砜胺体系吸收有机硫的热力学及动力学探讨

刘可 杨超越 杨安 叶辉 刘琴

1.中国石油西南油气田公司天然气研究院 2.中国石油西南油气田公司川西北气矿 3.中国石油遂宁天然气净化有限公司

近年来，随着国家清洁能源战略的稳步推进，我国对商品天然气的气质要求越来越严格，并于2018年11月发布了GB 17820-2018《天然气》标准，其中，对于商品天然气中总硫质量浓度的要求由GB 17820-2012《天然气》中规定的≤200 mg/m3降至≤20 mg/m3，给天然气生产企业带来了一定的压力[1-2]。就川渝地区而言，部分天然气净化厂原料气中有机硫质量浓度超过30 mg/m3，使用现有的MDEA类溶剂脱硫难以达到总硫质量浓度≤20 mg/m3的要求，必须将溶剂更改为物理-化学溶剂体系，以提高对有机硫的脱除率[3-5]。

虽然物理-化学溶剂体系已较为成熟，国内外也有多套天然气处理装置采用该体系，但这些装置在设计建造时均未针对如此严格的总硫含量要求，无需考虑有机硫深度脱除问题[6]。因此，不管是溶剂开发商还是设计单位，均对天然气中低浓度有机硫的深度脱除缺乏经验。中国石油西南油气田公司在气质达标改造过程中也出现过采用物理化学溶剂后有机硫脱除率不理想的问题，由于国内外可参考的文献很少，鲜有类似的应用案例，只能通过室内理论研究结合现场工艺调整的方法推进整改工作。以下重点阐述在整改过程中对于有机硫吸收动力学方面积累的一些新的认识。

1 砜胺溶液脱除有机硫的机理

砜胺溶液由环丁砜、醇胺和水组成，因此，同时兼具物理溶剂法和化学溶剂法的优势和特点。……