天然气净化、加工流程框图天然气净化、加工流程框图1 天然气脱酸性气体天然气脱酸性气体第一节第一节 脱酸气方法脱酸气方法第二节第二节 化学吸收法化学吸收法第三节第三节 其他脱酸气方法其他脱酸气方法第四节第四节 脱酸方法选择脱酸方法选择2 我国对管输天然气的质量要求：我国对管输天然气的质量要求： ①①进入输气管道的气体必须清除其中的机械杂质；进入输气管道的气体必须清除其中的机械杂质； ②②水露点应比输气管道中气体可能达到的最低环境温度水露点应比输气管道中气体可能达到的最低环境温度低低5℃℃；； ③③烃露点应低于或等于输气管道中气体可能达到的最低烃露点应低于或等于输气管道中气体可能达到的最低环境温度；环境温度； ④④气体中的硫化氢含量不大于气体中的硫化氢含量不大于20mg/m3 3 对于民用燃料必须达到很严格的商品天然气质量要求对于民用燃料必须达到很严格的商品天然气质量要求:为防止为防止天然气管输系统的腐蚀和保障居民健康，我国于天然气管输系统的腐蚀和保障居民健康，我国于2001年年7月月1日开日开始实施的始实施的“天然气天然气”国家标准国家标准 GB 17820-1999 规定：规定： 作为民用燃料的作为民用燃料的一级天然气一级天然气H2S含量不大于含量不大于6 mg/m3，总硫含，总硫含量不大于量不大于100mg/m3；；二级天然气二级天然气H2S含量不大于含量不大于20mg/m3，总硫，总硫含量不大于含量不大于200 mg/m3。
我国还制定了我国还制定了“汽车用压缩天然气汽车用压缩天然气”国家标准国家标准GB 18047-2000，规定：，规定： H2S含量不大于含量不大于15mg/m3，总硫含量不大于，总硫含量不大于200mg/m3，，CO2含量不大于含量不大于3%，氧含量不大于，氧含量不大于0.5%，水露点不大于，水露点不大于-13℃℃，高位发，高位发热量大于热量大于31.4MJ/m3，并应有特殊气味以保证安全并应有特殊气味以保证安全4 第一节第一节 脱酸气方法脱酸气方法一、脱酸气方法一、脱酸气方法二、吸收与解吸二、吸收与解吸5 一、脱酸气方法一、脱酸气方法 按按操操作作特特点点、、脱脱酸酸原原理理，，多多种种脱脱酸酸工工艺艺可可分分类类为为：：间间歇歇法法、、化化学学吸吸收收法法、、物物理理吸吸收收法法、、混混合合溶溶剂剂吸吸收收法法、、直直接接氧氧化化法法和和膜膜分分离法1、间歇法、间歇法 特点：脱酸设备只能批量生产，不能连续生产特点：脱酸设备只能批量生产，不能连续生产 按脱酸气原理可分为：按脱酸气原理可分为：（（1）化学反应法：有明显的）化学反应法：有明显的化学反应化学反应，与酸气的反应物不能再，与酸气的反应物不能再生，作为废弃物处置，故仅用于气量小、含酸气浓度低的场合。
生，作为废弃物处置，故仅用于气量小、含酸气浓度低的场合比如海绵铁法脱除酸气比如海绵铁法脱除酸气2）物理吸附法：没有明显的化学反应，只是单纯的）物理吸附法：没有明显的化学反应，只是单纯的吸附吸附，而，而且吸附过程可逆比如用分子筛脱除酸气且吸附过程可逆比如用分子筛脱除酸气6 2 2、化学吸收法、化学吸收法 在一个塔器内以弱碱性溶液作为吸收剂与酸气在一个塔器内以弱碱性溶液作为吸收剂与酸气反应反应，生成某，生成某种化合物在另一塔器内，改变工艺条件种化合物在另一塔器内，改变工艺条件(加热、降压、汽提等加热、降压、汽提等)使化学反应逆向进行，碱性溶液得到再生，恢复对酸气的吸收能使化学反应逆向进行，碱性溶液得到再生，恢复对酸气的吸收能力，使天然气脱酸气过程循环连续进行力，使天然气脱酸气过程循环连续进行 各种醇胺溶液是化学吸收法中使用最广泛的吸收剂，有一乙各种醇胺溶液是化学吸收法中使用最广泛的吸收剂，有一乙醇胺醇胺(MEA)、二乙醇胺、二乙醇胺(DEA)、二甘醇胺、二甘醇胺(DGA)、甲基二乙醇胺、甲基二乙醇胺(MDEA)和二异丙醇胺和二异丙醇胺(DIPA)等。
等7 3 3、物理吸收法、物理吸收法 以有机化合物作为溶剂，在高压、低温下使酸气组分以有机化合物作为溶剂，在高压、低温下使酸气组分溶解溶解于溶于溶剂内吸收了酸气的溶剂又在低压、高温下释放酸气，使溶剂恢复剂内吸收了酸气的溶剂又在低压、高温下释放酸气，使溶剂恢复对酸气的吸收能力，使脱酸过程循环持续进行物理溶剂再生时所对酸气的吸收能力，使脱酸过程循环持续进行物理溶剂再生时所需的加热量较少，适用于天然气内酸气负荷高，要求同时进行天然需的加热量较少，适用于天然气内酸气负荷高，要求同时进行天然气脱水的场合如冷甲醇法气脱水的场合如冷甲醇法4 4、混合溶剂吸收法、混合溶剂吸收法 以物理溶剂和化学溶剂配制的混合溶剂作为吸收剂，兼有物理以物理溶剂和化学溶剂配制的混合溶剂作为吸收剂，兼有物理吸收和化学吸收剂作用如：砜胺法吸收和化学吸收剂作用如：砜胺法8 5 5、直接氧化法、直接氧化法 对对H H2 2S S直接直接氧化氧化使其转化成元素硫，如：使其转化成元素硫，如：Claus(Claus(克劳斯克劳斯) )法 在天然气工业中常用于天然气脱出酸气的处理，适合于处理流在天然气工业中常用于天然气脱出酸气的处理，适合于处理流量小、酸气浓度很高的原料气量小、酸气浓度很高的原料气 。
6、膜分离法、膜分离法 是利用气体中各组分通过薄膜是利用气体中各组分通过薄膜渗透渗透性能的区别，将某种气体组性能的区别，将某种气体组分从气流中分离和提浓，从而达到天然气脱酸性气的目的适用于分从气流中分离和提浓，从而达到天然气脱酸性气的目的适用于从天然气内分出大量从天然气内分出大量CO2的场合 9 1、吸收、吸收 利用气体混合物中各组分在某种溶剂内的溶解性差别，使易利用气体混合物中各组分在某种溶剂内的溶解性差别，使易溶解的气体溶解于溶剂中而从气体中分出，这一过程称为溶解的气体溶解于溶剂中而从气体中分出，这一过程称为吸收吸收 易溶解的气体组分称为易溶解的气体组分称为溶质溶质，溶剂称，溶剂称吸收剂吸收剂 根据是否有明显的化学反应，吸收又分为两类：根据是否有明显的化学反应，吸收又分为两类：（（1）物理吸收：吸收过程中没有明显的化学反应，只是单纯的物理）物理吸收：吸收过程中没有明显的化学反应，只是单纯的物理溶解过程溶解过程2）化学吸收：吸收过程中存在明显的化学反应，产生新的物质化学吸收：吸收过程中存在明显的化学反应，产生新的物质。
二、吸收与解吸二、吸收与解吸10 吸收特性：吸收特性： 随着吸收的不断进行，吸收剂内溶质浓度逐步增大，气液相的溶随着吸收的不断进行，吸收剂内溶质浓度逐步增大，气液相的溶质浓度差减小，传质速率减慢，最后降为零，气液相达到平衡，称为质浓度差减小，传质速率减慢，最后降为零，气液相达到平衡，称为吸收平衡吸收平衡此时，溶剂中溶质浓度达到最大值此时，溶剂中溶质浓度达到最大值 气液平衡时，溶剂中的溶质浓度称为平衡溶解度，简称气液平衡时，溶剂中的溶质浓度称为平衡溶解度，简称溶解度溶解度 影响溶解度大小的因素有：影响溶解度大小的因素有：（（1）压力：系统压力对溶解度的影响很小，常可忽略；）压力：系统压力对溶解度的影响很小，常可忽略；（（2）温度：温度对溶解度的影响较大，随温度上升，溶解度下降；）温度：温度对溶解度的影响较大，随温度上升，溶解度下降；（（3）物系组成：一定温度下，溶解度仅和物系组成有关物系组成：一定温度下，溶解度仅和物系组成有关 另外吸收还具有另外吸收还具有选择吸收性和吸收热效应选择吸收性和吸收热效应。
§吸收总具有一定的选择性，要选择对酸气溶解度大的溶剂与酸性天然吸收总具有一定的选择性，要选择对酸气溶解度大的溶剂与酸性天然气接触，才能脱除天然气内所含的酸气组分气接触，才能脱除天然气内所含的酸气组分§溶剂吸收溶质时，被吸收气体组分由气态变成液态，会产生溶解热溶剂吸收溶质时，被吸收气体组分由气态变成液态，会产生溶解热即使物理吸收也会产生热效应；若为化学吸收，还伴随产生反应热即使物理吸收也会产生热效应；若为化学吸收，还伴随产生反应热因而，随吸收过程的进行，溶液温度必将升高因而，随吸收过程的进行，溶液温度必将升高11 2、解吸、解吸 解吸是从溶液内分出溶质的过程，也称为吸收剂的再生解解吸是从溶液内分出溶质的过程，也称为吸收剂的再生解吸是吸收的逆过程吸是吸收的逆过程 影响解吸的因素主要是：影响解吸的因素主要是：（（1）温度：温度越高越有利于解吸；）温度：温度越高越有利于解吸；（（2）压力：压力越低越有利于解吸压力：压力越低越有利于解吸 生产上常用的解吸方法是：用不含或少含溶质的生产上常用的解吸方法是：用不含或少含溶质的惰性气或水惰性气或水蒸汽蒸汽与富含溶质的溶液接触，与富含溶质的溶液接触，或加热或减压或既加热又减压或加热或减压或既加热又减压使溶使溶液汽化，从而分出被吸收的溶质。
液汽化，从而分出被吸收的溶质12 3 3、吸收、吸收- -解吸系统解吸系统 吸收吸收-解吸系包括吸收和再生两部分吸收和再生分别在两解吸系包括吸收和再生两部分吸收和再生分别在两个气液传质的塔器（填料塔或板式塔）内进行个气液传质的塔器（填料塔或板式塔）内进行 在吸收部分，吸收剂溶液吸收溶质吸收剂溶液内溶质浓度在吸收部分，吸收剂溶液吸收溶质吸收剂溶液内溶质浓度逐步增大并趋于平衡溶解度，此时该吸收剂逐步丧失对溶质的吸逐步增大并趋于平衡溶解度，此时该吸收剂逐步丧失对溶质的吸收能力富含溶质的吸收剂溶液称为收能力富含溶质的吸收剂溶液称为富液富液 在再生部分，通过解吸使富液释放吸收的溶质，恢复其吸收在再生部分，通过解吸使富液释放吸收的溶质，恢复其吸收剂原有的吸收能力，再生后、恢复吸收能力的溶液称为剂原有的吸收能力，再生后、恢复吸收能力的溶液称为贫液贫液 13 第二节第二节 化学吸收法化学吸收法一、醇胺与酸气的反应一、醇胺与酸气的反应 二、醇胺法脱酸气原理流程二、醇胺法脱酸气原理流程 三、常用吸收剂三、常用吸收剂四、胺法及其改进工艺四、胺法及其改进工艺五、主要设备五、主要设备 六、操作六、操作14 一、醇胺与酸气的反应一、醇胺与酸气的反应 可见，在醇胺分子结构内有可见，在醇胺分子结构内有一个胺基和至少一个羟基一个胺基和至少一个羟基。
羟基可羟基可降低醇胺蒸气压，增加在水中的溶解度；胺基使水溶液呈碱性，促降低醇胺蒸气压，增加在水中的溶解度；胺基使水溶液呈碱性，促进对酸性组分的吸收进对酸性组分的吸收 1、醇胺的分子结构醇胺的分子结构15 均为可逆反应在低温下，反应向右进行，醇胺溶液吸收均为可逆反应在低温下，反应向右进行，醇胺溶液吸收H2S和和CO2酸气，酸气，生成胺盐并放出热量生成胺盐并放出热量；在较高温度下，反应向左进行，溶液；在较高温度下，反应向左进行，溶液内的胺盐分解，放出酸气，溶液得到再生内的胺盐分解，放出酸气，溶液得到再生 2、醇胺与酸气的主要化学反应、醇胺与酸气的主要化学反应16 二、醇胺法脱酸气原理流程二、醇胺法脱酸气原理流程1一入口涤气器；一入口涤气器；2一吸收塔；一吸收塔；3一一“甜气甜气”出口分离器；出口分离器；4一循环泵；一循环泵；5一贫胺冷却器；一贫胺冷却器；6一闪一闪蒸罐；蒸罐；7一除固过滤器；一除固过滤器；8一碳粒过滤器；一碳粒过滤器；9-增压泵；增压泵；10-缓冲罐；缓冲罐；1 1一贫／富胺液换热器；一贫／富胺液换热器；12一再生塔；一再生塔；13一回流冷凝器；一回流冷凝器；14一回流泵；一回流泵；15一重沸器；一重沸器；16一回流罐一回流罐回收装置生产硫磺或送至火炬灼烧回收装置生产硫磺或送至火炬灼烧 固液杂质固液杂质 分离出气体中可分离出气体中可能携带的胺液能携带的胺液 醇胺溶液吸收并和醇胺溶液吸收并和酸气发生化学反应酸气发生化学反应形成胺盐形成胺盐 高温水蒸汽高温水蒸汽 液态水液态水高温使胺盐分解放出酸气溶液得到再生高温使胺盐分解放出酸气溶液得到再生1、基本工艺流程、基本工艺流程37~55℃76~88℃88~105℃54~62℃1~3%17 2、胺液分流流程、胺液分流流程 在原料气酸气分压相当高的情况下，将再生塔出来的半贫液抽在原料气酸气分压相当高的情况下，将再生塔出来的半贫液抽出大部分送至吸收塔中部入塔，而经过重沸器进一步汽提了的贫出大部分送至吸收塔中部入塔，而经过重沸器进一步汽提了的贫液则送至吸收塔顶入塔保证净化气的质量。
液则送至吸收塔顶入塔保证净化气的质量贫液与半贫液分流流程贫液与半贫液分流流程18 3、几个吸收塔富液共用一个换热再生系统的流程、几个吸收塔富液共用一个换热再生系统的流程 在某些情况下，天然气净化厂内几个吸收塔的富液可以在某些情况下，天然气净化厂内几个吸收塔的富液可以合并至一套换热再生系统处理，习惯上简称合并至一套换热再生系统处理，习惯上简称“多合一多合一”流程 “多合一多合一”流程的优点：流程的优点：①①节省投资，降低运行管理费用，减少装置检修费用，缩短检节省投资，降低运行管理费用，减少装置检修费用，缩短检修时间；修时间；②②使得装置能耗下降；使得装置能耗下降；③③工厂增减处理量的操作变得非常简单工厂增减处理量的操作变得非常简单 19 三、常用吸收剂三、常用吸收剂 天然气脱酸气工艺中常用的吸收剂有两大类：天然气脱酸气工艺中常用的吸收剂有两大类：（（1）醇胺类：主要有一乙醇胺、二乙醇胺、二甘醇胺、二异丙醇胺）醇胺类：主要有一乙醇胺、二乙醇胺、二甘醇胺、二异丙醇胺和甲基二乙醇胺和甲基二乙醇胺 ；；（（2）碳酸钾及带有各种催化剂的碳酸钾溶液，主要介绍热碳酸钾。
碳酸钾及带有各种催化剂的碳酸钾溶液，主要介绍热碳酸钾 20 一乙醇胺一乙醇胺(MEA)(MEA)的的特点：特点：（（1）在各种醇胺中其分子量最小、碱性最强、与酸气的反应速度最）在各种醇胺中其分子量最小、碱性最强、与酸气的反应速度最快、酸气负荷最高，能够快、酸气负荷最高，能够迅速吸收迅速吸收天然气中的酸性气体，易于降天然气中的酸性气体，易于降低天然气中酸性气体浓度，而且脱除一定量的酸气所需要循环的低天然气中酸性气体浓度，而且脱除一定量的酸气所需要循环的溶液较少；溶液较少；（（2）蒸气压高，挥发性强，溶剂的）蒸气压高，挥发性强，溶剂的蒸发损失大蒸发损失大；；（（3）腐蚀性强，溶液浓度低（）腐蚀性强，溶液浓度低（15～～ 20%），特殊部位需要使用特殊），特殊部位需要使用特殊钢材；钢材；（（4））化学稳定性较好化学稳定性较好，在没有其他化学剂参与时，常沸点以下温度，在没有其他化学剂参与时，常沸点以下温度范围内不会发生降解和分解；范围内不会发生降解和分解；（（5））易氧化变质易氧化变质，因此储罐和缓冲罐应有甜气或氮气为覆盖气体；，因此储罐和缓冲罐应有甜气或氮气为覆盖气体；（（6）对）对H2S和和CO2的的吸收无选择性吸收无选择性，并且可以得到很高的净化度；，并且可以得到很高的净化度；（（7）与羰基硫）与羰基硫(COS)和二硫化碳和二硫化碳(CS2)发生发生不可逆不可逆化学反应，需要配化学反应，需要配置复活釜。
置复活釜1、、一乙醇胺一乙醇胺(MEA)(MEA)21 二乙醇胺二乙醇胺(DEA)(DEA)的特点：的特点：（（1 1）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小蒸发损失小；；（（2 2）碱性弱，与酸气化学键的）碱性弱，与酸气化学键的结合力弱结合力弱，所需再生热小；，所需再生热小；（（3 3）腐蚀性较弱，溶液浓度较高（）腐蚀性较弱，溶液浓度较高（DEADEA水溶液的质量分数比一乙醇水溶液的质量分数比一乙醇胺胺(MEA)(MEA)高），溶液的高），溶液的循环量较小循环量较小，再生所需的热负荷较低；，再生所需的热负荷较低；（（4 4）对）对H H2 2S S和和COCO2 2的的吸收无选择性吸收无选择性，同时也吸收羰基硫，同时也吸收羰基硫(COS)(COS)和二硫化和二硫化碳碳(CS(CS2 2) )，而且，而且与与COSCOS、、CSCS2 2生成的化合物能再生生成的化合物能再生，因而不需要设，因而不需要设置复活釜置复活釜2 2、二乙醇胺、二乙醇胺(DEA)(DEA)22 二甘醇胺二甘醇胺(DGA)的特点：的特点：（（1）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小蒸发损失小；；（（2））H2S净化程度高，即使贫液温度高达净化程度高，即使贫液温度高达54℃℃也可保证也可保证H2S净化净化度，因此溶液冷却可仅使用空冷而不用水冷，故适用于沙漠及度，因此溶液冷却可仅使用空冷而不用水冷，故适用于沙漠及干旱地区；干旱地区； （（3）腐蚀性略低于）腐蚀性略低于MEA，二甘醇胺（，二甘醇胺（DGA）水溶液的质量分数比）水溶液的质量分数比一乙醇胺（一乙醇胺（MEA）高，溶液的）高，溶液的循环量较小循环量较小，再生所需的热负荷，再生所需的热负荷较低；较低；（（4）对）对H2S和和CO2的的吸收无选择性吸收无选择性，同时也吸收羰基硫，同时也吸收羰基硫(COS)和二和二硫化碳硫化碳(CS2)并与之发生并与之发生不可逆不可逆化学反应。
化学反应5））凝固点低凝固点低（（-12.5℃℃），适宜在高寒地区使用适宜在高寒地区使用 3、二甘醇胺、二甘醇胺(DGA) 对酸气的活性和化学反应与对酸气的活性和化学反应与一乙醇胺（一乙醇胺（MEA）类似 23 二异丙醇胺二异丙醇胺(DIPA)特点：特点：（（1）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小蒸发损失小；；（（2）腐蚀性弱，溶液浓度高，溶液的）腐蚀性弱，溶液浓度高，溶液的循环量小循环量小，再生所需的热负荷，再生所需的热负荷低；低；（（3）低压下能）低压下能选择性选择性地脱除地脱除H2S，但随着压力提高选择性下降，在，但随着压力提高选择性下降，在较高压力下能同时脱除较高压力下能同时脱除H2S和和CO2；；（（4）二异丙醇胺（）二异丙醇胺（DIPA）能脱除羰基硫）能脱除羰基硫(COS)，而且，而且易再生易再生4、二异丙醇胺、二异丙醇胺(DIPA) 相应的工艺过程称相应的工艺过程称ADIP，，ADIP工艺也用于工艺也用于LPG脱除脱除H2S和和COS在欧洲多用于处理练厂气在欧洲多用于处理练厂气 24 甲基二乙醇胺甲基二乙醇胺(MDEA)的特点：的特点：（（1）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的）蒸气压低，挥发性弱，溶剂的蒸发损失小蒸发损失小；；（（2）甲基二乙醇胺（）甲基二乙醇胺（MDEA））比热低比热低，所需再生热小；，所需再生热小；（（3）腐蚀性低，溶液浓度高，）腐蚀性低，溶液浓度高，循环量小循环量小，再生所需的热负荷低；，再生所需的热负荷低；（（4）具有）具有吸收选择性吸收选择性，对，对H2S的吸收能力比的吸收能力比CO2高高；（（5））凝固点低凝固点低（（-14.6℃℃），适宜在高寒地区使用。
适宜在高寒地区使用 5、甲基二乙醇胺、甲基二乙醇胺(MDEA) 25 6、热碳酸钾、热碳酸钾 碳酸钾碳酸钾(K2CO3)与酸气的化学反应与酸气的化学反应 酸气分压高时反应向右进行酸气分压高时反应向右进行——吸收反应吸收反应 酸气分压低时反应向左进行酸气分压低时反应向左进行——再生反应再生反应 碳酸钾也能与碳酸钾也能与COS和和CS2进行由分压控制的可逆化学反应进行由分压控制的可逆化学反应 由于吸收系统常在由于吸收系统常在110℃℃下工作，故得名下工作，故得名“热碳酸钾法热碳酸钾法”适用适用于气体压力超过于气体压力超过2.1 MPa，酸气含量为，酸气含量为5～～8％的酸性天然气％的酸性天然气 26 热碳酸钾的特点：热碳酸钾的特点：（（1）除酸气组分外，其他组分在溶液内的）除酸气组分外，其他组分在溶液内的溶解度溶解度极少，可忽略有用气体极少，可忽略有用气体组分的损失；组分的损失；（（2）碳酸钾与）碳酸钾与H2S、、CO2的的反应热反应热仅为胺法的一半左右，再生热小；仅为胺法的一半左右，再生热小；（（3））存在存在CO2时才能脱时才能脱H2S，适用于，适用于CO2/H2S高的酸性天然气，可脱除高的酸性天然气，可脱除COS和和CS2；；（（4）要求碳酸钾溶液质量分数小于）要求碳酸钾溶液质量分数小于35％，否则将产生％，否则将产生重碳酸盐类沉淀重碳酸盐类沉淀；；（（5）溶液内含有固体悬浮物和重烃时会产生）溶液内含有固体悬浮物和重烃时会产生发泡和溶剂损失发泡和溶剂损失；； （（6）溶液有）溶液有极强的腐蚀性极强的腐蚀性，需要向系统注入防腐剂。
需要向系统注入防腐剂 吸收吸收H2S的碳酸钾溶液再生需要足够的碳酸氢钾，的碳酸钾溶液再生需要足够的碳酸氢钾，存在足够的存在足够的CO2是第二个反映逆向进行的条件是第二个反映逆向进行的条件27 常规热碳酸钾流程常规热碳酸钾流程采用常规热碳酸钾流程可使净化气中采用常规热碳酸钾流程可使净化气中COCO2 2浓度达到浓度达到0.5%0.5%～～0.6%0.6%110℃ 118℃ 20％～％～35％％ 28 贫液分流热碳酸钾流程贫液分流热碳酸钾流程 当要求净化气当要求净化气CO2浓度达到浓度达到0.1％～％～0.2％时，可采用贫液分流，分％时，可采用贫液分流，分出约出约1/3的贫液冷至的贫液冷至30℃℃送至吸收塔顶，从而降低了出塔气体的送至吸收塔顶，从而降低了出塔气体的CO2浓度 29 贫液与半贫液分流热碳酸钾流程贫液与半贫液分流热碳酸钾流程 对于处理对于处理CO2浓度高达浓度高达20％～％～40％的进料气，可采用贫液与半贫液分％的进料气，可采用贫液与半贫液分流流程从再生塔中部取出占总量流流程从再生塔中部取出占总量3/4左右的半贫液送至吸收塔中部，而左右的半贫液送至吸收塔中部，而余下的余下的1/4获得更好再生的贫液送人吸收塔顶。
获得更好再生的贫液送人吸收塔顶为了获得更高的净化度，为了获得更高的净化度，此股贫液也可进一步冷却后入塔此股贫液也可进一步冷却后入塔3/41/430 四、胺法及其改进工艺四、胺法及其改进工艺 胺法分胺法分常规胺法常规胺法和和选择性胺法选择性胺法 常规胺法是指可基本上常规胺法是指可基本上同时同时脱除脱除H2S及及CO2的胺法目前常的胺法目前常规胺法所使用的醇胺包括一乙醇胺规胺法所使用的醇胺包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇胺、二乙醇胺(DEA)及二甘醇及二甘醇胺胺(DGA) 选择性胺法是指在气体中同时存在选择性胺法是指在气体中同时存在H2S与与CO2的条件下，几乎完的条件下，几乎完全脱除全脱除H2S而仅吸收部分而仅吸收部分CO2的胺法具有选择脱硫能力的甲基二乙的胺法具有选择脱硫能力的甲基二乙醇胺醇胺(MDEA)得到了广泛应用，并取得了良好的经济效益二异丙醇得到了广泛应用，并取得了良好的经济效益二异丙醇胺（胺（DIPA）在低压下也有显著的选择脱除）在低压下也有显著的选择脱除H2S的能力 开发选择性胺法的原动力是获得适合克劳斯工艺处理的酸气。
开发选择性胺法的原动力是获得适合克劳斯工艺处理的酸气 选择性胺法的应用领域包括选择性脱除选择性胺法的应用领域包括选择性脱除H2S以及酸气以及酸气H2S提浓31 1、、MDEA配方溶液配方溶液 MDEA配方溶液是一种高效气体脱硫脱碳溶液配方溶液是一种高效气体脱硫脱碳溶液 MDEA配方溶液是以甲基二乙醇胺（配方溶液是以甲基二乙醇胺（MDEA）为主剂，在溶）为主剂，在溶液中加入改善其某些性能的化学剂，或增加或抑制液中加入改善其某些性能的化学剂，或增加或抑制MDEA 吸收吸收CO2的性能 有的配方溶液可以比甲基二乙醇胺（有的配方溶液可以比甲基二乙醇胺（MDEA）具有）具有更高的脱硫选择性，有的配方溶液也可以比其他醇胺溶液具有更更高的脱硫选择性，有的配方溶液也可以比其他醇胺溶液具有更好的脱除好的脱除CO2效果 MDEA配方溶液某些化学剂带来了一些负面影响：配方溶液某些化学剂带来了一些负面影响： ①①降低了胺液有效浓度，使可操作的气液比下降；降低了胺液有效浓度，使可操作的气液比下降； ②②使溶液的腐蚀性增强。
使溶液的腐蚀性增强32 2、活化、活化MDEA溶液溶液 活化活化MDEA 溶液是在溶液中加入提高其吸收溶液是在溶液中加入提高其吸收CO2 速率的速率的活化剂，主要用于：活化剂，主要用于：①①从只含从只含CO2的气体混合物中大量脱除的气体混合物中大量脱除CO2 ；；②②从含少量从含少量H2S且且CO2/ H2S比高的气体混合物中大量或深度脱除比高的气体混合物中大量或深度脱除CO2，也可兼脱一定量的，也可兼脱一定量的H2S ；；33 3、混合胺溶液、混合胺溶液 混合胺溶液是在混合胺溶液是在MDEA溶液中加入其他伯胺或仲胺（有时还添加其溶液中加入其他伯胺或仲胺（有时还添加其它活性组分）混合胺溶液的特点：它活性组分）混合胺溶液的特点：①①对对CO2的吸收率的吸收率<20 % ，低于采用，低于采用MDEA 溶液溶液10%以上；而对以上；而对H2S的选的选择性显著提高，对择性显著提高，对H2S的脱除率大于的脱除率大于99.99 % 大大提高酸气中大大提高酸气中H2S的的含量（可高达含量（可高达45%(V) ，高出采用，高出采用MDEA 溶液约溶液约5个百分点），减少克劳个百分点），减少克劳斯回收装置设备及管线的尺寸，降低硫回收装置的投资成本。
斯回收装置设备及管线的尺寸，降低硫回收装置的投资成本②②相同相同条件下，达到相同条件下，达到相同H2S净化度，比采用净化度，比采用MDEA 溶液胺液循环量降低溶液胺液循环量降低10%～～20% ，有利于发挥装置处理能力，降低能耗有利于发挥装置处理能力，降低能耗 可见，混合胺溶液的可见，混合胺溶液的H2S选择性、溶剂消耗、能消、投资运行成本选择性、溶剂消耗、能消、投资运行成本等指标都优于等指标都优于MDEA溶剂并且克服了溶剂并且克服了MDEA 溶液单独使用时的缺点，溶液单独使用时的缺点，在使用过程中亦未发现腐蚀和发泡现象，可满足各种气质条件和不同净在使用过程中亦未发现腐蚀和发泡现象，可满足各种气质条件和不同净化度的要求，因此具有很大的应用推广价值化度的要求，因此具有很大的应用推广价值 混合胺溶液适用于原料气中混合胺溶液适用于原料气中CO2/H2S 比值较大、酸气中比值较大、酸气中H2S含量较含量较高的情况高的情况34 A1.一段吸收塔一段吸收塔 A2.二段吸收塔二段吸收塔 S1.一段汽提塔一段汽提塔 S2.二段汽提塔二段汽提塔 S3.直接换热区直接换热区 S4.酸水汽提塔酸水汽提塔 P1.一段泵一段泵 P2.二段泵二段泵 EX1.主换热器主换热器 EX2.溶剂冷却器溶剂冷却器(一段一段) EX3.溶剂冷却器溶剂冷却器(二段二段) EX4.初级冷凝器初级冷凝器 EX5.中间重沸器中间重沸器 EX6.塔底重沸器塔底重沸器 4 4、改进的胺液分流工艺、改进的胺液分流工艺 酸水酸水酸气酸气水返回重沸器水返回重沸器中间重沸器中间重沸器 再生塔塔顶酸气经冷凝器冷凝再生塔塔顶酸气经冷凝器冷凝, 冷凝液返回再生塔上部进行部分汽提冷凝液返回再生塔上部进行部分汽提, 然后进入酸水汽提塔，以获得然后进入酸水汽提塔，以获得H2S 浓度极低的冷凝水浓度极低的冷凝水, 最后返回到再生塔最后返回到再生塔塔底重沸器。
再生塔塔底重沸器再生塔中间重沸器中间重沸器用于调整半贫液浓度用于调整半贫液浓度, 使其与再生塔塔底使其与再生塔塔底贫液浓度保持一致该工艺由于仅仅一小部分溶剂（一般为不到贫液浓度保持一致该工艺由于仅仅一小部分溶剂（一般为不到20%）进）进行完全再生行完全再生, 因而该工艺能耗极低因而该工艺能耗极低35 五、主要设备五、主要设备 1、吸收塔、吸收塔 用吸收剂从天然气内分出酸性气体的塔器称用吸收剂从天然气内分出酸性气体的塔器称吸收塔吸收塔或接触塔或接触塔1）类型）类型 吸收塔分吸收塔分填料塔填料塔和和板式塔板式塔两类填料塔属微分接触逆流操作，其两类填料塔属微分接触逆流操作，其中填料为气液接触的基本构件板式塔属于逐级接触操作，塔板为气中填料为气液接触的基本构件板式塔属于逐级接触操作，塔板为气液接触的基本构件胺法工艺常需要考虑溶液的发泡问题板式塔中液接触的基本构件胺法工艺常需要考虑溶液的发泡问题板式塔中气流从溶液中鼓泡通过，较易导致发泡；但由于有适当的板间距，泡气流从溶液中鼓泡通过，较易导致发泡；但由于有适当的板间距，泡沫不易连接而填料塔内溶液在填料表面呈连续相，一旦发泡较难控沫不易连接。
而填料塔内溶液在填料表面呈连续相，一旦发泡较难控制 气体处理量较小的吸收装置常用不锈钢气体处理量较小的吸收装置常用不锈钢填料塔填料塔，塔径超过，塔径超过0.5 米米的装置常用的装置常用浮阀塔浮阀塔（不锈钢塔板）或（不锈钢塔板）或规整式填料塔规整式填料塔（规整填料一般由（规整填料一般由波纹状的金属网或多孔板重叠而成）波纹状的金属网或多孔板重叠而成） 36 2）结构）结构（（1）塔底涤气段：脱除气体内夹带的液固杂质，防止溶剂污染塔底涤气段：脱除气体内夹带的液固杂质，防止溶剂污染2）塔板：塔板数量应根据酸气负荷和溶液浓度确定，常见为）塔板：塔板数量应根据酸气负荷和溶液浓度确定，常见为20～～24块实际塔板，塔板间距约为块实际塔板，塔板间距约为0.6 m3）充水塔板：贫液进料塔板上方有）充水塔板：贫液进料塔板上方有2～～5块充水塔板，使脱酸气体通块充水塔板，使脱酸气体通过水层，对气体进行水洗可减少溶液被气体携带出塔的损失，同时过水层，对气体进行水洗可减少溶液被气体携带出塔的损失，同时可减少补充水量可减少补充水量4）塔顶捕雾器：减少甜气对吸收溶液的携带，捕雾器至顶层塔板间）塔顶捕雾器：减少甜气对吸收溶液的携带，捕雾器至顶层塔板间距为距为0.9～～1.2 m。
37 3）塔径）塔径 吸收塔塔径与气体处理量和压力有关，有多种经验估算法吸收塔塔径与气体处理量和压力有关，有多种经验估算法1）按照气体处理量确定塔径）按照气体处理量确定塔径 气体最大空塔速度气体最大空塔速度 气体允许流速气体允许流速 分出液滴的粒径取分出液滴的粒径取150～～200 μm 38 （（2）查图）查图 流量流量塔径塔径 气体体积流量：气体体积流量：m3/d 压力（表压）：压力（表压）：MPa 塔径：塔径：cm流量39 4）胺液循环量）胺液循环量 吸收塔醇胺溶液的流量与气体处理量和所需脱出的酸气负荷吸收塔醇胺溶液的流量与气体处理量和所需脱出的酸气负荷成正比 循环量循环量(L／／min)=K ×气体处理量气体处理量(106×m3／／d)×酸气摩尔分数酸气摩尔分数 40 5）温度）温度 包括原料气温度、甜气温度包括原料气温度、甜气温度 、贫液入塔温度和富液出塔温度贫液入塔温度和富液出塔温度 甜气温度比原料气温度高甜气温度比原料气温度高8～～17℃℃。
贫液入塔温度一般为贫液入塔温度一般为37～～55℃℃贫液温度应等于或略高于甜气温度，贫液温度应等于或略高于甜气温度，温差控制在温差控制在0～～6℃℃间 富液出塔温度比原料气温度高富液出塔温度比原料气温度高11～～22℃℃ 6）贫液含酸气量）贫液含酸气量 进吸收塔的贫液含有微量酸气，含酸气的量进吸收塔的贫液含有微量酸气，含酸气的量与醇胺类别有关与醇胺类别有关伯醇胺的残余酸气负荷为胺的残余酸气负荷为0.05～～0.10(mol／／mol)，仲醇胺的残余酸气负荷为，仲醇胺的残余酸气负荷为0.03～～0.05，以甲基二乙醇胺（，以甲基二乙醇胺（MDEA）为基料复配的吸收溶剂的残余）为基料复配的吸收溶剂的残余酸气负荷为酸气负荷为0.0057）富液的酸气负荷）富液的酸气负荷 出塔富液的酸气负荷常按出塔富液的酸气负荷常按80％酸气平衡负荷考虑％酸气平衡负荷考虑 41 2、闪蒸罐、闪蒸罐1）作用）作用 脱除醇胺富液吸收的烃类（否则这些液烃将进入再生塔干扰胺液脱除醇胺富液吸收的烃类（否则这些液烃将进入再生塔干扰胺液再生，并促使胺液在再生塔内发泡）。
溶液吸收烃类的数量与吸收塔再生，并促使胺液在再生塔内发泡）溶液吸收烃类的数量与吸收塔压力、原料气组成有关原料气为贫酸气时的经验值约为压力、原料气组成有关原料气为贫酸气时的经验值约为15 m3／／m3 2）操作参数）操作参数 低压、高温有利于在闪蒸罐内分出溶液吸收的烃类，因而闪蒸罐低压、高温有利于在闪蒸罐内分出溶液吸收的烃类，因而闪蒸罐的压力宜低于的压力宜低于0.5 MPa，温度应高于，温度应高于60℃℃，可以获得较好的脱烃效果可以获得较好的脱烃效果若为气液两相分离，胺溶液在闪蒸罐内的停留时间约为若为气液两相分离，胺溶液在闪蒸罐内的停留时间约为1010～～15 min15 min；；若为三相分离，停留时间为若为三相分离，停留时间为2020～～30 min30 min3 3）烃蒸气的处理）烃蒸气的处理 蒸出烃蒸气的同时会带出少量酸气蒸出烃蒸气的同时会带出少量酸气(H(H2 2S)S)若闪蒸气用做燃料，需若闪蒸气用做燃料，需要在闪蒸罐上部安装一个要在闪蒸罐上部安装一个小型填料塔小型填料塔，用贫胺液进行处理，降低气体，用贫胺液进行处理，降低气体内内H H2 2S S含量。
含量42 3 3、再生塔、再生塔1 1）类型）类型 小直径再生塔常采用小直径再生塔常采用填料塔填料塔；大直径采用；大直径采用板式塔板式塔2 2）结构）结构 （（1 1）塔板：常为）塔板：常为2020～～2424块，塔板间距块，塔板间距0.6m0.6m；； （（2 2）充水塔板：富液进料塔板上方有）充水塔板：富液进料塔板上方有2 2～～5 5块充水塔板用于降低溶剂块充水塔板用于降低溶剂蒸发损失蒸发损失43 3 3）塔径）塔径 按照气体流量确定塔径，应选取塔顶和塔底气体流量较大者确定按照气体流量确定塔径，应选取塔顶和塔底气体流量较大者确定再生塔塔径再生塔塔径 塔底气体流量塔底气体流量= =重沸器产生的水蒸汽流量重沸器产生的水蒸汽流量 塔顶气体流量塔顶气体流量= =塔顶蒸汽流量塔顶蒸汽流量+ +酸气流量酸气流量 塔顶蒸汽流量塔顶蒸汽流量= =塔底蒸汽流量塔底蒸汽流量- -溶液温度由入塔温度升至重沸器温溶液温度由入塔温度升至重沸器温度所需蒸汽流量度所需蒸汽流量- -使酸气汽化所需的蒸汽流量。
使酸气汽化所需的蒸汽流量4 4）操作参数）操作参数 塔压一般为塔压一般为7070～～130kPa130kPa，塔顶温度一般低于，塔顶温度一般低于107℃107℃ 44 4 4、回流罐、回流罐 在回流罐内实现酸气和冷凝水在回流罐内实现酸气和冷凝水的分离，冷凝水作为回流液返回再的分离，冷凝水作为回流液返回再生塔 水摩尔数与酸气摩尔数之比称水摩尔数与酸气摩尔数之比称为为回流比回流比 回流比大小可根据再生塔塔顶回流比大小可根据再生塔塔顶压力、温度查图确定压力、温度查图确定 45 5 5、换热设备、换热设备 在胺液循环系统内主要有四种换热设备：在胺液循环系统内主要有四种换热设备：1 1））重沸器重沸器 重沸器为再生塔提供热量，其热负荷由以下四部分组成：重沸器为再生塔提供热量，其热负荷由以下四部分组成：①①将将醇胺溶液加热至沸点；醇胺溶液加热至沸点；②②使再生塔塔顶回流液使再生塔塔顶回流液(水水)汽化；汽化；③③补充水补充水的热负荷；的热负荷；④④重沸器和再生塔的热损失。
重沸器和再生塔的热损失 重沸器的热负荷需留有重沸器的热负荷需留有15～～20％的安全余量％的安全余量 重沸器热负荷与回流冷凝器负荷、再生塔塔板数有关重沸器热负荷与回流冷凝器负荷、再生塔塔板数有关重沸器热负荷愈大，塔顶回流冷凝器的负荷愈高，回流量愈大，但可用较热负荷愈大，塔顶回流冷凝器的负荷愈高，回流量愈大，但可用较少板数的再生塔反之，重沸器热负荷小，回流量小，塔顶回流冷少板数的再生塔反之，重沸器热负荷小，回流量小，塔顶回流冷凝器的负荷愈低，而塔板数和塔高需要增加凝器的负荷愈低，而塔板数和塔高需要增加 小型再生系统的重沸器采用直燃式加热炉，大型再生系统可用小型再生系统的重沸器采用直燃式加热炉，大型再生系统可用水蒸汽或热油为热媒水蒸汽或热油为热媒46 2）回流冷凝器）回流冷凝器 再生塔塔顶的回流冷凝器的负荷是再生塔塔顶的回流冷凝器的负荷是冷却塔顶气并把水蒸汽凝冷却塔顶气并把水蒸汽凝析为水析为水 冷却器的入口温度不宜超过冷却器的入口温度不宜超过107 ℃℃，出口温度为，出口温度为54～～62℃℃。
再生塔顶的回流冷凝器常为强制通风空冷式翅片管换热器再生塔顶的回流冷凝器常为强制通风空冷式翅片管换热器3）贫／富胺液换热器）贫／富胺液换热器 换热器的作用是预热富液减少重沸器负荷，同时回收贫液显换热器的作用是预热富液减少重沸器负荷，同时回收贫液显热减少贫液冷却器负荷热减少贫液冷却器负荷 换热器常用管壳式换热器，腐蚀性强的富液走管程为减小换热器常用管壳式换热器，腐蚀性强的富液走管程为减小腐蚀，控制富液流速在腐蚀，控制富液流速在0.6～～1.2 m／／s范围内 换热前后贫富液的温度变化常在换热前后贫富液的温度变化常在38～～56℃℃范围，常用两台或范围，常用两台或两台以上换热器串联换热器压降一般为两台以上换热器串联换热器压降一般为14～～35 kPa47 4 4）贫胺冷却器）贫胺冷却器 进入吸收塔的贫胺溶液温度要适宜温度过高，会使胺的蒸气进入吸收塔的贫胺溶液温度要适宜温度过高，会使胺的蒸气压高，胺液被气体携带出塔的损失增多；温度过低，使塔顶气体骤压高，胺液被气体携带出塔的损失增多；温度过低，使塔顶气体骤冷，产生凝析烃液污染胺液，并且会促使塔内溶液发泡。
冷，产生凝析烃液污染胺液，并且会促使塔内溶液发泡 因此，贫液温度应略高于塔顶温度，温差由贫胺冷却器控制因此，贫液温度应略高于塔顶温度，温差由贫胺冷却器控制 贫胺冷却器常为强制通风空冷式翅片管换热器贫胺冷却器常为强制通风空冷式翅片管换热器 各种换热设备的热负荷和所需换热面积与胺液循环量各种换热设备的热负荷和所需换热面积与胺液循环量qL(m3／／h)有关48 6 6、过滤器、过滤器 在胺液循环系统内有两个过滤环节：在胺液循环系统内有两个过滤环节：1 1）对富液过滤）对富液过滤 除去富液内除去富液内9595％以上粒径大于％以上粒径大于10μm10μm的的固体杂质固体杂质，防止堵塞贫，防止堵塞贫／富胺液换热器和再生塔通常采用／富胺液换热器和再生塔通常采用机械式过滤器机械式过滤器2 2）对贫液过滤）对贫液过滤 除去溶液吸收的除去溶液吸收的液烃液烃，提高进吸收塔贫液的品质，减小溶液，提高进吸收塔贫液的品质，减小溶液发泡倾向往往采用发泡倾向。
往往采用活性炭或碳粒过滤器活性炭或碳粒过滤器 49 六、操作六、操作 醇胺法脱酸气系统在运行中常遇到的问题主要有醇胺法脱酸气系统在运行中常遇到的问题主要有溶液损失、溶液溶液损失、溶液发泡和腐蚀问题发泡和腐蚀问题1、溶液损失、溶液损失 大体分三类：正常损失、非正常损失和降解损失大体分三类：正常损失、非正常损失和降解损失 1 1））正常损失正常损失 醇胺溶液的正常损失包括：醇胺溶液的正常损失包括：①①甜气带走的；甜气带走的； ②②闪蒸罐排出闪蒸气闪蒸罐排出闪蒸气内携带的，这种损失通常很小；内携带的，这种损失通常很小；③③再生塔回流罐排放的酸气中含有微再生塔回流罐排放的酸气中含有微量溶剂蒸气，这种损失也很小，再生塔塔顶流出物基本不含溶剂；量溶剂蒸气，这种损失也很小，再生塔塔顶流出物基本不含溶剂； ④④复活釜损失，复活温度比再生温度高，造成溶剂损失复活釜损失，复活温度比再生温度高，造成溶剂损失50 2）非正常损失）非正常损失 醇胺溶液的非正常损失主要包括：醇胺溶液的非正常损失主要包括：①①溶剂循环系统的跑、冒、滴、溶剂循环系统的跑、冒、滴、漏；漏；②②吸收塔内溶液发泡增加的溶剂损失；吸收塔内溶液发泡增加的溶剂损失；③③原料气携带采出水所增原料气携带采出水所增加的溶剂损失等。
加的溶剂损失等非正常损失常高于正常损失非正常损失常高于正常损失3 3）降解损失）降解损失 降解降解是指醇胺溶液变质、吸收酸气能力降低的现象严重降解的是指醇胺溶液变质、吸收酸气能力降低的现象严重降解的吸收溶液需要更新吸收溶液需要更新 醇胺溶液的降解主要有三类：醇胺溶液的降解主要有三类：①①热降解：指溶液温度过高产生的热降解：指溶液温度过高产生的变质现象变质现象②②化学降解：指气流中的化学降解：指气流中的COCO2 2、有机硫和醇胺发生副化学、有机硫和醇胺发生副化学反应，产生难以完全再生的化合物反应，产生难以完全再生的化合物③③氧化降解：指溶液和氧接触产氧化降解：指溶液和氧接触产生热稳定性极好、不能再生的产物，如氧能和一乙醇胺（生热稳定性极好、不能再生的产物，如氧能和一乙醇胺（MEAMEA）反应）反应生成热稳性盐类，即降解产物生成热稳性盐类，即降解产物 降解损失远高于正常损失和非正常损失降解损失远高于正常损失和非正常损失 51 降低醇胺溶液降解损失的措施：降低醇胺溶液降解损失的措施：①①严格控制溶液的再生温度。
严格控制溶液的再生温度 ②②保持系统密闭、避免空气进入系统保持系统密闭、避免空气进入系统③③醇胺溶液储罐应有惰性气或甜气覆盖醇胺溶液储罐应有惰性气或甜气覆盖④④保证补充水的品质，补充水不含游离氧保证补充水的品质，补充水不含游离氧 通过观察贫液颜色（正常情况下胺液应为浅棕色或稻草颜色通过观察贫液颜色（正常情况下胺液应为浅棕色或稻草颜色 ），经常检查胺液的浓度和），经常检查胺液的浓度和pHpH值，可以判断贫液的品质值，可以判断贫液的品质52 2 2、溶液发泡、溶液发泡 几乎所有外来物质和液固杂质都可能诱发溶液发泡，因而塔内溶几乎所有外来物质和液固杂质都可能诱发溶液发泡，因而塔内溶液发泡是极难预测的一种非正常工况液发泡是极难预测的一种非正常工况 溶液发泡的原因：溶液发泡的原因：①①胺液内含有胺液内含有腐蚀产物和固体杂质腐蚀产物和固体杂质；；②②胺液胺液降降解产物解产物；；③③在胺液内含在胺液内含液烃液烃；；④④原料气涤气程度不够，原料气内带有原料气涤气程度不够，原料气内带有液烃和液烃和采出水采出水；；⑤⑤脱酸装置上游添加的各种脱酸装置上游添加的各种化学剂、防腐剂等活性物化学剂、防腐剂等活性物质质；；⑥⑥装置投产时，系统装置投产时，系统净化程度不够净化程度不够；；⑦⑦补充水补充水水质水质不合要求；不合要求；⑧⑧机械式和活性炭机械式和活性炭过滤器过滤器工作恶化等。
工作恶化等 溶液发泡带来的问题：装置压降波动、处理量和脱酸效率大幅降溶液发泡带来的问题：装置压降波动、处理量和脱酸效率大幅降低，以及溶剂耗量大幅上升发泡严重时将迫使装置停产低，以及溶剂耗量大幅上升发泡严重时将迫使装置停产 措施：措施：①①定期在室内测定溶液的发泡倾向；定期在室内测定溶液的发泡倾向；②②筛选消泡剂种类和筛选消泡剂种类和用量，装置发生胺液发泡时，添加消泡剂作为应急措施，溶液循环量用量，装置发生胺液发泡时，添加消泡剂作为应急措施，溶液循环量1m1m3 3需添加需添加(5(5～～50)mL50)mL消泡剂 53 3 3、腐蚀问题、腐蚀问题 含酸气的高温胺液具有很强的腐蚀性含酸气的高温胺液具有很强的腐蚀性胺法装置腐蚀是一个胺法装置腐蚀是一个重大问题，它可能导致装置非计划性停产、设备寿命缩短甚至产生重大问题，它可能导致装置非计划性停产、设备寿命缩短甚至产生设备及人员伤亡事故设备及人员伤亡事故 胺法装置容易发生腐蚀的敏感区域主要有再生塔及其内部构件，胺法装置容易发生腐蚀的敏感区域主要有再生塔及其内部构件，贫富液换热器的富液侧，换热器后的富液管线，以及有游离酸气和贫富液换热器的富液侧，换热器后的富液管线，以及有游离酸气和较高温度的重沸器及附属管线等处。
较高温度的重沸器及附属管线等处 腐蚀问题的解决要从三方面考虑：腐蚀问题的解决要从三方面考虑：（（1 1）设计中，对管线和设备增加壁厚，留有腐蚀余量对于腐蚀性）设计中，对管线和设备增加壁厚，留有腐蚀余量对于腐蚀性极强的胺液系统，最容易产生腐蚀的部件应使用抗腐钢材极强的胺液系统，最容易产生腐蚀的部件应使用抗腐钢材2 2）制造中，释放焊接产生的热应力制造中，释放焊接产生的热应力3 3）操作中，）操作中，①①避免胺液浓度过高；避免胺液浓度过高；②②采用符合质量要求的补充水；采用符合质量要求的补充水；③③保持过滤器良好工作状态；保持过滤器良好工作状态；④④防止再生塔温度过高；防止再生塔温度过高；⑤⑤防止氧气防止氧气通过各种途径进人系统通过各种途径进人系统54 第三节第三节 其他脱酸气方法其他脱酸气方法一、物理吸收法一、物理吸收法二、混合溶剂吸收法二、混合溶剂吸收法——砜胺法砜胺法 三、直接氧化法三、直接氧化法 四、间歇法四、间歇法 五、膜分离法五、膜分离法55 一、物理吸收法一、物理吸收法 物理吸收法是利用物理吸收法是利用有机溶剂有机溶剂对原料气中酸性组分具有较大溶解度的对原料气中酸性组分具有较大溶解度的特点从天然气内脱除酸气。
特点从天然气内脱除酸气1、物理吸收法的特点：、物理吸收法的特点：1 1）适合酸气含量高的天然气，原因：）适合酸气含量高的天然气，原因：①①酸气在物理溶剂内的溶解度主要取酸气在物理溶剂内的溶解度主要取决于酸气分压，分压愈高，温度愈低，溶解度愈大；决于酸气分压，分压愈高，温度愈低，溶解度愈大；②②再生所需的热量再生所需的热量和能耗较化学吸收法少和能耗较化学吸收法少 2 2）有些溶剂对）有些溶剂对H H2 2S S有很强的选择性，适用于需选择性地脱除有很强的选择性，适用于需选择性地脱除H H2 2S S的场合3 3）不适合处理较富）不适合处理较富( (含较多含较多C C3 3+ +组分组分) )的天然气，因为物理溶剂在吸收酸气的的天然气，因为物理溶剂在吸收酸气的同时也吸收重烃，一般不回收重烃，造成烃的损失同时也吸收重烃，一般不回收重烃，造成烃的损失 4 4）脱酸气的深度低于化学吸收法，因为物理溶剂与所吸收的酸气不发生化）脱酸气的深度低于化学吸收法，因为物理溶剂与所吸收的酸气不发生化学反应、不生成新的物质学反应、不生成新的物质 56 2、常用的物理吸收法、常用的物理吸收法 几乎所有物理溶剂吸收酸气的实验数据和工艺都有专利，这几乎所有物理溶剂吸收酸气的实验数据和工艺都有专利，这里简介三种常用的脱酸气的物理吸收法。
里简介三种常用的脱酸气的物理吸收法1）弗卢尔）弗卢尔(Fluor)法法 Fluor法使用法使用碳酸丙稀碳酸丙稀为物理吸收剂为物理吸收剂 ，吸收天然气中酸性气，吸收天然气中酸性气体其特点：体其特点：①①与气体所有组分不发生化学反应；与气体所有组分不发生化学反应；②②对对CO2的溶的溶解度高，且溶解热较低（因此该方法仅用于天然气中解度高，且溶解热较低（因此该方法仅用于天然气中CO2含量很含量很高的场合）；高的场合）；③③对天然气主要轻组分对天然气主要轻组分C1、、C2的溶解度低；的溶解度低； ④④蒸蒸气压低，粘度小；气压低，粘度小；⑤⑤无腐蚀性无腐蚀性57 富液经富液经多级分离多级分离分出酸气，其分出酸气，其建设投资和操作费用较低建设投资和操作费用较低 (碳酸丙稀碳酸丙稀)58 2）赛列克索）赛列克索(Selexol)法法 以以聚乙二醇二甲醚聚乙二醇二甲醚作为物理吸收剂，作为物理吸收剂，是物理溶剂法中最重要的是物理溶剂法中最重要的一种方法一种方法其特点：特点：①①能选择性地吸收能选择性地吸收H2S及有机硫，对及有机硫，对CO2吸收吸收能力较弱，同时还能吸收气体中的水蒸汽；能力较弱，同时还能吸收气体中的水蒸汽；②②在高酸气分压下，在高酸气分压下，溶液的酸气负荷较高，适合处理酸气分压高、而重烃含量低的气溶液的酸气负荷较高，适合处理酸气分压高、而重烃含量低的气体；体；③③无毒性，蒸气压低，溶剂损失小，腐蚀和发泡倾向较小。
无毒性，蒸气压低，溶剂损失小，腐蚀和发泡倾向较小④④有良好的热稳定性和化学稳定性，在酸气吸收和解吸过程中无有良好的热稳定性和化学稳定性，在酸气吸收和解吸过程中无化学反应，溶剂无化学变质化学反应，溶剂无化学变质 聚乙二醇二甲醚还可掺入二异丙醇胺聚乙二醇二甲醚还可掺入二异丙醇胺(DIPA)构成混合溶液，构成混合溶液，增强对增强对CO2的吸收能力，混合溶液的再生能耗略有增加的吸收能力，混合溶液的再生能耗略有增加 吸收溶质的富液靠吸收溶质的富液靠逐级降压闪蒸再生逐级降压闪蒸再生，再生要求高时需采用，再生要求高时需采用真空闪蒸或汽提真空闪蒸或汽提59 可见，两种溶剂对重烃、芳香烃、水都有很大亲和力，故适用可见，两种溶剂对重烃、芳香烃、水都有很大亲和力，故适用于贫气，同时可以脱出水于贫气，同时可以脱出水表列数据为（表列数据为1大气压、大气压、24℃下数据下数据 ））碳酸丙稀和聚乙二醇二甲醚对组分气体的溶解度碳酸丙稀和聚乙二醇二甲醚对组分气体的溶解度60 3）冷甲醇）冷甲醇(Rectisol)法法 以以甲醇甲醇为物理吸收剂，吸收剂再生采用为物理吸收剂，吸收剂再生采用降压闪蒸、加热、降压闪蒸、加热、惰性气汽提或其组合惰性气汽提或其组合。
其特点：其特点：①①溶剂吸收能力大，循环量小，溶剂吸收能力大，循环量小，动力消耗小；动力消耗小；②②对对C0C02 2和和H H2 2S S可选择性地吸收；可选择性地吸收；③③无腐蚀性；无腐蚀性；④④蒸蒸气压较高，但在低温下溶剂损失小，价格便宜气压较高，但在低温下溶剂损失小，价格便宜 因此，该法常在低温因此，该法常在低温(-34～～-73℃℃)下处理气体，已用于液化下处理气体，已用于液化天然气天然气(LNG)的净化，此外还常用于煤气及合成气脱硫的净化，此外还常用于煤气及合成气脱硫 61 二、混合溶剂吸收法二、混合溶剂吸收法—砜胺法砜胺法 砜胺法使用砜胺法使用环丁砜环丁砜为物理溶剂为物理溶剂，二异丙醇胺，二异丙醇胺(DIPA)(DIPA)或或甲基甲基二乙醇胺二乙醇胺(MDEA)为化学溶剂，配制成水溶液为化学溶剂，配制成水溶液 环丁砜、砜胺溶剂和一乙环丁砜、砜胺溶剂和一乙醇胺（醇胺（MEAMEA）溶液对）溶液对H H2 2S S的吸收能的吸收能力对比，可见环丁砜和砜胺溶剂力对比，可见环丁砜和砜胺溶剂的的H H2 2S S平衡溶解度和原料气内平衡溶解度和原料气内H H2 2S S分压成正比，而分压成正比，而H H2 2S S在在一乙醇胺一乙醇胺（（MEAMEA）溶液内溶解度超过）溶液内溶解度超过5 m5 m3 3／／m m3 3后，随原料气内后，随原料气内H H2 2S S分压的分压的增加基本不变。
增加基本不变 62 砜胺法的特点：砜胺法的特点：①①酸气负荷高，而且原料气酸气分压越高，溶液的酸气负荷越高；酸气负荷高，而且原料气酸气分压越高，溶液的酸气负荷越高；②②由于酸气负荷高，溶液循环量低，而且比热小，所以能耗和操作费由于酸气负荷高，溶液循环量低，而且比热小，所以能耗和操作费用低；用低；③③净化度高，可同时脱除净化度高，可同时脱除H2S和有机硫，达到国内外常用的管输标准；和有机硫，达到国内外常用的管输标准；④④砜胺溶液是良好的溶剂，会溶解管、阀和设备的密封材料，因此应砜胺溶液是良好的溶剂，会溶解管、阀和设备的密封材料，因此应作妥善处理；作妥善处理；⑤⑤砜胺溶液的降解物需经复活釜处理；砜胺溶液的降解物需经复活釜处理；⑥⑥溶剂价格较贵溶剂价格较贵 63 首先开发砜胺法的是荷兰壳牌公司首先开发砜胺法的是荷兰壳牌公司, ,并将其命名为萨菲诺并将其命名为萨菲诺（（SulfolaneSulfolane）法萨菲诺法是以二异丙醇胺（）法萨菲诺法是以二异丙醇胺（DIPADIPA）和环丁砜配）和环丁砜配伍后又开发了甲基二乙醇胺（伍后又开发了甲基二乙醇胺（MDEAMDEA）和环丁砜配伍的体系，称为）和环丁砜配伍的体系，称为New SulfolaneNew Sulfolane法。
后重新命名前者为法后重新命名前者为Sulfolane-DSulfolane-D法，后者为法，后者为Sulfolane-MSulfolane-M法我国先后将法我国先后将MEAMEA、、DIPADIPA及及MDEAMDEA与环丁砜组成三个体与环丁砜组成三个体系，分别称为砜胺系，分别称为砜胺ⅠⅠ型，砜胺型，砜胺ⅡⅡ型和砜胺型和砜胺ⅢⅢ型 从溶液组成角度而言，砜胺从溶液组成角度而言，砜胺ⅡⅡ型与型与Sulfolane-DSulfolane-D（或（或SulfolaneSulfolane）法相同，砜胺）法相同，砜胺ⅢⅢ型与型与Sulfolane-MSulfolane-M（或（或New Sulfolane New Sulfolane ）法相同64 1、、砜胺砜胺ⅠⅠ型（型（一乙醇胺一乙醇胺-环丁砜）环丁砜） 砜胺砜胺ⅠⅠ型特点：型特点：（（1）对）对H2S及及CO2净化度高，气液比较净化度高，气液比较MEA高（将近一倍），易于再生，高（将近一倍），易于再生，溶液循环量大幅度下降，能耗显著下降；溶液循环量大幅度下降，能耗显著下降；（（2）处理能力高于）处理能力高于MEA法，处理能力较法，处理能力较MEA法装置提高法装置提高30%～～40%；；（（3）溶液再生温度较）溶液再生温度较MEA法高，导致溶液中的法高，导致溶液中的MEA变质加剧；变质加剧； 较高的溶液负荷、较高的再生温度及较严重的较高的溶液负荷、较高的再生温度及较严重的MEA变质，导致变质，导致装置难于稳定运行。
装置难于稳定运行65 2、砜胺、砜胺ⅡⅡ型（二异丙醇胺型（二异丙醇胺-环丁砜）环丁砜） 砜胺砜胺ⅡⅡ型的特点：型的特点：（（1）处理能力较）处理能力较MEA法提高约法提高约50%，溶液的酸气负荷提高约，溶液的酸气负荷提高约1/3；；（（2）脱除）脱除H2S和有机硫的能力较强，净化气总硫含量显著降低；和有机硫的能力较强，净化气总硫含量显著降低；（（3）装置热负荷较）装置热负荷较MEA法有显著下降；法有显著下降；（（5）醇胺变质情况好转；）醇胺变质情况好转；（（6）采用碳钢材料使腐蚀情况有所好转采用碳钢材料使腐蚀情况有所好转66 3、砜胺、砜胺ⅢⅢ型（甲基二乙醇胺型（甲基二乙醇胺-环丁砜）环丁砜） 由于溶液中有由于溶液中有MDEA，砜胺，砜胺ⅢⅢ型既有良好的脱除有机硫的能型既有良好的脱除有机硫的能力，又可以在力，又可以在H2S和和CO2共存的条件下从天然气中选择脱除共存的条件下从天然气中选择脱除H2S与与MDEA溶液相比，此溶液更能适应溶液相比，此溶液更能适应CO2含量很高的原料气的净含量很高的原料气的净化，且其溶液的再生可借助简单的加热闪蒸来完成，可进一步降化，且其溶液的再生可借助简单的加热闪蒸来完成，可进一步降低能耗。
低能耗67 三、直接氧化法三、直接氧化法 在催化剂或特殊溶剂参与下，使在催化剂或特殊溶剂参与下，使H H2 2S S和和O O2 2及及SOSO2 2和和H H2 2S S发生化学反发生化学反应，生成元素硫和水，这就是应，生成元素硫和水，这就是直接氧化法直接氧化法————酸气处理酸气处理 1 1、酸气处理的必要性、酸气处理的必要性 从酸性天然气中分离出来的酸气混合物主要由从酸性天然气中分离出来的酸气混合物主要由H H2 2S S、、C0C02 2和约和约1 1％％的烃类气体组成其中的烃类气体组成其中H H2 2S S浓度很高，不能直接排入大气，否则会严浓度很高，不能直接排入大气，否则会严重污染环境、危及人类和动物的生命空气中含有重污染环境、危及人类和动物的生命空气中含有0.10.1％％H H2 2S S时，便时，便会引起人头疼、晕眩；吸入大量会引起人头疼、晕眩；吸入大量H H2 2S S会昏迷，甚至死亡会昏迷，甚至死亡 68 2 2、处理酸气混合物的方法、处理酸气混合物的方法1)1)将酸气混合物灼烧后排放，将酸气混合物灼烧后排放， 工业排放标准要求：工业排放标准要求： ① ①使用使用100m100m高烟囱；高烟囱； ②SO ②SO2 2排放量小于排放量小于280kg280kg／／h h；； ③H ③H2 2S S排放量小于排放量小于19kg19kg／／h h。
2)2)将酸气混合物增压后重新回注地层，主要有三个阶段：将酸气混合物增压后重新回注地层，主要有三个阶段： ① ①酸气增压（酸气增压（6 6 9MPa9MPa）；）； ② ②管线输送（出于安全考虑应尽量的短）；管线输送（出于安全考虑应尽量的短）； ③ ③注入非生产性地层注入非生产性地层3)3)将酸气混合物中的将酸气混合物中的H H2 2S S转化成元素硫，即硫回收转化成元素硫，即硫回收————用硫回收装置用硫回收装置从天然气脱硫装置出来的酸气生产硫磺从天然气脱硫装置出来的酸气生产硫磺 69 3 3、三种著名的硫回收方法：、三种著名的硫回收方法：1 1）克劳斯）克劳斯(Claus)(Claus)法法 所谓克劳斯法实质上就是所谓克劳斯法实质上就是氧化催化制硫氧化催化制硫克劳斯法分两步进行：克劳斯法分两步进行： 第一步：使高酸气负荷的气体燃烧产生第一步：使高酸气负荷的气体燃烧产生SOSO2 2；； 第二步：在催化剂第二步：在催化剂( (合成氧化铝合成氧化铝) )参与下使参与下使H H2 2S S和和SOSO2 2反应生成元素反应生成元素硫和水。
硫和水 其反应式为：其反应式为： 70 克劳斯克劳斯(Claus)法工艺流程法工艺流程 高含硫的酸性气体液态硫燃烧生成SO2和元素硫S经两级接触反应约能分出94%左右的硫磺，三级接触反应约能分出97%残余气71 2 2）蒽醌）蒽醌(Stretford)(Stretford)法法 是用是用碳酸钠、钒酸钠和蒽醌二磺酸碳酸钠、钒酸钠和蒽醌二磺酸（（ADAADA）的混合溶液与酸性天然）的混合溶液与酸性天然气进行反应、脱硫制硫的过程气进行反应、脱硫制硫的过程 混合溶液与混合溶液与H H2 2S S发生以下化学反应：发生以下化学反应： 可见，蒽醌二磺酸（可见，蒽醌二磺酸（ADAADA）是载氧体或催化剂，促使钒酸钠的还原是载氧体或催化剂，促使钒酸钠的还原 72 富液溶液被空气氧化再生充气的液硫浆料在增稠罐内释放出多余的空气73 蒽醌蒽醌(Stretford)(Stretford)法的特点：法的特点：①①脱酸程度高，天然气中脱酸程度高，天然气中H H2 2S S质量浓度可降至低于质量浓度可降至低于5 mg5 mg／／m m3 3；；②②气体脱酸的同时生产元素硫，对环境基本无污染；气体脱酸的同时生产元素硫，对环境基本无污染；③③操作条件要求不高，温度为常温，压力可为常压也可为高压；操作条件要求不高，温度为常温，压力可为常压也可为高压；④④溶液的硫容量较低溶液的硫容量较低(0.2(0.2～～0.3 g0.3 g／／L)L)，循环量大，电耗高；，循环量大，电耗高；⑤⑤脱硫过程中副反应较多，与克劳斯法相比硫回收率低、纯度差。
脱硫过程中副反应较多，与克劳斯法相比硫回收率低、纯度差74 3 3）洛卡特）洛卡特(LOCAT)(LOCAT)法法 使用具有专利的使用具有专利的螯合三价铁水溶液螯合三价铁水溶液将将H H2 2S S氧化为元素硫，然后氧化为元素硫，然后再以空气将溶液中螯合的二价铁氧化为三价铁再以空气将溶液中螯合的二价铁氧化为三价铁 洛卡特法的化学反应：洛卡特法的化学反应： 粘稠硫液75 四、间歇法四、间歇法 利用固定床层使天然气脱出酸气，当床层为酸气饱和时，该利用固定床层使天然气脱出酸气，当床层为酸气饱和时，该塔器停止使用，再生或更新已饱和的床层因而需有另一个塔器塔器停止使用，再生或更新已饱和的床层因而需有另一个塔器投入使用，使脱酸工作能继续进行，这种脱硫方法称投入使用，使脱酸工作能继续进行，这种脱硫方法称间歇法间歇法 在塔器内装填一定高度的孔隙性固体颗粒，称为在塔器内装填一定高度的孔隙性固体颗粒，称为固定床固定床固体床也可为含某种化合物的浆液代替，浆液与酸气发生化学反应体床也可为含某种化合物的浆液代替，浆液与酸气发生化学反应脱酸，失去活性的浆液需要更换。
脱酸，失去活性的浆液需要更换 特点：特点：①①能较彻底地脱除低至中等含量的能较彻底地脱除低至中等含量的H2S及有机硫，脱及有机硫，脱酸能力与压力基本无关；酸能力与压力基本无关；②②与胺法等需再生的工艺相比其投资较与胺法等需再生的工艺相比其投资较低；低；③③需两个以上接触塔，一个工作、另一个再生或更新塔内充需两个以上接触塔，一个工作、另一个再生或更新塔内充填物；填物；④④要求进塔原料气洁净，不含液固杂质要求进塔原料气洁净，不含液固杂质76 1 1、海绵铁法、海绵铁法 用用氧化铁水溶液浸泡的木屑氧化铁水溶液浸泡的木屑( (或刨花或刨花) )做为基料利用氧化铁和做为基料利用氧化铁和H H2 2S S发生发生反应，生成硫化铁和水反应式为反应，生成硫化铁和水反应式为 与酸气生成的与酸气生成的FeFe2 2S S3 3，可，可用空气再生用空气再生，再生反应为，再生反应为 注空气设备投资费用较高，而海绵铁价格很低廉，因此常将失去活注空气设备投资费用较高，而海绵铁价格很低廉，因此常将失去活性的海绵铁从塔内取出、废弃，塔内装填新的海绵铁。
性的海绵铁从塔内取出、废弃，塔内装填新的海绵铁 适用条件：适用条件：①H①H2 2S S的质量分数小于的质量分数小于3 3／／1000010000，不要求脱，不要求脱C0C02 2，，②②原料原料气压力气压力0 0．．3434～～3 3．．4 MPa4 MPa、气体处理量较小的场合气体处理量较小的场合 由于海绵铁脱除酸气处理量小，而且废弃物污染环境而停止使用由于海绵铁脱除酸气处理量小，而且废弃物污染环境而停止使用 77 2、浆料法、浆料法 浆料法是替代海绵铁法而开发的酸气处理法浆料法是替代海绵铁法而开发的酸气处理法 与海绵铁法的相比：与海绵铁法的相比： 共同点共同点——对对CO2不起作用；不起作用； 不同点不同点——浆料法的装塔、清塔时间大大缩短，操作简单浆料法的装塔、清塔时间大大缩短，操作简单 主要有主要有Chemsweet法，法，Sulfa-Check法 78 1)Chemsweet1)Chemsweet法法 将氧化锌、醋酸锌和分散剂混合物制成白色粉末状商品，使用将氧化锌、醋酸锌和分散剂混合物制成白色粉末状商品，使用时加时加5 5倍水混合，分散剂使粉末分散在水溶液内形成浆料，又称为倍水混合，分散剂使粉末分散在水溶液内形成浆料，又称为氧氧化锌法化锌法。
酸性天然气与这种浆料接触时，浆料与酸性天然气与这种浆料接触时，浆料与H H2 2S S发生化学反应生成硫发生化学反应生成硫化锌和水，反应式为化锌和水，反应式为 ZnO+H2S→ZnS+H20 失去活性的浆液作为失去活性的浆液作为废弃物废弃物排放，其中硫的质量分数可能高达排放，其中硫的质量分数可能高达1010％～％～2020％，而且含有重金属盐类，会污染环境，因而该法的使用％，而且含有重金属盐类，会污染环境，因而该法的使用已逐步减少已逐步减少 Chemsweet Chemsweet法的操作温度常在法的操作温度常在120℃120℃左右因为发生反应的前提左右因为发生反应的前提是硫化物离子在浆料内扩散至氧化锌表面，扩散速度愈快则反应速是硫化物离子在浆料内扩散至氧化锌表面，扩散速度愈快则反应速度愈快温度愈高，扩散速度愈快，反应速度也愈快温度愈高，扩散速度愈快，反应速度也愈快 79 2 2））Sulfa-CheckSulfa-Check法法 使用使用亚硝酸钠水溶液亚硝酸钠水溶液(pH(pH值约为值约为8)8) 与与H H2 2S S反应生成元素硫，反应式反应生成元素硫，反应式为为 在接触塔内与天然气接触过程中，也发生某些副反应，产生氮化在接触塔内与天然气接触过程中，也发生某些副反应，产生氮化物和氧化物，其中氧化氮是空气的污染物物和氧化物，其中氧化氮是空气的污染物 。
同时，同时，C0C02 2和氢氧化钠反和氢氧化钠反应生成碳酸盐和碳酸氢盐失去活性的溶液是含有钠盐、铵盐和硫颗应生成碳酸盐和碳酸氢盐失去活性的溶液是含有钠盐、铵盐和硫颗粒的浆液粒的浆液 适用条件：适用条件：①①气体流量：气体流量：28302830～～28300 m28300 m3 3／／d d；； ②H ②H2 2S S质量浓度：质量浓度：0.010.01％～％～1.01.0％ 80 酸气由接触塔底部进人，酸气由接触塔底部进人，通过分配器呈气泡通过浆液，通过分配器呈气泡通过浆液，脱酸后的甜气由塔顶流出，失脱酸后的甜气由塔顶流出，失去活性的浆液由塔底排出去活性的浆液由塔底排出 浆液使用的时间随气体含浆液使用的时间随气体含酸气浓度而变，从酸气浓度而变，从6 6个月至个月至1010年年以上 81 可见，除了装卸所需时间比较短以外，可见，除了装卸所需时间比较短以外，ChemsweetChemsweet法的各法的各项性能都较差项性能都较差。
82 3 3、分子筛法、分子筛法 分子筛是一种性能优良的吸附剂，能够吸附气体内的分子筛是一种性能优良的吸附剂，能够吸附气体内的H H2 2O O、、H H2 2S S、、C0C02 2、硫醇等杂质硫醇等杂质 分子筛可用于天然气选择性脱除分子筛可用于天然气选择性脱除H2S和其他硫化物一般来和其他硫化物一般来说，天然气中的硫化物比气体中其他组分具有更高的沸点和更大说，天然气中的硫化物比气体中其他组分具有更高的沸点和更大的极性，分子筛对极性分子有优先吸附选择性，对硫化物有高的的极性，分子筛对极性分子有优先吸附选择性，对硫化物有高的容量，处理后气体硫含量大大降低容量，处理后气体硫含量大大降低 分子筛法的适用条件：分子筛法的适用条件：①①气体处理量小，因为分子筛的价格气体处理量小，因为分子筛的价格昂贵；昂贵；②②其他脱酸系统达不到脱酸要求时进行精脱；其他脱酸系统达不到脱酸要求时进行精脱；③③同时要求同时要求脱出水 83 五、膜分离法五、膜分离法 用用无孔聚合物薄膜无孔聚合物薄膜分离气体内的某些组分，这种分离方法称分离气体内的某些组分，这种分离方法称膜膜分离分离。
膜分离法是一种膜分离法是一种新型的气体分离技术，具有投资成本低、能耗新型的气体分离技术，具有投资成本低、能耗低、无运动部件、维修方便以及对高浓度酸性原料气处理效果好等低、无运动部件、维修方便以及对高浓度酸性原料气处理效果好等特点，已经逐步应用于天然气的净化和脱水领域特点，已经逐步应用于天然气的净化和脱水领域1 1、分离原理、分离原理 膜分离的原理：高压原料气在膜的一侧吸附，通过薄膜向低压膜分离的原理：高压原料气在膜的一侧吸附，通过薄膜向低压侧扩散（低压侧压力约为高压侧的侧扩散（低压侧压力约为高压侧的1010％～％～2020％），由于气体内各组％），由于气体内各组分渗透速度的不同，使气体组分得到一定程度的分离由高压侧经分渗透速度的不同，使气体组分得到一定程度的分离由高压侧经薄膜进人低压侧的气体称为薄膜进人低压侧的气体称为渗透气渗透气，而仍留在高压侧的气体称为，而仍留在高压侧的气体称为渗渗余气余气 84 2 2、膜组成、膜组成 膜由两层组成：膜由两层组成：①①孔性底层，厚约孔性底层，厚约0.2mm0.2mm；；②②致密无孔活性层，由聚合物制致密无孔活性层，由聚合物制成的覆盖薄膜，厚约成的覆盖薄膜，厚约1000Å1000Å 85 3、螺旋卷式分离器、螺旋卷式分离器 螺旋卷式分离器由螺旋卷式分离元件和圆筒形壳体组成。
螺旋卷式分离器由螺旋卷式分离元件和圆筒形壳体组成 圆筒形壳体外径圆筒形壳体外径100100～～200mm200mm、长约、长约1.21.2～～1.5m1.5m 分离元件主要由分离膜和中央开孔管组成分离元件主要由分离膜和中央开孔管组成 多层分离膜绕在中央开孔管上形成许多同心圆形气体流道多层分离膜绕在中央开孔管上形成许多同心圆形气体流道 原料气由圆筒的侧面引原料气由圆筒的侧面引入，渗余气和渗透气分别由入，渗余气和渗透气分别由圆筒两端引出圆筒两端引出 86 4 4、中空纤维分离器、中空纤维分离器 中空纤维分离器的分离材料为中空中空纤维分离器的分离材料为中空纤维丝丝的直径很小，常为纤维丝丝的直径很小，常为300μm300μm，，内径为内径为5050～～100μm100μm 纤维束由纤维束由10104 4～～10105 5根中空纤维丝组根中空纤维丝组成渗余气在壳程内流动，而管程内为成渗余气在壳程内流动，而管程内为渗透气容器典型外形尺寸为直径渗透气容器典型外形尺寸为直径100100～～200mm200mm、长、长3 3～～6 m6 m。
87 第四节第四节 脱酸气方法的选择脱酸气方法的选择一、各种脱酸气方法的特点及适应性一、各种脱酸气方法的特点及适应性二、脱酸方法选择应考虑的因素二、脱酸方法选择应考虑的因素三、脱酸气方法初选图三、脱酸气方法初选图四、脱酸方法的选择原则四、脱酸方法的选择原则88 一、各种脱酸气方法的特点及适应性一、各种脱酸气方法的特点及适应性(1)(1)各种胺法是天然气脱硫脱碳最主要的办法，常规胺法用于同时脱除各种胺法是天然气脱硫脱碳最主要的办法，常规胺法用于同时脱除H2S和和CO2的工况，选择性胺法则用于在的工况，选择性胺法则用于在H2S与与CO2同时存在时选择性同时存在时选择性脱除脱除H2S的工况醇胺法脱硫脱碳对于大规模酸气的脱除经济有效，的工况醇胺法脱硫脱碳对于大规模酸气的脱除经济有效，但醇胺吸收工艺的溶剂再生过程是高耗能过程目前各种配方胺液在但醇胺吸收工艺的溶剂再生过程是高耗能过程目前各种配方胺液在其应用领域进一步细化其应用领域进一步细化2)(2)以砜胺法为代表的混合溶剂吸收法也有较广泛的应用，特别适合于以砜胺法为代表的混合溶剂吸收法也有较广泛的应用，特别适合于脱除脱除H2S和和CO2同时需脱除有机硫的工况。
同时需脱除有机硫的工况3)(3)热碳酸钾法在天然气净化中的应用有限热碳酸钾法在天然气净化中的应用有限4)(4)直接氧化法具有将脱硫与硫回收连为一体的优点，但其溶液的硫容直接氧化法具有将脱硫与硫回收连为一体的优点，但其溶液的硫容量低，故适宜用于天然气中量低，故适宜用于天然气中H2S含量不高且潜硫量也不大的工况含量不高且潜硫量也不大的工况89 (5)(5)间歇法中间歇法中非再生性的固体、浆料除硫剂仅能用于天然气中潜硫量很非再生性的固体、浆料除硫剂仅能用于天然气中潜硫量很少的工况，且存在废料处理问题少的工况，且存在废料处理问题6)(6)物理吸收法适于脱除大量酸气的工况，其能耗低，具有选择吸收性，物理吸收法适于脱除大量酸气的工况，其能耗低，具有选择吸收性，同时脱除有机硫以及水；但净化度不高，此外存在烃的溶解损失问题同时脱除有机硫以及水；但净化度不高，此外存在烃的溶解损失问题7)(7)膜分离法亦适于脱除大量酸气，特别是脱除膜分离法亦适于脱除大量酸气，特别是脱除CO2的工况，能耗很低；的工况，能耗很低；但处理后但处理后H2S无法达到通常的管输质量要求，还存在烃的损失问题；无法达到通常的管输质量要求，还存在烃的损失问题；膜分离法结合胺法是一种很好的组合。
膜分离法结合胺法是一种很好的组合8)(8)分子筛法适合用于达到严格的有机硫含量标准并可同时脱水的工况，分子筛法适合用于达到严格的有机硫含量标准并可同时脱水的工况，宜在胺法脱除宜在胺法脱除H2S及及CO2后安排分子筛脱硫醇后安排分子筛脱硫醇90 二、脱酸方法选择应考虑的因素二、脱酸方法选择应考虑的因素①①天然气中酸气的类型和各种酸性组分的含量；天然气中酸气的类型和各种酸性组分的含量；②②天然气的处理量、压力和温度；天然气的处理量、压力和温度；③③是否需要选择性地脱除某种酸气组分，从酸气中回收硫磺的可行性；是否需要选择性地脱除某种酸气组分，从酸气中回收硫磺的可行性；④④重烃和芳香烃在气体中的数量；重烃和芳香烃在气体中的数量；⑤⑤管输、下游加工工艺要求，以及销售合同、环保等强制性要求等管输、下游加工工艺要求，以及销售合同、环保等强制性要求等91 三、脱酸气方法初选图三、脱酸气方法初选图 脱酸气方法初选图分为四种情况：脱酸气方法初选图分为四种情况：①①气体中没有气体中没有C0C02 2，仅脱，仅脱H H2 2S S；；②②同时脱同时脱H H2 2S S和和C0C02 2；；③③气体中没有气体中没有H H2 2S S，仅脱，仅脱C0C02 2；；④④气体中有气体中有C0C02 2，选择地脱，选择地脱H H2 2S S。
92 93 四、天然气脱酸方法的选择原则四、天然气脱酸方法的选择原则1 1、通常情况、通常情况 通常情况下规模比较大的装置应首先考虑应用胺法的可能性：通常情况下规模比较大的装置应首先考虑应用胺法的可能性：(1)(1)原料气原料气H H2 2S/COS/CO2 2比值大于比值大于6 6，为获得适于克劳斯装置加工的酸气而需要，为获得适于克劳斯装置加工的酸气而需要选择脱除选择脱除H H2 2S S时，以及其他需要选择脱除时，以及其他需要选择脱除H H2 2S S的工况，应采用的工况，应采用MDEAMDEA法；法；(2)(2)在脱除在脱除H H2 2S S的同时亦需脱除相当量的同时亦需脱除相当量COCO2 2时，可采用时，可采用MDEAMDEA与其他醇胺组合与其他醇胺组合的混合胺法；的混合胺法；(3)(3)天然气压力较低，净化气天然气压力较低，净化气H H2 2S S指标要求严格且需同时脱除指标要求严格且需同时脱除COCO2 2时，可采时，可采用用MEAMEA法、法、DEADEA法或混合胺法；法或混合胺法；(4)(4)在高寒、沙漠缺水地区，可以选用二甘醇胺（在高寒、沙漠缺水地区，可以选用二甘醇胺（DGADGA）法。
法94 2 2、原料气需脱除有机硫的情况、原料气需脱除有机硫的情况 原料气需脱除有机硫时通常采用砜胺法：原料气需脱除有机硫时通常采用砜胺法：(1)H(1)H2 2S S分压比较高的天然气以砜胺法处理时，其能耗显著低于胺法；分压比较高的天然气以砜胺法处理时，其能耗显著低于胺法；(2)(2)原料气含有一定量的有机硫需要脱除、且原料气含有一定量的有机硫需要脱除、且COCO2 2亦需与亦需与H H2 2S S同时脱除的同时脱除的工况，应选用砜胺工况，应选用砜胺ⅡⅡ型工艺；型工艺；(3)(3)需要从原料气中选择性脱除需要从原料气中选择性脱除H H2 2S S和有机硫、可适当保留和有机硫、可适当保留COCO2 2的工况，的工况，应选用砜胺应选用砜胺ⅢⅢ型工艺；型工艺；(4)(4)当砜胺法仍无法达到所要求的净化气有机硫含量指标时，可继以当砜胺法仍无法达到所要求的净化气有机硫含量指标时，可继以分子筛法脱硫分子筛法脱硫95 3、原料气、原料气H2S含量低的情况含量低的情况 在原料气在原料气H2S含量低、潜硫量不大、含量低、潜硫量不大、CO2/H2S比值高且不比值高且不需脱除需脱除CO2时考虑如下工艺：时考虑如下工艺：(1) 潜硫量在潜硫量在0.5～～5t/d间，可考虑选用直接氧化法，如；间，可考虑选用直接氧化法，如；蒽醌蒽醌(Stretford)(Stretford)法；法； (2) 潜硫量小于潜硫量小于0.1t/d时可选用非再生类方法，如间歇法中的浆时可选用非再生类方法，如间歇法中的浆料法料法——Sulfa-Check法。
法96 4、高压、高酸气浓度情况、高压、高酸气浓度情况 高压、高酸气浓度的天然气需要在胺法或砜胺法之外选用其高压、高酸气浓度的天然气需要在胺法或砜胺法之外选用其他工艺或者采用组合工艺：他工艺或者采用组合工艺：(1)(1)主要脱除大量主要脱除大量CO2的工况，可考虑选用膜分离法，物理吸收法中的工况，可考虑选用膜分离法，物理吸收法中的弗卢尔的弗卢尔(Fluor)法或活化法或活化MDEA法；法；(2)(2) 需要同时大量脱除需要同时大量脱除H2S和和CO2的工况，可分两步处理，第一步以的工况，可分两步处理，第一步以选择性胺法获富酸气供克劳斯装置，第二步以混合胺法或常规胺选择性胺法获富酸气供克劳斯装置，第二步以混合胺法或常规胺法处理达净化指标；法处理达净化指标；(3)(3) 需要大量脱除需要大量脱除CO2，同时少量脱除，同时少量脱除H2S的工况，可先用膜分离法的工况，可先用膜分离法处理，继以胺法满足净化要求处理，继以胺法满足净化要求 以上是天然气脱硫脱碳工艺选择的一般原则，在实践中应根据以上是天然气脱硫脱碳工艺选择的一般原则，在实践中应根据具体工况进行分析，选用技术经济性能最优的可靠方案。
具体工况进行分析，选用技术经济性能最优的可靠方案 97 。