天然气脱硫常见问题与对策

马子明（塔里木油田公司 库车勘探开发项目经理部 新疆 库尔勒 841000

翟立团(塔里木油田公司 行政事务部 新疆 库尔勒 841000)

孟波 王坤 吴超(塔里木油田公司 油气工程研究院 新疆 库尔勒 841000）

一、脱硫的目的和意义

天然气作为一种清洁能源，其推广使用对于保护环境有积极意义。现在高含硫油气田不断出现，因此，天然气净化厂如何净化天然气中的二氧化硫和在净化过程中如何保证装置平稳运行至关重要;在天然气中通常含有二氧化硫、二氧化碳和有机硫等化合物，这三者又统称为酸性组分(或酸性气体)。这些气相杂质的存在会导致金属材料腐蚀，而且污染环境。当天然气作为化工原料时，它们还会导致催化剂中毒，影响产品质量；而二氧化碳含量过高则使气体的热值达不到要求。因此，天然气脱硫的目的是按不同用途把气体中的上述杂质组分脱除到要求的规格。

二、天然气脱硫常见的问题与对策

1.设备腐蚀

（1）设备腐蚀机理

脱硫装置的腐蚀发生的根本原因并不是由脱硫剂等溶液本身引起的，而是由于在脱硫工艺装置中，装置本身吸收了二氧化碳和二氧化硫等酸性气体而引起的，腐蚀主要发生在酸性气体吸收的一侧、吸收酸性气体后液体的下游管线和二氧化硫及二氧化碳气体存在的容器内部。因此，脱硫装置的腐蚀主要由装置吸收的酸气（主要指二氧化碳和二氧化硫）和温度过高引起，但还有其它一些因素，比如操作不当、设备选材不当也与设备腐蚀有关系。

（2）设备选材

在机械选在设计中，首先应考虑介质的组成、性质、温度、压力。介质的组成和性质是酸性还是碱性，是氧化性还是还原性，运行中介质浓度如何；含不含杂质，杂质的性质如何，杂质是减缓腐蚀的还是加速腐蚀的；碳钢或不锈钢材质的设备在装置运行中提供了很高的保障，但在实际装置设计应用中，完全用碳钢或不锈钢的设备是不经济的。而在设备和管线等关键部位，如吸收二氧化硫和二氧化碳富液气体的设备和管线使用碳钢或不锈钢则可大大降低设备腐蚀的速率。依据不浪费、经济合理的原则，并考虑投资和设备腐蚀两个方面，推荐的选材方案为：设备外壳用碳钢，酸性气体吸收的设备内部选用不锈钢，选择碳钢也可以；吸收酸性气体流出的管线推荐采用不锈钢，容器的附件选用碳钢，吸收液的再生塔外壳推荐用碳钢，而吸收塔内部附件及构件建议一定要用不锈钢；重沸器因为是高温部位，推荐管线采用不锈钢。

（3）设备防腐措施

建议在设计时就考虑设备防腐措施，如脱硫塔、管线、附件，采用了耐腐蚀、质地轻的有机材料，即解决了设备防腐，又降低了投资。系统管路的阀门、管件均选用有机材料，既耐腐蚀，价格又低。工艺上采用过滤装置（机械法或活性炭法）对吸收液进行滤，可以降低溶液中酸性介质。有效降低装置设备的腐蚀。

2.脱硫装置发泡

在脱硫装置中，我们时常会遇到吸收液的发泡问题。装置发泡后果严重，会导致现有的脱硫装置处理量下降，脱硫剂再生不合格,脱硫效果和效率达不到设计要求，净化天然气中硫化氢含量不符合要求；它还会引起气相带液，大量的溶液随气相而流失，造成不必要的损耗。

（1）装置发泡的原因

脱硫装置脱除天然气气体中硫化氢、二氧化硫的过程实际上是气液混合吸收的过程，在气体离开液体的过程中，会产生大量气泡,在装置稳定的工况下，产生的气泡会迅速破裂，不会影响装置的正常操作。一般认为，吸收液在吸收天然气中硫化氢等气体后，其表面存在大量、细小而且长时间不破裂泡沫时，即可认为装置已经发泡。

（2）装置发泡后的处理

导致装置异常发泡的原因很多，为了确保装置的正常稳定运行，必须提前采取预防手段措施防止脱硫装置发泡，一般可以采用以下措施：

原料气进装置前有效缓冲和分离

目前一般天然气都有可能带有油渍、污水、杂质、缓蚀剂等易引发装置发泡的物质，而且其含量一般是不稳定的，呈段塞形式，有时瞬间流量很大，在含硫天然气进装置前，必须经过气液分离器以去除天然气中可能引起发泡的物质。

去除富液中的烃类

在脱硫装置中，出装置的溶液可能溶解了少量烃类，如果不及时的脱除掉溶解烃而直接进入装置的再生塔，将可能引起再生塔发泡。合理安排闪蒸时间长度，可以有效的脱除溶液中的大部分烃。

添加消泡剂

即便是严格按照操作规程操作脱硫装置，仍有可能因以上2条外的因素致使脱硫装置发泡。对发泡的装置除采取上2条措施外，向装置中添加少量消泡剂，也可以对解决装置发泡起到作用。

3.装置吸收液的损失

在装置脱硫操作规程中，吸收液损失是非常严重的装置事故。吸收液损失一般是由于气相夹带、蒸发、液烃溶解和装置溶液的化学反应以及操作损失而引起的。可以在装置气相出口设置高效的捕雾器，降低因气相夹带而流失溶剂。

三、结束语

目前有很多种方法去除天然气中的硫化氢，但是不管是什么方法，天然气中的二氧化碳、二氧化硫和硫化氢等酸性气体都会引起装置设备腐蚀而引发事故，因此做好合理的预防，非常有必要，可以从设计入手，根本解决问题，也可以从操作上入手，在管理上预防腐蚀的发生。此外，随着国家节能的要求，合理的运用技术手段，降低装置的损耗，这些我们的平时的运行中，都应该注意。装置异常的的原因很多，遇见问题要从多方面分析，快速合理的解决问题，使装置平稳运行。

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