1. 我想知道天然氣脫水工藝
含硫天然氣中含有硫化氫、有機硫（硫醇類）、二氧化碳、飽和水以及其它雜質，因此需將其中的有害成分脫除，以滿足工廠生產和民用商品氣的使用要求。各國的商品天然氣標准不盡相同，主要是需滿足管道輸送要求的烴露點和水露點，同時對天然氣中硫化氫、硫醇、二氧化碳的最高含量和低燃燒值有要求。原料天然氣組成和商品天然氣的要求不同，所選擇的天然氣凈化工藝技術方案也是不同的，本文將結合哈薩克國某油氣處理廠處理的天然氣的組成和需輸往國際管道中的產品天然氣的要求，提出含硫天然氣脫硫脫水工藝技術方案的選擇方法。
2 原料天然氣條件
哈薩克國某油氣處理廠處理的油田伴生天然氣主要條件為：
1）處理量600×104m3/d （標准狀態為0℃，101.325kPa，以下同）；
2）壓力為0.7MPa，為滿足管輸壓力和凈化工藝需要，經增壓站升壓後進裝置壓力為6.8MPa；
3）主要組成
組分
組成（mol%）
C1
75.17
C2
9.44
C3
7.21
C4
3.35
C5+
1.06
CO2
0.71
H2O
0.51
H2S
36g/m3
硫醇硫
500mg/m3 3 商品天然氣技術指標
該廠商品天然氣將輸往國際管道，需滿足ОСТ51.40-93標準的要求，應達到的主要技術指標為：
1）出廠壓力6.3MPa；
2）水露點≤ -20℃；
3）烴露點≤ -10℃；
4）硫化氫（H2S）≤7mg/m3；
5）硫醇硫（以硫計）≤16mg/m3；
6）低燃燒熱值≥32.5MJ/m3。
4 工藝路線初步選擇
根據原料天然氣條件和商品天然氣技術指標，工廠總工藝流程框圖見圖1。
油田伴生天然氣經增壓站增壓後，至天然氣脫硫脫水裝置進行處理，需脫除天然氣中絕大部分的H2S和RSH，以滿足產品天然氣中硫化氫和硫醇硫含量的技術指標；同時需脫除天然氣中絕大部分的水，以滿足產品天然氣水露點的技術指標，同時為回收更多的液化氣和輕油產品，脫水深度還需滿足後續的輕烴回收裝置所需的水露點≤-35℃的要求。而原料氣中CO2的含量較低，為0.71%（mol），商品天然氣的低燃燒熱值≥32.5MJ/m3，可不考慮脫除。
經天然氣脫硫脫水裝置處理的干凈化天然氣經輕烴回收裝置回收天然氣中的輕烴（C3以上），生產液化氣和輕油產品，並使商品天然氣滿足烴露點≤ -10℃的技術指標。
脫硫裝置脫除的酸性氣體，主要由H2S、RSH、CO2、H2O等組成，輸往硫磺回收裝置回收硫磺，經硫磺成型設施生產硫磺產品，硫磺回收裝置尾氣經尾氣處理裝置處理後經燃燒後排放大氣。
本文以下部分主要討論脫硫脫水裝置如何選擇合理的工藝技術方案，以使脫硫脫水裝置的產品氣中硫化氫、硫醇含量合格，水露點能滿足商品天然氣和後續的輕烴回收裝置的要求。
5 脫水工藝方案的初步選擇
通常採用的脫水工藝方法有溶劑脫水法和固體乾燥劑吸附法。溶劑吸收法具有設備投資和操作費用較低的優點，較適合大流量高壓天然氣的脫水，其中應用最廣泛的為三甘醇溶液脫水方法，但其脫水深度有限，露點降一般不超過45℃。而固體乾燥劑吸附法脫水後的干氣，露點可低於-50℃。
由於本方案脫水裝置產品天然氣要求水露點≤-35℃，溶劑脫水法難以達到因此需採用固體乾燥劑脫水工藝，如分子篩脫水工藝。
6 脫硫脫硫醇工藝方案的初步選擇
本方案需處理的伴生天然氣中H2S含量為36g/m3，硫醇含量為500mg/m3，而且天然氣處理量達到600×104m3/d，規模較大，目前國內單套脫硫裝置最大處理能力僅為400×104m3/d。
通常採用的脫硫脫硫醇的方法有液體脫硫法和固定床層脫硫法。
如果採用單一的固定床層脫硫法，如分子篩脫硫脫硫醇工藝，根據本方案需處理的天然氣的流量和含硫量，按10天切換再生一次計算，10天內需脫除的硫化氫量為2.16×106kg，約需要DN3000的分子篩脫硫塔500座，這顯然是不可行的。
目前國內較為成熟可行的液體脫硫工藝方法為醇胺法，因為含硫天然氣中同時存在硫醇，所以可選擇碸胺法來脫除硫化氫和硫醇。該工藝方法較為成熟，可把天然氣中的硫化氫脫除至≤7mg/m3，同時對天然氣中硫醇的平均脫除率為75%，則產品天然氣中的硫醇硫含量為125mg/m3，尚不能達到硫醇硫≤16mg/m3的技術指標，此時可採用固定床層脫硫醇工藝，如分子篩脫硫醇工藝來脫除天然氣中剩餘的硫醇。
本方案還可以採用鹼洗脫硫醇工藝來脫除天然氣中的硫醇，為減少生產過程中鹼的耗量和產生的廢鹼量，前面的醇胺法脫硫裝置需採用一乙醇胺工藝，以脫除天然氣中的大部分硫化氫和二氧化碳。
7 脫硫脫水工藝方案的比選
由5和6所述，脫硫脫水工藝方案有以下兩個較為可行的方案：
1）方案一：碸胺法脫硫+分子篩脫水脫硫醇
該方案工藝框圖見圖2，經增壓站升壓的含硫天然氣進入碸胺法脫硫裝置脫除幾乎全部的H2S和75%的硫醇，然後進入分子篩脫水脫硫醇裝置脫除水分和剩餘的硫醇，凈化天然氣經輕烴回收裝置回收液化氣和輕油產品。脫水脫硫醇裝置的分子篩再生氣需增壓後再返回至碸胺法脫硫裝置進行脫硫，是一個循環的流程。
2）方案二：一乙醇胺法脫硫+鹼洗脫硫醇+分子篩脫水
該方案工藝框圖見圖3，經增壓站增壓的含硫天然氣進入一乙醇胺法脫硫裝置脫除幾乎全部的H2S和CO2，然後進入鹼洗脫硫醇裝置脫除幾乎全部的的硫醇，脫除硫化物後的天然氣進入分子篩脫水裝置脫水，凈化天然氣輸往輕烴回收裝置回收液化氣和輕油產品。脫水裝置分子篩再生氣需增壓後返回脫水裝置脫水，是一個循環的流程。
7.1 方案一工藝特點
1）碸胺法脫硫裝置，採用環丁碸和甲基二乙醇胺水溶液作脫硫劑，溶液的主要組成包括甲基二乙醇胺、環丁碸和水，其重量百分比為45:40:15，兼有化學吸收和物理吸收兩種作用，而且還能部分地脫除有機硫化物（對硫醇的平均脫除率達到75%以上），溶液中甲基二乙醇胺對H2S的吸收有較好的選擇性，減少對CO2的吸收，大大降低了溶液循環量，減小了再生系統的設備如再生塔、貧富液換熱器、溶液過濾器、酸氣空冷器等的規格尺寸，從而減少了投資，同時減少了再生所需的蒸汽量和溶液冷卻所需的循環水量，節能效果更加顯著。
2）分子篩脫水脫硫醇裝置是利用分子篩的吸附特性，有選擇性地脫除天然氣中的水和硫醇。與傳統的鹼洗工藝不一樣的是，分子篩工藝能有選擇性地脫除硫化氫和硫醇，但不脫除CO2，這樣可以使外輸的天然氣量比採用鹼洗工藝時要增加2×104m3/d。
分子篩脫水和脫硫醇採用的分子篩是不同的，應用不同的兩個分子篩床層，一般布置在同一座吸附塔內。
7.2 方案二工藝特點
1）—乙醇胺法脫硫，為典型的化學吸收過程，此法只能脫除微量有機硫，對H2S和CO2幾乎無選擇性吸收，在吸收H2S的同
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