范文一：天然气脱硫方法

1 天然气脱硫技术

天然气脱硫方法可分为干法和湿法两大类。干法脱硫效率较高，脱硫剂一般不能再生，适用于低含硫气处理，在目前工业上应用较少。湿法脱硫按溶液的吸收和再生方法又分为化学吸收法和氧化还原法三种类型。湿法脱硫处理量大，操作连续，适用于天然气处理量大、硫化氢含量高的场合。

1. 1 一乙醇胺法

一乙醇胺(MEA)法的特点是化学反应活性好，MEA 既可以脱除H2S 又可以脱除CO2

,。MEA 与其他醇胺相比碱性较强，，一般认为在两种酸气之间没有选择性,1

与酸气反应较为迅速，单位体积( 质量)MEA 具有最大的酸气负荷，脱除一定量的酸气需要循环的溶液较少,2,;但溶剂挥发损失大。MEA水溶液的缺点是容易发泡及降解变质。另外，MEA

的再生温度较高(约125 C)，导致再生系统腐蚀严重，在高酸气负荷下更甚,3,，故MEA 溶液浓度( 质量分数)一般采用15% ~ 20%，酸气负荷仅为0. 3 ~0. 4。 1. 2 N - 甲基二乙醇胺法

N - 甲基二乙醇胺(MDEA)脱硫法从20 世纪80 年代后期开始广泛应用于气体净化,1,。MDEA在原料气中CO2 / H2S 比较高的情况下，能选择性地脱除

将相当大量的CO2 H2S，而

保留在净化气中，节能效果明显。其化学稳定性好，溶剂不易降解变质,2,;且溶液的倾向和腐蚀性也均优于其他醇胺溶液;在处理酸性气体时，气体气相损失小，对装置腐蚀较轻微,4,。鉴于MDEA的特性，其水溶液的浓度可达50%，酸气负荷也可达0. 5 ~ 0. 6，甚至更高;而且它的凝固点低、蒸汽压小、溶剂挥发损失小。目前我国已有多套天然气和炼厂气净化装置采用此溶剂脱除H2S。 1. 3 砜胺法

砜胺法是我国天然气脱硫企业普遍采用的方法，即以SF - DIPA( 环丁砜—二异丙醇胺)水溶液作为脱除H2S 和CO2的溶剂。该过程是一种采用化学、物理混合溶剂处理酸性天然气的工艺。溶剂腐蚀性小，对降解产物生成不敏感,5,。吸收溶液中环丁砜的含量一般为40%~ 45%，水含量约为15%，其余为DIPA，此溶剂的特点是酸气负荷相当高、能耗低。同时砜胺溶剂对有机硫化合物有极强的溶解能力，对于有机硫化合物含量较高的原料气，迄今砜法仍是最有效的净化方法。但砜胺溶剂对C2以上的烃类也有很强的溶解能力，且不易通过闪 蒸而释出，故重质烃类含量较高的原料气不宜采用砜胺溶剂，此溶剂主要用于原料气中H2S的脱除。

1. 4 冷甲醇法

冷甲醇法又叫低温甲醇法，是20 世纪50 年代初由德国林德公司和鲁奇公司联合开发的,6,。该工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的良好特性，脱除原料气中的酸性气体。这种方法气体净化度高，选择性好，气体的脱硫脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行,7,。冷甲醇工艺技术成熟，已经广泛应用于气体净化装置中。该技术的特点如下,2,:?溶剂在低温下对CO2、H2S 等酸性气体吸收能力极强，溶液循环量很小，能耗少;?溶剂不氧化、不降解，有很好的化学和热稳定性;?净化气质量好，净化度高，CO2含量小于20 > 10 - 6;?溶剂不起泡;?具有选择吸收CO2、H2S 的特性，可分开脱除和再生;?溶剂廉价易得。但甲醇有毒，给操作和维修带来一定困难。 1. 5 改良A. D. A 法

改良A. D. A 法(stretford 法)在20 世纪60 年代中期实现工业化，此法溶液组成为碳酸钠溶液中加入偏钒酸钠和酒石酸钾钠。这是典型的二元氧化还原体系，净化度高，能同时脱除部分有机硫化合物;脱硫的同时直接生成元素硫，无二次污染;对操作温度和压力适用范围广。但是改良A. D. A 法的酸气负荷很低，因此溶液循环量大，操作成本高;而且还存在细菌污染问题，大量细菌繁殖的结果使氧化器内溶液泡沫剧增，耗碱量大幅上升，脱硫净化能力降低。各种天然气脱硫方法都有其优势和一定的使用局限性，需要根据不同的处理对象和要求，采用合适的方法进行脱硫。

2 二氧化碳脱除物理法

2.1物理溶剂吸收法

物理溶剂吸收法利用吸收剂对二氧化碳的溶解度与其它气体组份不同而进行分离。常用的溶剂有水、甲醇、碳酸丙烯酯等。

(1)水洗法应用最早,具有流程简单、运行可靠、溶剂水廉价易得等优点,但其设备庞大、电耗高、产品纯度低并造成污染等特点,一般不采用。

(2)低温甲醇法应用较早,具有流程简单、运行可靠外,能耗比水洗法低,产品纯度较高,但是为获得吸收操作所需低温需设置制冷系统,设备材料需用低温钢材,因此装置投资较高。

(3)碳酸丙烯酯法(简称PC法)是近年来中小型氨厂常用脱碳和回收二氧化碳的方法。它具有溶液无毒、浓溶液对碳钢腐蚀性小,能耗比甲醇法低等优点,缺点是PC溶剂循环量大,造成溶剂损耗大,操作费用较高。

2.2膜分离法

膜分离法利用各种气体在薄膜材料中的渗透率不同来实现分离,用于二氧化

[7]碳分离的膜分离器有中空纤维管束和螺旋卷板式两种。膜分离CO的原理是依2靠CO气体与薄膜材料之间的化学或者物理作用,使得CO快速溶解并穿过该薄22[8]膜,从而使CO在膜的一侧浓度降低,而在膜的另一侧达到富集。根据气体分离2

的不同机理,膜分离法又分为吸收膜和分离膜2类。分离膜技术是基于混合气体中CO与其它组分透过膜材料的速度不同而实现CO与其它组分的分离。相比22

之下，吸收膜技术只是在薄膜的另一侧有化学吸收液，并依靠吸收液来对分离气

[9]体进行选择，而微孔薄膜材料只起到隔离气体与吸收液的作用。其技术原理分别如图1所示

图1: 膜分离法分离CO2的示意图

目前膜分离法用于分离烟气中的CO面临以下问题:烟气中CO浓度太低,22烟气处理量巨大;烟气必须冷却到100?之下以防止高温对膜的破坏; 需提前除掉烟气中的化学物质或对膜进行化学处理,以防止膜受到烟气中的化学物质破坏;膜处理烟气前后需要压差,需要耗费额外的能量。新发展的多种分离膜有碳膜、

[10]二氧化硅膜、沸石膜、促进传递膜、混合膜。

2.3低温蒸馏法

图2:低温蒸馏法分离CO的过程示意图 2

CO临界温度为30.98?,临界压力为7.375MPa,易于液化。低温蒸馏法是通2

过低温冷凝分离CO的一种物理过程。低温蒸馏法利用天然二氧化碳气源中主2

要组份甲烷和二氧化碳间沸点的差异,以蒸馏方法将二氧化碳分离出来,主要应用于一些富含60%,90%的天然二氧化碳气源中回收二氧化碳,供二次采油用。因

[7]此,此法具有一定的局限性。该方法设备庞大、能耗较高、分离效果较差，因而成本较高，一般情况下不大采用，只有在特殊情况下使用或同其他方法联用。低温蒸馏法的优点在于能够产生高纯、液态的CO，以便于管道输送。在未来的2

IGCC或者O/CO烟气循环系统中，由于烟气中具有高浓度的CO，低温法就显222[11]得比较有前景了。

2.4吸附法

吸附技术利用吸附剂对混合气体中的不同组分具有不同吸附容量的特性。吸附法是利用固态吸附剂对原料混合气中的CO的选择性可逆吸附作用来分离回2[12]收CO的。 2

吸附法又分为变温吸附法(TSA)和变压吸附法(PSA)，吸附剂在高温(或高压)时吸附CO，降温(或降压)后将CO解析出来，通过周期性的温度(或压力)变化，22

从而使CO分离出来。 2[13]PSA法的再生时间比TSA法短很多，且TSA法的能耗是PSA法的2~3倍，因此，工业上普遍采用的是PSA法。该方法主要是通过加压吸附过程和减压

脱附过程反复进行实现的，为了连续地分离回收CO至少要两个吸收塔来2

交叉的进行吸附和脱附。其工作原理如图3所示。

图3:变压吸附(PSA)法的示意图

常用的吸附剂有天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶和活性炭等。吸附法工艺过程简单、能耗低，但吸附剂容量有限，需大量吸附剂，且吸附解吸频繁，要求自动化程度高。

范文二：天然气净化中的脱硫方法

?83?第十五届全国气体净化技术交流会暨2叭4年煤化工脱硫、脱碳技术研讨会论文集

天然气净化中的脱硫方法

荆 杰

(长庆油田分公司第一采油厂，陕西延安716000)

摘要:近年来，随着我国社会主义市场经济的快速发展以及分离技术的不断进步，人们开始越来越

重视天然气的净化，并对其脱硫方法提出更高要求。本文详细的分析了天然气在脱硫过程中最常用的

几种方法，例如物理吸收法、化学吸收法、混合吸收法、膜分离法和生物催化脱硫法等，同时也进一步深

入研究了这些方法的各项工艺及其采用的吸收剂，这对于天然气的可持续发展来说可起到一定的促进

作用。

关键词:脱硫方法天然气净化

天然气脱硫指的是将天然气中的硫化物脱除， 化配方型溶液，凭借着溶剂的复合化功能，除了可 使天然气及其污染物得到良好净化，并在诸多化学 以显著提高操作能力和扩大使用范围外，还能够达 工业中广泛应用这些已回收的硫。天然气净化脱 到节能降耗、强化装置处理量与降低生产成本等 硫方法包括干湿两种，但因为脱硫剂属于不可再生 目的。

物，所以干法极少应用于工业中。而湿法本身具有 3混合吸收法 可连续操作和处理量大等优点，在很大程度上能够 混合吸收法包括Sulfinol法、Hybfisol法和活化 有效处理天然气中的硫?1。针对这一情况，笔者就 MDEA法，具体表现如下:?sulfinol法。该方法是 目前最常使用的天然气净化脱硫方法展开研究，以 砜胺法脱硫工艺的重要组成部分，其主要通过物理 期为天然气的健康、持久、稳定发展提供有利条件。 吸收剂和化学吸收剂形成，环丁砜是最为常用的物 1物理吸收法 理吸收剂，DIPA和MDEA则是最为常用的化学

吸

有机复合物是物理吸收法的主要吸收剂，其利 收剂，所以最终演变成Sulfino卜DIPA法和Sulfio卜 用吸收剂实现天然气中硫化物的脱硫工作，而且在 MDEA法。Sulfinol法的使用类似于醇胺法，具

脱硫期问没有出现任何化学反应。同时物理吸收 酸气负荷、强净化能力和低再生能消耗量等有高

在很大程度上可以满足气体净化对实际产优点， 法本身还具备减压酸气、闪蒸酸气、可处理和可再

生等诸多优点，且溶剂没有腐蚀性，所以在不同程 提出的需求。除此之外，sulfin01法还具有品质量

投资低、 度上均无法形成大量泡沫，加上稳定性能好，没有 操作费用少等优点，可以合理科学的调

整砜胺比

冻结现象，使得硫醇与COS能够同时脱除。最常使 例，进而取得最大化经济效益和社会效益。

用的物理吸收法有磷酸三丁酯法、低温甲醇洗法、N Hybfisol法。甲醇、叔胺和仲胺是Hyb6sol法所?

采用 甲基吡咯烷酮法(Purisol法)和多乙二醇二甲醚法 吸收剂的主要构成物，其可以把甲醇、叔胺

(Selexol法)等，但这些方法均采用物价比较高的溶 和仲胺 等物质相互结合起来，进一步大大提升有

剂，且存在共吸情况，这对于这些方法的可持续发 际脱除能力。Hybfisol法通常应用在酸机硫的实 性天然气和 展来说起到了一定的阻碍作用。 伴生原料气中。?活化MDEA法。把DEA活化

剂

2化学吸收法 或MEA活化剂与MDEA溶液相互结合，以有效

化学吸收法是天然气最常使用的一种脱硫方 高二氧化碳的实际吸收率，最终推动活化MDEA溶 提

剂形成旧1。从流程安排的角度上看，活化MDEA法，其采用的脱硫剂包括一乙醇胺(MEA)、二乙醇

胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二甘醇胺(DGA)、甲基 的安排呈多级降压闪蒸安排模式，能够促进水溶液 法

二乙醇胺(MDEA)和二异丙醇胺(DIPA)等。在液 取得最大化的二氧化碳，进而达到节能的目的。由 相中二氧化碳和硫化氢，同时与醇胺溶液相互结合 于活化MDEA溶剂不具备较高的发泡产生率，所

发生反应，这一过程称之为醇胺溶液吸收酸气。目 该节能效果除了能够在原料气中实现外，无法在以

其 前，脱碳工艺和脱硫工艺等采用的水溶液已开始从 他气体中实现。活化MDEA溶剂具有较高的

定性能和化学性能，所以在一定程度上传统单一性发展转变成多种溶剂混合发展的现代热稳

可以避免装

?84?第十五届全国气体净化技术交流会暨2014年煤化工脱硫、脱碳技术研讨会论文集

置产牛严重性结垢现象和严重性腐蚀现象。当前， 他方法相比，其未来的发展前景十分可观。开展天 活化MDEA法已在原料气脱硫中得到广泛应用。 然气净化脱硫工作时，一定要高度重视以下三个方 4膜分离法 面的问题:?she?一Paques工艺与T}liopaq工艺存

根据有关研究结果表明，在天然气净化脱硫过 在 不同程度的缺陷;?脱硫反应仅凭借细菌生化作 程中采用膜分离法，能够把每立方米存在的硫量有 用，不仅会降低硫化反应速度，减少溶液流负荷，还

mg内。开展脱硫工作时，采用单级 会不断增加循环量和消耗量，最终导致经济效控制在低于5

效益与 膜组件会直接损害到烃，最终造成不必要的经济浪 社会效益无法取得最大化;?硫磺

产品缺乏较高的

纯度‘3|。 费。烃回收率与脱硫率之间呈相互依赖、相互抵触 关系，两者没有办法统一实现，所以在实际脱硫工 综上所述，每一种天然气净化脱硫方法在使用 作中，除了要确保脱硫量外，还要尽可能降低烃损 过程中均具有相应的优势与劣势，所以使用时必须 失率。此外，还要采用有效性措施使进气温度下 事先充分了解和掌握处理对象的实际情况与要求， 降，以便增加脱硫量，降低烃损失率。而提升原料 以采取与之相适应的天然气净化脱硫方法执行，只 气中存在的硫化氢浓度，也可以达到增加脱硫量、 有这样才能取得最大化经济效益和社会效益。 降低烃损失率的目的。采用单级膜分离法对天然 参考文献: 气进行脱硫，极有可能无法实现高回收率和高产品

[1]何金龙，熊钢，常宏岗，陈胜永，胡天友，陈昌介(中国 纯度要求，所以必须将多个分离器相互结合在一起

天然气净化技术新进展及技术需求——以川渝地区 共同操作，尤其是某些特殊物料的循环级联，只有

为例[J](天然气工业，2009，29(03):9卜 143(这样才能强化产品纯度，增加烃回收率。 陈颖，杨鹤，梁宏宝，张静伟(天然气脱硫脱碳方法的 [2]5生物催化脱硫法 研究进展[J](石油化工，201l，40(05):565 —570(利用微生物的新陈代谢功能进行脱硫，这一过 [3] 谭蓉蓉(中国石化天然气脱硫技术研发进入应用阶段 程称之为生物催化脱硫法。生物催化脱硫法具有 [J](天然气工业，2009，(01): 128(操作简便、条件适应强、经济节省等诸多优点，与其

范文三：天然气净化中的脱硫方法

科技创新报

导2

001 ON3.3Ｓｃｉｅｎ ｅ　ａｃｄｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇ　ｙ　Ｉｎｏｖａｔｉｏｎｎ　Ｈｒａｅｌ

ｄ　工程技　　

天然气净术化的脱硫方法 ①中刘

王健梅晓( 南化工职业京技术学院 京南21 0084) 要摘: 本文 绍了天然气脱硫介应用的要主法方: 学吸收化法、物 理收法吸 混合吸、法收、生 物脱法硫和膜分离法, 针对 其用的采收吸剂、 工艺分介别绍每种方法的了点特和应范用。 围关词键: 天 气然 净化 硫 中图分类号脱 T Q:0 50 . 9文 标识献码: A章文号编: 1 67 4 0 - 9X82 0( 0 11 )1(c)-0 0 0-902

天 然 气 作 一为 绿种色 洁 净能 源 , 其 开 和发利 用 越来 越 受到 人 们 重的 视各, 国 对然天气质量都有相应净的化准标 天然。 净气工化艺般一括天然包气硫脱、脱碳、 脱 等水艺。工 然天气脱、 脱碳硫和脱水为是减了小 蚀性腐并达到品商然天气的量质标; 指除脱酸性气体硫等更如是关重至要 。然天气脱 硫一般分为法和湿干两法大。 类法干 于由脱 硫剂 一 般 不 能 再 生 在, 工 业 上应 用较少。 湿 法 脱 硫 处 理 量大,操 作 续连,适 用 于 高含 硫 天 然 气的 处理,目 前广 泛用 于 天 然 气 炼 和厂气 的 化 ,净可 分为 化 学 吸 收 法 、物吸收法和理合吸混收。 法此 ,近 年外 来, 随 着分 离技 的术不 断 发 展 , 有还 生 脱物 硫 膜和离分脱技术硫的关相用应报和。道本 文将简要绍介净天然化主要的脱硫方 法气

。

在存共 吸 现象 ( 收吸 剂 收 H 吸2 的 同 时S 吸 了收很 多 重 烃 ), 影 响 净化 的 气 热值和 硫 磺 的 质量 ,因 而 多 来 用吸收 酸 分气压 高( 般 大 一于． 03MP5) 、a 烃含重低的天然气。量物 理 收吸 法 的 优 :点处理 量 大 、再生容、 大部易 酸分 气可 压减闪 出蒸 ;来溶剂 循 量环和 设备 体 小、 专积系用统单、简 基和操作建费 用低,溶 剂一 般 无腐 蚀 性、 不 易产生 沫 泡, 同可 时脱 除 机 硫 有 硫 醇 (和 OCS) 而本 身 降 解不 , 定稳 好性、 不易发 冻生结。等常见 的 理物吸收有法乙多醇二二甲醚 法Se(elxo l法) 、低 温 甲醇 法(ectiolR 法) 、 N 甲基 吡 烷咯酮 法 ( Prisolu法 ) 和 磷三丁酯酸 法24(atolvan 法 ) s。 但溶剂是格价昂贵存在共吸和象限制现 该了的法发展。

节能 的 目的 但, 是 , 只有 原 料 在气中 C O2 的分 压极的情况高才下能有效节能的 α。DEMA 溶 剂 的化学 和 热 稳 定 较性 , 可好以 避免 装置 发 生 严 重 是 蚀 和 腐结垢 , 且而活 化 MDE A法 的 发 泡 趋 势 。低

4生 脱物法

硫物生硫利用微生物新陈脱代进谢硫行的 脱 除 其 , 操作 件 温 和条 ,流

程 简单 操 作 费 ,用 低, 有 具较 明显 的 竞 争优 势,应 用 和 发 展前景为较广。阔 于由物酶催化生应的反专 一性,对 于 不同 形 态 的 硫, 用适 的 硫脱细 菌一样不。这 类细菌在氧有条下可件利以 用氧化铁 、硫硫化和等氢无机物得获能, 以量固 定 气空中 C O 2而进 行 繁 殖 并 , 酸 性在或 性条碱下件生。 目长前 , 常 见的 无 机化 能 养 脱自硫 细 菌 主要 有 化氧 亚铁硫 杆 (T ． 菌freroxo-dinsa、) 脱氮硫杆 菌(T．denitri fcina)s 、 氧硫硫杆化 菌(．T htioxidoan)s以及 排硫杆 硫菌 T．(thioparus)等。 目处理含 前HS2体气实现工 业 化 应 用 的 生物脱 工硫 艺 只 有Sh ellPquae 、s hiToap q Bi和-So R种 , 它两 们均 用利了 细 菌 接 间 化 作氧 用 进行 脱硫 , 只 是 处 溶液理的脱硫及再方生和式菌生细存件条 有所同。 不生脱物用于硫中含硫低天然的气化净 处理 , 术 技经济 优 势 显明 。 含硫对天气的然 处理 , 磺硫 处 理 能力 在宜5t ／d以 内 。 生物 硫脱工 艺 流 简程 ,单操 维作 护简 单 便 方; 化 品 学 消 少 ,能 耗耗较 ,低不需 化 催学 剂 化,细 菌 用使过 程 中 不 会 失 ,无 活需更 换 ,自动 再 生, 运 中 仅行 加需入 、 营碱养和液补 充 水;脱 硫 效果 好 能 , 证 保 脱 硫后H 2S 含 量 小 4于× 10 6－g(/g;) 处装置理存不在堵硫 溶液 发、 泡 问题, 由于 生 成 的硫磺 亲 为 性水, 硫磺 不会 堵 塞 线 管不; 仅 用 于可天 然 气 脱 硫 也,可 以 进 行硫 磺 回收除 处 ,理含 硫天 然 气外, 还用可于处再理酸生和气硫收回置尾装 气。生 物脱 硫 用 天 然 于气脱 硫时 ,存 在 的 一 问 些 需 题要 引起 重视 :依 赖 于细 菌 的生化 作用来 进 行 脱硫 反 应 的 因 , 此反应 速 度 较慢 、溶 硫液 负荷较 小因 ,而循 环 量 较大, 生 物 反应 器体 积较 大 , 用公工 程 消 耗随着 处 理规 的模增 ,其 经 济大性 变 ;技 术 较 差 先 为 ,Sh进ell— Pa uqs e／Thiopaq 工艺 也 还 一些有不。 足为了 使 气 体 中 HS2 完 全 转 , 反 化 器应通 入氧 气 保持 过 量,约 3有 ％ ～％ 5的H2S 转被为硫酸盐 ,化这 样生的废液产要需处 理 后 才 能排 放 对,于 分散 含 硫 气 井 来, 讲(下 9转页 2)

3混合 收吸

混合法收法吸将化学吸收是和物剂吸 理收剂 相 合,混 达 到 同时具 备 化 学 法和 物理法 优点目的的。该 法 运 行灵活 适,应 性 强 ,可 以根据同不的气酸成处分要求配理不 制同 吸 的 剂收,发 泡 趋势 小 。 3 1 Su.flnol 法 iSulfnoi 法 l 砜是胺 法脱 硫 中 的 一 , 种它采用的吸收 包括剂理物收剂吸丁环砜化和学 吸

收 ,化 剂学吸 收剂 可 采用 任 一种 醇 胺 化 物合, 最 常 用 的是 二 丙 异醇胺 D(PA) I 和甲 基二 乙 胺醇 (M DEA), 因 而 有Sulf ino DlPAI 法和 uSflnol-iDMA 法E 。 ulfSino l工 艺 一与般 醇 胺 类法似 ,主 特 要点 是 酸 气 负荷高 再, 生 耗能低 , 净化能 强 ,净 力 气 能 到化 达品商气质的量指。 Sul标fnol 法i 投 资及 作操 费用低 而,且 以可通 过 调 节 砜胺 比例 得最获经佳济效益 。.2 Hy3fbios 法 lHybrsoi l艺是由工E l fqAiutanei 近最 开 才发 成 功 的,吸 收 剂 由 甲 、 醇仲胺和叔胺混 合 而,它 将成 甲醇 物 的 溶 解 理 特性 和仲 及胺叔胺化的活学及性择性选收结合为一吸 体, 而 且 于 甲 醇由 的 在存 混 合 ,溶剂 脱 除 机有硫能的显力增著加。 ybHifol 法s适用于 理绝处多大富数含类烃酸性、的高 酸天性然 气或伴生原料气 。.3 3活化 MDAE 法 活 化 DMAE溶 剂又称 α -MD A E 剂溶, 它 是由M DEA 液溶入活化剂 ( 常加的活化 剂 用是M EA 、DEA 混 ) 而合成 , 其 目 的 提是高 OC2的 吸收 效 率 ,主 要 用于 原 料 气 H中 S2 含量 非 常少, 但 有需 要 大量 脱 除 CO2 的 合场。 在 流 程安 排上 采 多 用 级降压 闪 蒸, 最大 限 度 地释 放 出溶 于 水 解溶液 的 OC2, 从 而 达到

1化吸收法学化 学 吸

法收 通常 是指 醇胺 法 它,是 目 天前然气脱工硫中最艺常的用方。 法目前 见常的 脱 剂硫有 一 乙 醇胺 ME()A、 二乙醇 胺 ( EDA)、三 乙 醇胺 (TEA 、)二甘 醇胺(DGA) 、 异 丙 二醇胺 (DI PA) 、甲 基乙二醇 胺M(DE)A 。醇 溶胺吸收酸气液质上就是实 气中相的H 2S 与CO 2传 进入质相液并与胺溶醇液发生 应反过的程。最 用于天早气然脱硫的化学剂溶胺 法醇工 艺是 MEA 和DAE 碱 性, 强 、 应反速度 快 , 并有一 定 脱 除的有 机硫 的 能力 , 是2 0世 纪 80年 代以前 主 要采用 的 脱 硫 方 法 。 由于 些这溶存剂着无在选择性、易 降热解、对设 备腐 蚀重、 消 耗 严 大 等量缺 点 ,进 入0 年代8 后 , 改为善 这 些 缺 点 的 具 有 吸 引 力的 IDP 和A MDE 等 A脱硫 逐剂 渐 进入 业工 用应, 特 别是以 MD EA 为 脱硫剂 的 选择 性吸 收 脱硫 工艺 自 开 , 在始工 业 上 用 以 应来 其, 显 的 著 节 效 能果 并 具 ,备 用使浓 度高 、腐蚀轻 、微不 降解变质易 脱硫、化氢择选高性 、能低耗等 优 ,在点 国 内 成 为 快 发速展 一的 种 脱 工艺硫 目。醇前法脱硫脱胺工碳已艺由用 使单一水溶液展到发不与同剂复配溶而成 配的 方型 系 列 溶剂 , 过通溶 剂复 合 化而 实现 操 作性 的能 提 和 升应用 范 的围 拓展 起到,了节 降

能耗、减少生产 成、 本增装加处理置 等明显效量果 。　　

2

物 吸收理

物理吸收法全部法用采有机复合做吸 物收。 剂用利收剂对硫吸物化的溶解脱性硫, 脱硫在过程不中生发化学应。 由于反该法

① 者作 介 简 : 健刘 1(97-4,)女 , 天 市 津人 ,硕 士 研 究生 , 师讲, 主 要 事从传 质 分离 方 向 的 教 学与 究研。

9

0技科创新报导 ｃＳｉｎｃｅ　ａｎｅ　ＴｅｃｈｎｄｏｌｇｏｙＩ　ｎｎｖａｔｉｏｏｎＨｅｒａｌ　ｄ

技创科导报新

2

00 1ON33.Ｓｃ ｅｎｃｉ　ｅｎｄａ　ｅｃＴｈｏｎｌｇｙ　ｏｎＩｎｏｖｔａｏｎ　Ｈｅｉａｒｌ

ｄ工　程

　技　术示，

与 他评价其法方进对行，比结 果基一 本致

。bik

= 其中： k A

=a

kA， i = 1,2, Λ ,N 。

k i

(

)

2 ai2

∑ i=1

N

(3

) 将 连 接 向权量 W j 按式 ()3进 行 规 一化 理，处 到 W得 'j。 ω i jω' ij= (3 ω)j

其中i：ω i =j

ω∑

i1

=

N

2ji

，j = ,1,2Λ , Q

。

(4) 采 用 模 糊C均 方 法 [7值 进]行 隶 属度 数函的确定。2

? ' m?1 ? ? Q? kB ? Wj k u j = ∑?2 ? ( 4) 1=r ?k ?B r' W m?1? ? ?k ' 则 ju=1 ，其 中 ：若 Bk? W =j 0， u ki= 0 ?1

供给

网学习络 直至，t =T ，竞争层神 元收 经。敛 00

5果分析成结及论

本文将糊模象传播对经网神络入到引 湖泊水富质营化养评价中，的 建立了湖 泊水质富养营评化模价型 ，运并用机技术 随拟生模成经网络神学习训的练数据。其 评价 过程直接由本数样驱据动 方，直法、观 便、简实用、 可操作 强，性 克服函了数式模 评类价方法在何如理合构造价指评集与标评价等级之间函数 系的困难关 在；学习构结 上汲 取 了 误差 逆 传 播B() 网 络 和 自P组 织 特 征射映 S(O) M网络的优， 具点有型收模速 敛度优 于 B 和P OMS网 络 的优点 。 本文将模糊向对传神经播络网型模应 用实于湖泊际水富营质养评价化 结果表，明模 合型、理可 靠 且具普适，性，可 为泊湖水质富 养营评价提化供有的评价方效法。

4

应 用例实

湖泊质富营水化养演的具有十分变 杂的复过程 ，多许子因都以可征湖表泊水 水质质富营养化程度， 以所因子多综合的 价评较合为。理选择参 时要数研视地区的 究体具况情而， 定尽可能选

取从不同方、面不 同角真实度观客地映反泊水湖质营养化富程 的度子。 因文本用选总、 磷学化需量氧( CDO) 、 明透度、 总氮 等 个参4数为作我国湖 泊营富养评价的化本基因子 评价标准如 表。所示。 1 根 表 据1 中 标指的 取值 范 围 和 评 价 级，等利 式 (1用 )对个评每等级价随机生 成 个 评价8指值， 标则 个5价评级等随的生机成 价评标值和相应的指评等级值价构成 4了0个 样本点 。 ，取输选层入神经元目数N = 4， 输出层 神经元目 M数= 5 ，5个 评等级价对的应 望期输 出 分 别为 (1,0 0,,,0)0， (0, ,100,0),， ( 0, ,010,0, ) (，0,,001,,) 0 ，(00,0,0,,1 。 用) 式 1)( 生 成 所的 有z r s和 与 其 等 k 对 级应 的 期望 络网输作为出训练样集。 选取竞本争层神故 个整网络拓扑结为构4经 数目元Q =1 0 ， 10 － 5；－ 取模糊 度 因 子 m=2 训，练数次经 试调整， 学算习 效率 α =0 68. 、 = 1T00 ， 5 型模 评价 等 计级 算 成 果如 表2 所β = .028。 损 失 率 也有 一 定 度 的 降 低 程单;级 膜 分离 可 能达 不 到预 定 的 产品纯 度 或 回 收 率 ,可 以 考虑 采 用多个 离 分器级 联 操 作,尤其 部 分 物 料 循环 级联 ,可 以 大大 高提 产品 纯 度或烃 回率收

。

文聚从 ?i( ≠j )，m 是 糊度模子 m因 (1, ∞) ∈。类有 效的试性验出 m 的最佳得围范为 一情况般取中下间 值 m=2 。 [1.5,2.5 ，](5) 网 络输出第 h层 个 神经 元 输 的出为 竞 层神争元经输出加的线性组权。合k ch = ∑ v

hj u kj j =1Q

参文献考[1

]齐 济, 李 岩 ,李 德峰 .基于 进 改HAP法 定 权的糊优模选型在模下水质地评中价 的应 用 J[].华 北 水 利 水 电 学 院学 报, 2 020 .2[] 菊金良 , 丁 . 水晶 资 系 源 工 统 程M][ 成 . 都:四 川 科 学技 术 出版社 ,20 02． [ ]3 杨红 .灰 色聚 类 法 在 湖泊水 富质营 养 化评 价 中 应 用的 J][ .渔 业机 仪 器 ,1械959 [4. 王]丽 . 基琼 熵于 权 的 性属识 别 模 型在 湖 泊 水质 富营 养 化 评 中价的 应 用[J. 环境 ] 程 ,2 工00 6.

(5

(6) 由)输层入至竞层争的接权连向量W 按 式6) ( 进行调 整 。

ωj i(t + 1) =ω 'i jt( )+α ikb? ω jt ( ) t ku

其j中：α 学习率 (0

[

]

(6)

中：其 为学β率习 0(

提(上 接90 ) 页则需 将 其外 运 者或 建造 装 置 集 处 中理 ; 生产的 硫 磺 产 品 纯 度 低 ,要 获 得 高 纯 度 硫, 还磺 配需

套 提 处纯理 设 等 备;生 物脱硫 适 宜 温 度为 3 ～ 00 4 ℃,故 可能 需 采取 冷换 或 保措施温。

vl

j(t +1 ) v=l (tj ) β+(cl ?kd k )ul k

j( )7

总之

, 种各天然气硫脱法都有其优方 和势定的一使用限性 局,需 根要据同的不理 处对 象和 要 求 , 采用 合 的 适 法方 进行 脱硫 。

考文献参

[]1王 金 玉 , 王治 红, 黄 宇 ,治 高含 硫 天 然气 净化工 艺 技 术进 展 J].[ 油石 化工 应 用 , 0 28, 072( )6 :4～ 8 .[2] 建李 新 天,然 气湿 脱法硫 艺工 J[.] 河南 化 工, 2 08 0, 25 ()9: 8～ 1 1 .[3] 何金龙 , 熊钢 , 常 宏岗 ,等 中. 国天 然气 净 化技术 新 展进 及 术 技需 [求J.] 然天 气 工业,2 9( ) :39 ～ 149. 4[]罗 云 峰 龙,晓 . 达生 脱物 硫技 在 术 西南 油 气 的田应 用 前 景 探 讨 J[.]石 油 天 然 与 气化工 , 20603,(3)51:8 9～20 2 .[]5李 辉 , 王 树 立 ,赵会 , 军 . 等 然 天气膜 法 硫 实 脱 研 验究 []J , 用 应 化工, 20 07 , 3 ( 6)3 : 2 43～ 2 4 5. [6]江 苏 工 业 学 , 院 吸膜 天 收 气然 脱硫 方法 P[]2006,:QTJH20006450.

6结语 5 膜 分法

气离体 膜 分离 技 是术2 0世 80纪 年代 发 展起 来的 高 技 新术 在 多 领, 都域 有了成 应功用 目。在前硫脱领域有已步初究及专利 技术研 [56],。 有 气 膜 分体离 实 验 结 表果明 ,气 体分离 膜 可 以用来 行 脱进硫 处 理, 可 硫 将 量 含限 制 5mg/m 3 在以下 。 存 问在 题是 :应 单 级 膜用 组件 进 行脱 硫 , 烃 失 比损较 大, 经 济性 得不 到 满 足; 脱 率 硫 烃 回和 收 率 相是 互矛 盾 的 不,能 同时 满 足,所 应 在 以 满 足 硫 脱含要求的情况量下尽可使能烃损率失 小最。 增加 进 气流 量, 都 有 助 H于2 S传质 , 膜 两 侧 压 的差 响影 为 尤巨大 ;降 低 进 气 温 度 以 可 提高脱 硫 率并 且 降 低 损烃 失率 ;增 大 原 料 H 2气 浓 S ,度可 以使 脱 硫 率稍有 增 加 , 烃 天然 脱硫工艺技术发气展的体趋势总可 归 纳如 下 :针 对现 有天 然 气脱 硫 工 艺 的 不 加足以 改 和进 完善,大 研力究 发 展新 的醇 胺 法 脱 硫工 艺 ,提高 胺 醇 脱 硫 的法处 理 能 和力处效理率是将来脱硫未艺发工的展方 向 之一 ;混 合 硫 法 脱 着 高 有 效 节 能 不、易起 、 脱 泡硫 效 率 等 优 点高 ,有 取 代 M E A、D A E、 DPIA的 趋 ; 势 为降低 投 资和 操 作费 用,工 艺 程 流 将也 不 被断改 优 进化。 增一 个原加预接料器、 触吸收塔取多点采料进、胺 液分 、流用 压变生替代重再器沸热生再等都 是 典 型 的改进 低 ; 本成、 适应 强性、 环 友 境 型好 的 脱 硫工艺 ,如 生 脱物硫 (BD

S) 和 膜 分 离 脱 法硫将 得 到 ,发 ,展 且可考 虑 与 气体 方联合使用法

。92

科

创技导报 Ｓ新ｉｃｅ　ａｎｄｅＴ　ｅｈｏｌｏｙｇ　Ｉｎｎｖｏｔｉａｏｎ　Ｈｅｒａｄｌ

范文四：天然气脱硫脱碳方法的分类

有的天然气中还含有硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)、硫化羰(COS)、硫醇(RSH)和二硫化物(RSSR’)等酸性组分。通常，将酸性组分含量超过商品气质量指标或管输要求的天然气称为酸性天然气或含硫天然气(sour gas)。

天然气中含有酸性组分时，不仅在开采、处理和储运过程中会造成设备和管线腐蚀，而且用作燃料时会污染环境，危害用户健康；用作化工原料时会引起催化剂中毒，影响产品收率和质量。此外，天然气中CO2含量过高还会降低其热值。因此，当天然气中酸性组分含量超过商品气质量指标或管输要求时，必须采用合适的方法将其脱除至允许值以内。脱除的这些酸性组分混合物称为酸气(acid gas)，其主要成分是H2S、CO2，并含有水蒸气和少量烃类。从酸性天然气中脱除酸眭组分的工艺过程统称为脱硫脱碳或脱酸气。如果此过程主要是脱除H2S和有机硫化物则称之为脱硫；主要是脱除C02则称之为脱碳。原料气经湿法脱硫脱碳后，还需脱水(有时还需脱油)和脱除其他有害杂质(例如脱汞)。脱硫脱碳、脱水(脱油)后符合一定质量指标或要求的天然气称为净化气，脱水前的天然气称为湿净化气。脱除的酸气一般还应回收其中的硫元素(硫磺回收)。当回收硫磺后的尾气不符合向大气排放标准时，还应对尾气进行处理。

当采用深冷分离方法从天然气中回收天然气凝液(NGL)或生产液化天然气(LNG)时，由于对气体中CO2含量要求很低，这时就应采用深度脱碳的方法。

国家安全生产监督管理总局在安监总管一字[2008]7号文件《关于印发陆上石油天然气建设项目安全设施设计专篇编写指导书的通知》中，明确规定了天然气处理厂建设项目初步设计《安全设施设计专篇》的编写内容。其中，包括危险有害因素分析、初步设计中采取的主要防护技术措施、安全设施设计后的风险状况分析等。

天然气处理过程的危险有害因素主要为火灾、爆炸、毒性和噪声等。限于篇幅，有关火灾、爆炸和噪声等的危险危害性与防护内容本书在第三章中一并叙述，其他各章不再重复。此处仅介绍天然气脱硫脱碳、硫磺回收和尾气处理过程中由于含硫天然气泄漏、排放所引起的职业危害一含硫天然气中H：S的毒性危害与防护。

天然气脱硫脱碳方法很多，这些方法一般可分为化学溶剂法、物理溶剂法、化学一物理溶剂法、直接转化法和其他类型方法等。

1. 化学溶剂法

化学溶剂法系采用碱性溶液与天然气中的酸性组分(主要是H2S、CO2)反应生成某种化合物，故也称化学吸收法。吸收了酸性组分的碱性溶液(通常称为富液)在再生时又可使该化合物将酸性组分分解与释放出来。这类方法中最具代表性的是采用有机胺的醇胺(烷醇胺)法以及有时也采用的无机碱法，例如活化热碳酸钾法。

目前，醇胺法是最常用的天然气脱硫脱碳方法。属于此法的有一乙醇胺(MEA)法、二乙醇胺(DEA)法、二甘醇胺(DGA)法、二异丙醇胺(DIPA)法、甲基二乙醇胺(MDEA)法，以及空间位阻胺、混合醇胺、配方醇胺溶液(配方溶液)法等。

醇胺溶液主要由烷醇胺与水组成。

2. 物理溶剂法

此法系利用某些溶剂对气体中H2S、CO2等与烃类的溶解度差别很大而将酸性组分脱除，故也称物理吸收法。物理溶剂法一般在高压和较低温度下进行，适用于酸性组分分压高(大于345kPa)的天然气脱硫脱碳。此外，此法还具有可大量脱除酸性组分，溶剂不易变质，比热容小，腐蚀性小以及可脱除有机硫(COS、CS，和RSH)等优点。由于物理溶剂对天然气中的重烃有较大的溶解度，故不宜用于重烃含量高的天然气，且多数方法因受再生程度的限制，净化度(即原料气中酸性组分的脱除程度)不如化学溶剂法。当净化度要求很高时，需采用汽提法等再生方法。

目前，常用的物理溶剂法有多乙二醇二甲醚法(Selexol法)、碳酸丙烯酯法(Fluor法)、冷甲醇法(Rectisol法)等。

物理吸收法的溶剂通常靠多级闪蒸进行再生，不需蒸汽和其他热源，还可同时使气体脱水。

3. 化学一物理溶剂法

这类方法采用的溶液是醇胺、物理溶剂和水的混合物，兼有化学溶剂法和物理溶剂法的特点，故又称混合溶液法或联合吸收法。目前，典型的化学一物理吸收法为砜胺法(Sulfin01)，包括DIPA-环丁砜法(Sulfinol-D法，砜胺Ⅱ法)、MDEA-环丁砜法(Sulfinol-M法，砜胺Ⅲ法)。此外，还有Amisol、Selefining、Optisol和Flexsorb混合SE法等。

4. 直接转化法

这类方法以氧化-还原反应为基础，故又称氧化-还原法或湿式氧化法。它借助于溶液中的氧载体将碱性溶液吸收的H2S氧化为元素硫，然后采用空气使溶液再生，从而使脱硫和硫磺回收合为一体。此法目前虽在天然气工业中应用不多，但在焦炉气、水煤气、合成气等气体脱硫及尾气处理方面却广为应用。由于溶剂的硫容量(即单位质量或体积溶剂能够吸收的硫的质量)较低，故适用于原料气压力较低及处理量不大的场合。属于此法的主要有钒法(ADA-NaVO，法、栲胶-NaVO，法等)、铁法(Lo-Cat法、Sulferox法、EDTA络合铁法、FD及铁碱法等)，以及PDS等方法。

上述诸法因都采用液体脱硫脱碳，故又统称为湿法。其主导方法是胺法和砜胺法，采用的溶剂主要性质见表2-1。

5. 其他类型方法

除上述方法外，目前还可采用分子筛法、膜分离法、低温分离法及生物化学法等脱除H2S和有机硫。此外，非再生的固体(例如海绵铁)、液体以及浆液脱硫剂则适用于H2S含量低的天然气脱硫。其中，可以再生的分子筛法等又称为间歇法。

膜分离法借助于膜在分离过程中的选择性渗透作用脱除天然气的酸性组分，目前有AVIR、Cynara、杜邦(DuPont)、Grace等法，大多用于从CO2含量很高的天然气中分离CO2。

上述主要脱硫脱碳方法的工艺性能见表2-2。

表2-2 气体脱硫脱碳方法性能比较

方法

脱除H2S至4×10-6(体积分数)(5.7mg/m3)

脱除RSH、COS

选择性脱除H2S

溶剂降解(原因)

伯醇胺法

是

部分

否

是(COS、C02、CS2)

仲醇胺法

是

部分

否

一些(COS、C02、CS2)

叔醇胺法

是

部分

是②

否

化学-物理法

是

是

是②

一些(C02、CS2)

物理溶剂法

可能①

略微

是②

否

固定床法

是

是

是②

否

液相氧化还原法

是

否

是

高浓度C02

电化学法

是

部分

是

否

① 某些条件下可以达到。

② 部分选择性。

范文五：天然气净化中的脱硫方法

刘健 王晓梅 ( 南京化工职业技术学院 南京 2 1 0 0 4 8 )

摘 要: 本文介绍了天然气脱硫应用的主要方法: 化学吸收法、物理吸收法、混合吸收法、生物脱硫法和膜分离法, 针对其采用的吸收剂、 工艺分别介绍了每种方法的特点和应用范围。 关键词: 天然气 净化 脱硫 中图分类号: T Q 0 5 0 . 9 文献标识码: A 文章编号: 1 6 7 4 - 0 9 8 X ( 2 0 1 0 ) 1 1 ( c ) - 0 0 9 0 - 0 2

存在共吸现象( 吸收剂吸收H S 的同时吸收 节能的目的 , 但是 , 只有在原料气中 CO 的 天然气作为一种绿色洁净能源 , 其开 2 2 发和利用越来越受到人们的重视 , 各国对 了很多重烃) , 影响净化气的热值和硫磺的 分压极高的情况下才能有效的节能 。α - 天然气质量都有相应的净化标准 。天然气 质量,因而多用来吸收酸气分压高( 一般大 M DE A 溶剂的化学和热稳定性较好 , 可以 净化工艺一般包括天然气脱硫、脱碳、脱水 于0(35MPa)、重烃含量低的天然气。物理吸 避免装置发生严重是腐蚀和结垢 , 而且活

化MDE A法的发泡趋势低。 等工艺。天然气脱硫、脱碳和脱水是为了减收法的优点 : 处理量大 、再生容易 、大部分 小腐蚀性并达到商品天然气的质量指标 ; 酸气可减压闪蒸出来 ; 溶剂循环量和设备 脱除酸性气体如硫等更是至关重要 。天然 4 生物脱硫法 体积小 、专用系统简单 、基建和操作费用 气脱硫一般分为干法和湿法两大类 。干法 低 , 溶剂一般无腐蚀性 、不易产生泡沫 , 可 生物脱硫利用微生物新陈代谢进行硫 由于脱硫剂一般不能再生 , 在工业上应用 同时脱除有机硫( 硫醇和COS ) 而本身不降 的脱除 , 其操作条件温和 , 流程简单 , 操作 较少 。湿法脱硫处理量大 , 操作连续 , 适用 解, 稳定性好 、不易发生冻结等 。常见的物 费用低, 具有较明显的竞争优势, 应用和发 于高含硫天然气的处理 , 目前广泛用于天 然气和炼厂气的净化, 可分为化学吸收法、 理吸收法有多乙二醇二甲醚法(Selexol法) 、 展前景较为广阔 。由于生物酶催化反应的 物理吸收法和混合吸收法 。此外 , 近年来 , 专一性, 对于不同形态的硫 , 适用的脱硫细 低温甲醇法( Rectiol法) 、N甲基吡咯烷酮法 随着分离技术的不断发展 , 还有生物脱硫 菌不一样 。这类细菌在有氧条件下可以利 (Purisol法)和磷酸三丁酯法(24tasolvan法)。 和膜分离脱硫技术的相关应用和报道 。本 文用氧化铁、硫和硫化氢等无机物获得能量, 但是溶剂价格昂贵和存在共吸现象限制了 将简要介绍净化天然气主要的脱硫方 该法的发展。 以固定空气中CO 而进行繁殖,并在酸性或 法。 2 碱性条件下生长。目前,常见的无机化能自

3 混合吸收法 养脱硫细菌主要有氧化亚铁硫杆菌

( T ( ferroox-idans)、脱氮硫杆菌混合吸收法是将化学吸收剂和物理吸

1 化学吸收法 (T(denitrificans)、 氧化硫硫杆菌收剂相混合 , 达到同时具备化学法和物理

法优点的目的 。该法运行灵活 , 适应性强 , 菌(T(thioparus)等。目前处理含H S气体实化学吸收法通常是指醇胺法 , 它是目 (T(thiooxidans)以及排硫硫杆 2 现 前天然气脱硫工艺中最常用的方法 。目前 可以根据不同的酸气成分处理要求配制不 工 业化应用的生物脱硫工艺只有 S h e l l - 常见的脱硫剂有一乙醇胺 ( ME A) 、二乙醇 同的吸收剂 , 发泡趋势小。 Paques、Thiopaq和Bio-S R两种,它们均利胺 ( D E A ) 、三乙醇胺 ( T E A ) 、二甘醇胺 3.1 Sulfinol 法 用 了细菌间接氧化作用进行脱硫 , 只是(DGA)、二异丙醇胺(DIP A) 、甲基二乙醇胺 处理 S ul f i n ol 法是砜胺法脱硫中的一种 , 它

(MDEA)。醇胺溶液吸收酸气实质上就是气 采用的吸收剂包括物理吸收剂环丁砜和化 溶液的脱硫及再生方式和细菌生存条件有

学吸收剂 , 化学吸收剂可采用任一种醇胺 相中的H S与CO 传质进入液相并与醇胺所不同。 2 2 溶 液发生反应的过程。 生物脱硫用于中低含硫天然气的净化化合物 , 最常用的是二异丙醇胺 ( DI P A) 和 处理, 技术经济优势明显。对含硫天然气的 最早用于天然气脱硫的化学溶剂醇胺 甲基二乙醇胺 ( M D E A ) , 因而有 S u l f i n o l - 处理 , 硫磺处理能力宜在 5t , d 以内 。生物 法工艺是 M E A 和 D E A , 碱性强 、反应速度 DI P A法和S ulf ino l- MDE A法。S ulf inol工脱硫工艺流程简单 , 操作维护简单方便 ; 化 快, 并有一定的脱除有机硫的能力 , 是20世 艺 学品消耗少 , 能耗较低 , 不需化学催化剂 , 纪8 0 年代以前主要采用的脱硫方法 。由于 与一般醇胺法类似 , 主要特点是酸气负荷 细菌使用过程中不会失活, 无需更换, 自动 这些溶剂存在着无选择性、易热降解、对设 高 , 再生能耗低 , 净化能力强 , 净化气能到 再生 , 运行中仅需加入碱 、营养液和补充 备腐蚀严重、消耗量大等缺点, 进入80年代 后, 为改善这些缺点的具有吸引力的DI P A 达商品气的质量指标。S ulfinol法投资及操 水 ; 脱硫效果好 , 能保证脱硫后 H S 含量小 2 和 M D E A 等脱硫剂逐渐进入工业应用 , 特 ,6作费用低 , 而且可以通过调节砜胺比例获 于4×10(g/g);处理装置不存在硫堵、溶液 别是以MDEA为脱硫剂的选择性吸收脱硫 得最佳经济效益。 发泡问题, 由于生成的硫磺为亲水性, 硫磺 工艺, 自开始在工业上应用以来 , 其显著的 3.2 Hybfisol 法 Aquitaine最近才 Hybrisol工艺是由不会堵塞管线; 不仅可用于天然气脱硫 , 也 节能效果 , 并具备使用浓度高 、腐蚀轻微、 Elf 开发成功的, 吸收剂由甲醇、仲胺和叔胺混 可以进行硫磺回收, 除处理含硫天然气外, 不易降解变质、脱硫化氢选择性高、能耗低 还可用于处理再生酸气和硫回收装置尾 等优点 , 在国内成为快速发展的一种脱硫 合而成 , 它将甲醇的物理溶解特性和仲胺 工艺 。目前醇胺法脱硫脱碳工艺已由使用 气。 及叔胺的化学活性及选择性吸收结合为一 单一水溶液发展到与不同溶剂复配而成的 生物脱硫用于天然气脱硫时 , 存在的 体, 而且由于甲醇的存在 , 混合溶剂脱除有 配方型系列溶剂 , 通过溶剂复合化而实现 一些问题需要引起重视 : 依赖于细菌的生 机硫的能力显著增加。Hybfisol法适用于处 操作性能的提升和应用范围的拓展 , 起到 化作用来进行脱硫反应的 , 因此反应速度 理绝大多数富含烃类的酸性 、高酸性天然 了节能降耗、减少生产成本、增加装置处理 较慢 、溶液硫负荷较小 , 因而循环量较大 , 气或伴生原料气。 量等明显效果。 生物反应器体积较大 , 公用工程消耗随着 处理规模的增大, 其经济性变差; 技术较为 3.3 活化 MDEA 法 先进 ,S he ll—P aqu es,T h iopa q工艺也还有 活化 M D E A 溶剂又称α - M D E A 溶剂 ,

它是由MDEA溶液加入活化剂( 常用的活化

剂是 M E A 、D E A ) 混合而成 , 其目的是提高 一些不足 。为了使气体中 H S 完全转化 , 反 2 2 物理吸收法 CO 的吸收效率 , 主要用于原料气中 H S 含 应器通入氧气保持过量 , 约有 3 ,, 5 ,的 2 2 量非常少 , 但有需要大量脱除 CO 的场合。 物理吸收法全部采用有机复合物做吸 H2S被转化为硫酸盐,这样产生的废液需要 2 处理后才能排放, 对于分散含硫气井来讲, 收剂。利用吸收剂对硫化物的溶解性脱硫, 在流程安排上采用多级降压闪蒸 , 最大限 在脱硫过程中不发生化学反应 。由于该法 ( 下转 9 2 页 ) 度地释放出溶解于水溶液的CO ,从而达到 2

?作者简介 : 刘健 ( 1 9 7 4 - ) , 女 , 天津市人 , 硕士研究生 , 讲师 , 主要从事传质分离方向的教学与研究。

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 9 0

2010 NO.33 Science and Technology Innovation Herald 工 程 技 术

k 示，与其他评价方法进行对比，结果基本一 供给网络学习，直至 ，竞争层神经元收t T a ik b i ( 2 ) 敛。 为总学习次数， 。 致。 500 T 10000 T A k 网络学习结束后 ，按以下步骤进行网 N 2 络回想。 其中:A ，i 1,2, , N 。 5 成果分析及结论 ka i i 1 x, x,(1)将规一化后的待识别数据 X 本文将模糊对象传播神经网络引入到 1 2 W ( 3 ) 将连接权向量 按式 ( 3) 进行规一 j ' , x 提供给网络的输入层; 湖泊水质富营养化的评价中 ，建立了湖泊 N 化处理，得到 W 。 j (2)用式(4)计算对应于 X x, x, , x 水质富营养化评价模型 ，并运用随机技术 1 2 N w ji' w 的 。 u ji 模拟生成神经网络学习的训练数据 。其评 ( 3 ) jw ji (3)用式(5)计算对应的网络输出 y ，Y 价过程直接由样本数据驱动，方法直观、简 i N 2 即为输入模式 X x, x, , x y , y , , y w 便、实用 、可操作性强，克服了函数模式类 w 1 2 N 其中: ji ，j 1,2, , Q 。 1 2 M ji i 1 的神经网络识别结果 ，也即是湖泊水质富 评价方法在如何合理构造评价指标集与评 [ 7 ] ( 4) 采用模糊 C 均值方法 进行隶属度 营养化的评价等级。价等级之间函数关系的困难 ;在学习结构 函数的确定。 上汲取了误差逆传播(BP) 网络和自组织特 12 '4 应用实例 征映射(SOM)网络的优点，具有模型收敛速 m 1 B W Q k j k 度优于BP 和S OM网络的优点。 湖泊水质富营养化的演变具有十分复 u ( 4 ) j 2 r 1 ' m1 本文将模糊对向传播神经网络模型应杂的过程 ，许多因子都可以表征湖泊水质 W B k r k 用于实际湖泊水质富营养化评价 ，结果表 '水质富营养化程度 ，所以多因子的综合评 k 其中:若 0 ，则 u 1 ，u 0 B W k j j i 明模型合理、可靠 ，且具普适性，可为湖泊 价较为合理 。选择参数时要视研究地区的 ，是模糊度因子 。文从聚 i j m m 1, 水质富营养化评价提供有效的评价方法。具体情况而定，尽可能选取从不同方面、不类有效性的试验得出 的最佳范围为 m 同角度真实客观地反映湖泊水质富营养化 [1.5,2.5] ，一般情况下取中间值 。m 2 程度的因子 。本文选用总磷 、化学需氧量 参考文献(5)网络输出层第 个神经元的输出为 h [1] 齐济 , 李岩 , 李德峰 . 基于改进 A HP 法定 (COD)、透明度、总氮等4个参数作为我国湖 竞争层神经元输出的加权线性组合。 权的模糊优选模型在地下水质评价中 Q 泊富营养化评价的基本因子 。评价标准如 的应用 [ J ] . 华北水利水电学院学报 , 表1 所示。 k k c vu h2 0 0 2 . hj j ( 5 ) 根据表 1 中指标的取值范围和评价等 j 1 [2] 金菊良 , 丁晶 . 水资源系统工程 [ M ] . 成 级，利用式(1)对每个评价等级随机生成8个 (6)由输入层至竞争层的连接权向量 W 都 : 四川科学技术出版社 , 20 02 ( 评价指标值，则5 个评价等级的随机生成评 按式( 6) 进行调整。 [3] 杨红. 灰色聚类法在湖泊水质富营养化 价指标值和相应的评价等级值构成了40个 评价中的应用 [ J ] . 渔业机械仪器 ,1 99 5. ( 6 ) 样本点，。' k kji ji i jt j w t 1 w t a b w t u [4] 王丽琼. 基于熵权的属性识别模型在湖 选取输入层神经元数目 ，输出层 N 4 其中:a 为学习率 0 a 1 。 神经元数目 ，5个评价等级对应的期 泊水质富营养化评价中的应用[J].环境 M 5 (7)将连接权向量用式(3)重新进行规W 望输出分别为 ( 1 , 0 , 0 , 0 , 0 ) ，( 0 , 1 , 0 , 0 , 0 ) ，( 0 , 工程 , 2 0 0 6 . 一化处理。 0 , 1 , 0 , 0 ) ，( 0 , 0 , 0 , 1 , 0 ) ，( 0 , 0 , 0 , 0 , 1 ) 。用式 ( 1 ) (8)由式(7)调整自竞争层至输出层的连 生成的所有 z和与其等级 对应的期望 k rs 接权向量 。 V 网络输出作为训练样本集 。选取竞争层神

经元数目 Q 10 ，故整个网络拓扑结构为4 ( 7 ) k k klj lj l l j v t 1 v t 3 c d u , 1 0 , 5;取模糊度因子 ，训练次数 m 2 其中:3 为学习率 0 3 1 。 (9)重复步骤( 2) ,( 8) ，直至 个输入模 ，经试算调整，学习效率 、T 1500 a 0.68 P 式全部提供给网络。 3 0.82 。模型评价等级计算成果如表2 所 ( 10 ) 令 ，将输入模式 A重新提 t t 1 k

( 上接 9 0 页 ) 损失率也有一定程度的降低 ; 单级膜分离 总之,各种天然气脱硫方法都有其优势 则需将其外运或者建造装置集中处理 ; 生 可能达不到预定的产品纯度或回收率 , 可 和一定的使用局限性,需要根据不同的处理 产的硫磺产品纯度低, 要获得高纯度硫磺, 以考虑采用多个分离器级联操作 , 尤其部 对象和要求,采用合适的方法进行脱硫。 还需配套提纯处理设备等 ; 生物脱硫适宜 分物料循环级联 , 可以大大提高产品纯度

或烃回收率。 参考文献温度为 30 , 40 ? , 故可能需采取换冷或保

温措施。 [1] 王金玉 , 王治红 , 黄治宇 , 高含硫天然气

6 结语 净化工艺技术进展 [ J ] . 石油化工应用 ,

2 0 0 8 , 2 7 ( 6 ) : 4 , 8 . 5 膜分离法 天然气脱硫工艺技术发展的总体趋势

气体膜分离技术是20世纪80年代发可归纳如下 : 针对现有天然气脱硫工艺的 [2] 李建新 , 天然气湿法脱硫工艺 [ J ] . 河南

不足加以改进和完善 , 大力研究发展新的 化工 , 2 0 0 8 , 2 5 ( 9 ) : 8 , 1 1 . 展 起来的高新技术 , 在多领域都有了成

功应 醇胺法脱硫工艺 , 提高醇胺法脱硫的处理 [3] 何金龙 , 熊钢 , 常宏岗 , 等 . 中国天然气 用。目前在脱硫领域已有初步研究及专利 能力和处理效率将是未来脱硫工艺发展的 净化技术新进展及技术需求[J].天然气 [5,6]方向之一; 混合脱硫法有着高效节能、不易 工业 , 2 9 ( 3 ) : 9 1 , 9 4 . 技术。有气体膜分离实验结果表明,气体

分离膜可以用来进行脱硫处理 , 可将硫含 起泡 、脱硫效率高等优点 , 有取代 M E A 、 [4] 罗云峰 , 龙晓达 . 生物脱硫技术在西南 3 量限制在 5 m g / m 以下 。存在问题是 : 应用 D E A 、D I P A 的趋势 ; 为降低投资和操作费 油气田的应用前景探讨[J].石油与天然

气化工 , 2 0 0 6 , 3 5 ( 3 ) : 1 9 8 , 2 0 2 . 单级膜组件进行脱硫 , 烃损失比较大, 经济 用, 工艺流程也将不断被改进优化。增加一

性得不到满足 ; 脱硫率和烃回收率是相互 [5] 李辉 , 王树立 , 赵会军 , 等 . 天然气膜法 个原料预接触器、吸收塔采取多点进料、胺

矛盾的, 不能同时满足, 所以应在满足脱硫 脱硫实验研究 [ J ] , 应用化工 , 2 0 0 7 , 3 6 液分流 、用变压再生替代重沸器热再生等

都是典型的改进 ; 低成本 、适应性强 、环境 ( 3 ) : 2 4 3 , 2 4 5 . 小。增加进气流量, 都有助于H S 传质, 膜两 含量要求的情况下尽可能使烃损失率最 2 [6] 江苏工业学院, 膜吸收天然气脱硫方法 友好型的脱硫工艺,如生物脱硫(BDS )和膜 侧压差的影响尤为巨大 ; 降低进气温度可

以提高脱硫率并且降低烃损失率 ; 增大原 分离法脱硫, 将得到发展 , 且可考虑与气体 [ P ] ,2 00 6: QT JH 20 06 04 05 .

方法联合使用。 料气 H S 浓度 , 可以使脱硫率稍有增加 , 烃 2

科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald 9 2

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