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天然气与石油 NATURAL GASAND OIL
2017年2月
氧化还原法脱硫工艺技术评述
陈廣良
中国石油西南油气田公司天然气研究院，四川成都612013
摘要：介绍了以Lo-Cat法为代表的氧化还原（络合铁)法脱硫的技术开发概况。通过对反应机理、溶液组成、操作要点和开发方向等方面的讨论与分析，指出络合铁法已发展成为气体净化工艺中除醇胺法外最重要的类脱硫工艺。当前Lo-Cat法有常规双塔式和自循环式反应器两种流程。前者适用于原料气H,S含量和压力均低、潜硫量不大、碳/硫比很高且不需要脱除CO，的场合；后者应用于处理醇胺法装置的再生酸气。1990年代中期间世的Lo-CatIⅡI工艺的特点是采用再循环式再生器以提高催化剂利用效率，从面将Lo-Cat法脱硫溶液的硫容量提高10倍以上，建议中国有关部门尽快引进此新工艺。CrystaSulf法是近年来氧化还原法脱硫工艺一项重要的技术进步，应予以充分重视。
关键词：氧化还原法脱硫；络合铁法;Lo-Cat法；自循环式反应器；常规双塔式流程；CrystaSulf 法；再循环式氧化器
DOI;10. 3969 /j. issn. 1006 5539. 2017. 01. 007
0前言
氧化还原（Redox）法脱硫又称为液相氧化法脱硫，是气体净化工艺中除醇胺法外最重要的一类脱硫工艺；除天然气工业外，在炼油、化工、化肥等工业也广泛应用。此类方法特点是在脱硫过程中同时生成硫黄，并具有比醇胺法工艺更高的净化度，通常很容易达到强制性国家标准GB17820《天然气》规定的H,S含量不超过 6mg/m的民用天然气标准。此外，氧化还原法在基本上完全脱除原料气中H,S的同时几乎不脱除CO2,并且吸收与再生过程皆在常温下进行，故在节能方面具有独特优势。此类方法的主要缺陷是硫容量基低；且产品硫黄的质量比克劳斯硫黄差得多，通常需要经熔硫处理后产品质量才能达到GB/T2449《工业硫黄》规定的一
等品【1-3]。 1
发展概况
19世纪末氧化还原法脱硫就应用于欧洲的煤气工业，但直到1950年代才开始应用于天然气净化，其技术
开发大致经历了3个阶段。第一阶段是20世纪50年代至60年代末期。此阶段中Stretford法（又称为蕙醒法）成功地应用于天然气脱硫。该法以钒酸盐为催化剂、葱醒磺酸盐（ADA）为氧载体，提高了脱硫溶液的吸收与再生速度，将硫容量提高至约0.1g/L。1960年代在Stret-ford法发展全盛时期全球建有100多套工业装置。但此法存在硫容量偏低、设备庞大且易堵、溶液易发泡等诸多缺陷，尤其是催化剂中重金属钒存在严重的环境污染问题，故1980年代后应用日益减少，仅在地热电站不凝气与克劳斯尾气处理方面尚有少数装置在运行3-6]。
第二阶段是20世纪70年代起至21世纪初。此阶段中以络合铁法为代表的铁基工艺迅速发展，并逐步取代了以Stretford法为代表的钒基工艺。1980年代中期美国ARI公司开发的Lo-Cat法工艺，以乙二胺基四乙酸(EDTA)为主，并用多种络合剂络合铁离子，故能在相当高的pH值下将较高浓度的铁离子稳定于溶液之中，并进一步加快氧化和还原过程的反应速率，相应地将硫容量至约0.3g/L。同时，ARI公司开发的自循环式反应器
收稿日期：2016-10-13
作者简介：陈廣良（1940－），男，上海人，教授级高级工程师，主要从事天然气处理与加工科研工作。万方数据