天然气中硫醇的深度脱硫溶剂研发与工业应用

杨超越，常宏岗，薛靖文，范锐，叶辉，朱雯钊

摘要：GB 17820—2018《天然气》实施后，原料气气质中有机硫含量较高（大于20mg/m3）的净化厂采用了有机硫脱除技术，以满足标准中一类气的指标要求。但从国内外有机硫脱除技术的应用情况来看，对于RSH含量高（大于30 mg/m3）的原料气，还存在对硫醇脱除率不高的问题，产品气总硫有超标的风险。为此，基于理论计算，开展了RSH脱除机理研究，揭示了硫醇与砜胺溶剂体系的反应机理，通过改善脱硫溶剂中关键组分的亲核性来提升溶剂对硫醇的化学吸收，研发出了一种新型的硫醇深度脱除溶剂。研究结果表明：①通过对醇胺分子结构改进，自主合成了分子结构中N原子具有强亲核性的新组分，形成了硫醇深度脱除溶剂，可促进其对硫醇的离解，提高硫醇脱除率。②在实验室条件下考察了不同压力、不同气液比条件下硫醇深度脱除溶剂的性能，压力低至1.5 MPa，该溶剂对硫醇脱除率大于90% ；气液比高达1 200时，该溶剂对硫醇脱除率大95%。③在天然气净化厂工业应用中，在原料气硫醇含量超过300mg/m3的条件下，经硫醇深度脱除溶剂净化后，产品气总硫低于5mg/m3，硫醇脱除率超过99%。结论认为，该技术可应用于硫醇含量高的天然气净化处理，技术的推广应用对我国天然气气质升级以及天然气长输管道的安全平稳运行具有重要意义。

关键词：天然气；净化厂；有机硫；硫醇；GB 17820—2018 ；气质升级；脱硫；总硫