天然氣脫硫常見問題與對策

馬子明（塔里木油田公司 庫車勘探開發(fā)項目經(jīng)理部 新疆 庫爾勒 841000

翟立團(塔里木油田公司 行政事務部 新疆 庫爾勒 841000)

孟波 王坤 吳超(塔里木油田公司 油氣工程研究院 新疆 庫爾勒 841000）

一、脫硫的目的和意義

天然氣作為一種清潔能源，其推廣使用對于保護環(huán)境有積極意義?，F(xiàn)在高含硫油氣田不斷出現(xiàn)，因此，天然氣凈化廠如何凈化天然氣中的二氧化硫和在凈化過程中如何保證裝置平穩(wěn)運行至關重要;在天然氣中通常含有二氧化硫、二氧化碳和有機硫等化合物，這三者又統(tǒng)稱為酸性組分(或酸性氣體)。這些氣相雜質的存在會導致金屬材料腐蝕，而且污染環(huán)境。當天然氣作為化工原料時，它們還會導致催化劑中毒，影響產(chǎn)品質量；而二氧化碳含量過高則使氣體的熱值達不到要求。因此，天然氣脫硫的目的是按不同用途把氣體中的上述雜質組分脫除到要求的規(guī)格。

二、天然氣脫硫常見的問題與對策

1.設備腐蝕

（1）設備腐蝕機理

脫硫裝置的腐蝕發(fā)生的根本原因并不是由脫硫劑等溶液本身引起的，而是由于在脫硫工藝裝置中，裝置本身吸收了二氧化碳和二氧化硫等酸性氣體而引起的，腐蝕主要發(fā)生在酸性氣體吸收的一側、吸收酸性氣體后液體的下游管線和二氧化硫及二氧化碳氣體存在的容器內(nèi)部。因此，脫硫裝置的腐蝕主要由裝置吸收的酸氣（主要指二氧化碳和二氧化硫）和溫度過高引起，但還有其它一些因素，比如操作不當、設備選材不當也與設備腐蝕有關系。

（2）設備選材

在機械選在設計中，首先應考慮介質的組成、性質、溫度、壓力。介質的組成和性質是酸性還是堿性，是氧化性還是還原性，運行中介質濃度如何；含不含雜質，雜質的性質如何，雜質是減緩腐蝕的還是加速腐蝕的；碳鋼或不銹鋼材質的設備在裝置運行中提供了很高的保障，但在實際裝置設計應用中，完全用碳鋼或不銹鋼的設備是不經(jīng)濟的。而在設備和管線等關鍵部位，如吸收二氧化硫和二氧化碳富液氣體的設備和管線使用碳鋼或不銹鋼則可大大降低設備腐蝕的速率。依據(jù)不浪費、經(jīng)濟合理的原則，并考慮投資和設備腐蝕兩個方面，推薦的選材方案為：設備外殼用碳鋼，酸性氣體吸收的設備內(nèi)部選用不銹鋼，選擇碳鋼也可以；吸收酸性氣體流出的管線推薦采用不銹鋼，容器的附件選用碳鋼，吸收液的再生塔外殼推薦用碳鋼，而吸收塔內(nèi)部附件及構件建議一定要用不銹鋼；重沸器因為是高溫部位，推薦管線采用不銹鋼。

（3）設備防腐措施

建議在設計時就考慮設備防腐措施，如脫硫塔、管線、附件，采用了耐腐蝕、質地輕的有機材料，即解決了設備防腐，又降低了投資。系統(tǒng)管路的閥門、管件均選用有機材料，既耐腐蝕，價格又低。工藝上采用過濾裝置（機械法或活性炭法）對吸收液進行濾，可以降低溶液中酸性介質。有效降低裝置設備的腐蝕。

2.脫硫裝置發(fā)泡

在脫硫裝置中，我們時常會遇到吸收液的發(fā)泡問題。裝置發(fā)泡后果嚴重，會導致現(xiàn)有的脫硫裝置處理量下降，脫硫劑再生不合格,脫硫效果和效率達不到設計要求，凈化天然氣中硫化氫含量不符合要求；它還會引起氣相帶液，大量的溶液隨氣相而流失，造成不必要的損耗。

（1）裝置發(fā)泡的原因

脫硫裝置脫除天然氣氣體中硫化氫、二氧化硫的過程實際上是氣液混合吸收的過程，在氣體離開液體的過程中，會產(chǎn)生大量氣泡,在裝置穩(wěn)定的工況下，產(chǎn)生的氣泡會迅速破裂，不會影響裝置的正常操作。一般認為，吸收液在吸收天然氣中硫化氫等氣體后，其表面存在大量、細小而且長時間不破裂泡沫時，即可認為裝置已經(jīng)發(fā)泡。

（2）裝置發(fā)泡后的處理

導致裝置異常發(fā)泡的原因很多，為了確保裝置的正常穩(wěn)定運行，必須提前采取預防手段措施防止脫硫裝置發(fā)泡，一般可以采用以下措施：

原料氣進裝置前有效緩沖和分離

目前一般天然氣都有可能帶有油漬、污水、雜質、緩蝕劑等易引發(fā)裝置發(fā)泡的物質，而且其含量一般是不穩(wěn)定的，呈段塞形式，有時瞬間流量很大，在含硫天然氣進裝置前，必須經(jīng)過氣液分離器以去除天然氣中可能引起發(fā)泡的物質。

去除富液中的烴類

在脫硫裝置中，出裝置的溶液可能溶解了少量烴類，如果不及時的脫除掉溶解烴而直接進入裝置的再生塔，將可能引起再生塔發(fā)泡。合理安排閃蒸時間長度，可以有效的脫除溶液中的大部分烴。

添加消泡劑

即便是嚴格按照操作規(guī)程操作脫硫裝置，仍有可能因以上2條外的因素致使脫硫裝置發(fā)泡。對發(fā)泡的裝置除采取上2條措施外，向裝置中添加少量消泡劑，也可以對解決裝置發(fā)泡起到作用。

3.裝置吸收液的損失

在裝置脫硫操作規(guī)程中，吸收液損失是非常嚴重的裝置事故。吸收液損失一般是由于氣相夾帶、蒸發(fā)、液烴溶解和裝置溶液的化學反應以及操作損失而引起的?？梢栽谘b置氣相出口設置高效的捕霧器，降低因氣相夾帶而流失溶劑。

三、結束語

目前有很多種方法去除天然氣中的硫化氫，但是不管是什么方法，天然氣中的二氧化碳、二氧化硫和硫化氫等酸性氣體都會引起裝置設備腐蝕而引發(fā)事故，因此做好合理的預防，非常有必要，可以從設計入手，根本解決問題，也可以從操作上入手，在管理上預防腐蝕的發(fā)生。此外，隨著國家節(jié)能的要求，合理的運用技術手段，降低裝置的損耗，這些我們的平時的運行中，都應該注意。裝置異常的的原因很多，遇見問題要從多方面分析，快速合理的解決問題，使裝置平穩(wěn)運行。

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