù)等。氧化還原技術(shù)主要用于含硫量較少的天然氣凈化；化學(xué)與物理溶劑和物理溶劑法有著較高的選擇性，能量消耗也較低，它能夠脫去天然氣中的有機(jī)硫，尤其是含有機(jī)硫較高的天然氣，凈化效果非常好；混合胺工藝技術(shù)對(duì)于脫去天然氣中的H2S和CO2是非常有效的，它主要是利用醇胺類溶劑與天然氣中酸性氣體反應(yīng)的原理來(lái)除去H2S和CO2，但是由于溶劑參加反應(yīng)會(huì)使醇胺類溶劑的量減少，并且很難回收，所以在天然氣的凈化過(guò)程中要注意溶劑的損失量[3]；低溫甲醇洗工藝技術(shù)主要是對(duì)天然氣中所含的甲醇進(jìn)行凈化，但是它對(duì)酸性氣體的溶解度較高，所以也能夠很好地除去天然氣中的酸性氣體。

3.3 化學(xué)與物理溶劑和物理溶劑工藝

這種天然氣凈化廠尾氣處理技術(shù)之所以被使用是因?yàn)樵摷夹g(shù)有著較高的選擇性，并且能量消耗也比較低，可以有效的脫去天然氣中的有機(jī)硫，尤其是對(duì)于含有機(jī)硫較多的天然氣的凈化效果會(huì)更顯著。純物理溶劑是在高壓的環(huán)境下，溶劑對(duì)天然氣中所含的酸性成分進(jìn)行物理溶解，以達(dá)到對(duì)酸性物質(zhì)的去除；化學(xué)和物理結(jié)合的溶劑，通過(guò)對(duì)溶劑配比的調(diào)整，可以有針對(duì)性的對(duì)天然氣進(jìn)行脫硫除碳的效果。該技術(shù)在許多大規(guī)模的合成氨凈化設(shè)施中被使用能夠減少天然氣中有害氣體的排放。

4 結(jié) 論

綜上所述，工業(yè)發(fā)展促進(jìn)了天然氣需求量的增加，同時(shí)也促進(jìn)了天然氣的生產(chǎn)技術(shù)和凈化技術(shù)的發(fā)展與研究，而天然氣凈化廠尾氣處理工藝在天然氣質(zhì)量和環(huán)境保護(hù)方面面臨著嚴(yán)格的要求，所以為了降低天然氣中H2S和C02的含量并且有效的對(duì)尾氣進(jìn)行回收處理，需要技術(shù)人員不斷的加強(qiáng)尾氣處理工藝的研究和創(chuàng)新，以提升我國(guó)天然氣凈化的質(zhì)量，降低環(huán)境中污染物的排放，保護(hù)好環(huán)境。

參考文獻(xiàn)

[1]王治紅，黎 冉，朱 江，鄭志遠(yuǎn).天然氣凈化廠尾氣中二氧化硫脫除技術(shù)進(jìn)展[J].現(xiàn)代化工，2015（06）.

[2]劉敬東，李曉博.天然氣凈化廠酸氣處理技術(shù)新思考[J].化學(xué)工程與裝備，2017（09）.

[3]曾繼磊，喬光輝，衛(wèi)國(guó)鋒，劉 菲.一種天然氣凈化廠低濃度酸氣硫磺回收工藝[J].化工管理，2017（24）.

收稿日期：2018-3-15