液化氣脫硫工藝技術(shù)分析

才濤

摘要：在液化氣石油化工生產(chǎn)中，脫硫工藝是一項(xiàng)重要技術(shù)應(yīng)用，對(duì)于提高液化氣生產(chǎn)質(zhì)量及降低液化氣使用環(huán)境污染問(wèn)題具有重要意義。本文對(duì)液化氣脫硫工藝技術(shù)進(jìn)行了探討，旨在促進(jìn)液化氣脫硫工藝技術(shù)的發(fā)展，降低液化氣含硫量，是現(xiàn)實(shí)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境保護(hù)效益的共同發(fā)展。

關(guān)鍵詞：液化氣；脫硫工藝；脫硫醇

液化石油氣生產(chǎn)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中有著重要作用，但其在促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也帶來(lái)較為嚴(yán)重的空氣污染問(wèn)題，尤其是液化石油氣中硫物質(zhì)的存在，如果不加以處理對(duì)環(huán)境帶來(lái)的影響是非常大的。隨著社會(huì)環(huán)保意識(shí)的不斷增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)液化氣中含硫量也有了更高要求，在這種形勢(shì)下，液化氣脫硫工藝技術(shù)應(yīng)用受到進(jìn)一步重視，如何不斷優(yōu)化脫硫工藝技術(shù)以在確保液化石油氣質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低含硫量成為了社會(huì)高度關(guān)注和不斷探究的一個(gè)重要課題。

一、液化氣脫硫必要性分析

液化石油氣中含有一定量的硫化氫、硫醇、羰基硫等成分，這些成分的存在不僅給液化氣加工造成影響，而且在環(huán)境污染方面危害也較大。液化氣中硫化物超標(biāo)就會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品異味、催化劑中毒等問(wèn)題，因此為確保液化氣加工過(guò)程安全性及降低化工生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的影響，加強(qiáng)脫硫工藝技術(shù)應(yīng)用具有非常大的必要性和重要性。

二、液化氣脫硫工藝技術(shù)

（一）液化氣脫硫化氫工藝

液化石油氣中硫化氫是硫存在的一種主要形式，也是液化氣脫硫工藝技術(shù)應(yīng)用目的的一個(gè)重要方面。目前液化氣脫硫化氫主要有干法脫硫與濕法脫硫兩種工藝。干法脫硫主要是通過(guò)利用固體吸附劑的媳婦作用來(lái)達(dá)到脫出硫化氫的目的，氧化鐵、氧化鋅及活性炭等是常用的固體吸附劑。這種工藝雖然操作比較簡(jiǎn)單，但是只能應(yīng)用于含有少量硫化氫氣體處理中，對(duì)于硫化氫含量較大的砌體并不適用，脫硫效果也并不理想。濕法脫硫工藝是與干法相對(duì)的一種脫硫化氫技術(shù)，主要利用液體吸收劑對(duì)液化氣氣中硫化氫進(jìn)行洗滌脫出，包括物理吸收法、直接氧化法及胺溶劑化學(xué)吸收法，其中胺法占據(jù)主要地位。胺法脫硫化氫工藝主要原理為弱酸和弱堿反應(yīng)生成可溶性鹽類可逆反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)胺法溶液再生，醇胺分子羥基具有降低化合物蒸氣壓、控制揮發(fā)等作用；而氨基存在使得水溶液具備堿性，從而實(shí)現(xiàn)酸性氣體吸收。在胺法脫硫化氫工藝實(shí)際應(yīng)用中，液化氣通過(guò)緩沖罐后經(jīng)泵升壓后進(jìn)入抽提塔，氣體與塔內(nèi)胺液逆向接觸，經(jīng)抽提后液化氣中硫化氫幾乎全部被脫除，最后被送入脫硫醇裝置中?？偰壳鞍l(fā)展整體情況看，胺法脫硫工藝技術(shù)應(yīng)用隨著胺液溶劑的不斷研發(fā)應(yīng)用，技術(shù)應(yīng)用水平及效果得到了很大提高，技術(shù)已非常成熟。在眾多胺液溶劑中，復(fù)合MDEA溶劑因具有選擇性好、不易降解、能耗高等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。另外，為降低脫硫后貧液中硫化氫含量，采用了兩段再生技術(shù)，但是由于該工藝技術(shù)非常復(fù)雜，且投資較大，因此應(yīng)用并不是很廣泛。

（二）液化氣脫硫醇工藝

目前液化氣脫硫醇工藝主要有抽提氧化工藝、纖維膜工藝及固定床無(wú)堿脫硫醇工藝等。（1）抽提氧化工藝。在工藝流程方面，液化氣和含有催化劑堿溶液在抽提塔中逆向接觸后，硫醇與堿生成硫醇鈉并轉(zhuǎn)移至堿相中，堿液與液化氣分離后進(jìn)入氧化塔，最后在空氣作用下硫醇鈉被氧化成二氧化硫，堿液再生后實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。工藝中反應(yīng)化學(xué)式有：RSH+NaOH→RSNa+H2O，4RSNa+O2+2H2O→2RSSR+4NaOH。氧化脫硫醇工藝技術(shù)具有成熟可靠、流程簡(jiǎn)單的有點(diǎn)，但也存在一定不足之處，主要表現(xiàn)為過(guò)程中會(huì)間斷性排放堿渣，如果操作波動(dòng)液化氣會(huì)攜帶走一定堿液。（2）纖維膜工藝。工藝流程如下：液化氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾裝置后從上部進(jìn)入纖維膜脫硫醇接觸器，纖維膜表面液化氣與堿液發(fā)生接觸后被抽提出開(kāi)，隨后進(jìn)入堿液相。纖維膜利用可以有效增大水相（堿液）與烴相（液化氣）接觸面積，從而提高抽提效率，液化氣中硫醇及含量較少的硫化氫被脫除，最后液化氣和堿液在重力作用下分離，而脫除了硫醇及硫化氫的精制液化氣從脫硫醇罐頂部排出，罐低部分堿液氧化再生后可循環(huán)利用。纖維膜工藝技術(shù)主要特點(diǎn)為操作彈性大、操作簡(jiǎn)單、設(shè)備少且不占空間，因此在實(shí)際中得到廣泛應(yīng)用。（3）固定床無(wú)堿脫硫醇工藝。該工藝主要以符合金屬氧化物為催化劑，通過(guò)利用液化氣中存在的微量氧將硫醇氧化為二硫化物而實(shí)現(xiàn)硫醇脫除。該工藝整個(gè)流程中都沒(méi)有堿渣排放，并且具有流程簡(jiǎn)單、投資小、工藝簡(jiǎn)化、生產(chǎn)操作簡(jiǎn)便及產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)等特點(diǎn)。

（三）液化氣脫羰基硫工藝

羰基硫在液化石油氣有機(jī)硫中占較大比例，也是液化氣脫硫工藝應(yīng)用中的一個(gè)重點(diǎn)。目前主要的羰基硫脫除方法主要有吸附、加氫和水解等。（1）吸附法。常用的吸附氧化劑有負(fù)載金屬氧化物、復(fù)合金屬氧化物、金屬離子交換沸石及活性炭等，在這些吸附劑中，炭由于具有成本低、吸附能力通修飾后大幅增強(qiáng)等特點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。（2）加氫脫硫法。該種方法主要應(yīng)用于工業(yè)中大量硫化碳脫除中，通過(guò)使用鈷鉬催化劑將羰基硫轉(zhuǎn)化為硫化氫后進(jìn)行脫除。該工藝最大優(yōu)勢(shì)為轉(zhuǎn)化率高，不足點(diǎn)為過(guò)程中催化劑在使用前需進(jìn)行預(yù)硫化，且硫化中床層溫度對(duì)催化劑作用有較大影響，另外，如果金屬氧化物質(zhì)量較差就會(huì)影響到脫除效果，存在液化氣中羰基硫脫除不完全情況。（3）水解法。在對(duì)加氫脫硫工藝中各種不利因素研究基礎(chǔ)上，水解脫硫法得到關(guān)注，其中實(shí)際應(yīng)用中也體現(xiàn)出很大優(yōu)勢(shì)。隨著研究的不斷深入，羰基硫水解催化劑不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，工藝也在不斷完善。水解法主要原理是通過(guò)將液化氣中的羰基硫轉(zhuǎn)化成硫化氫和二氧化碳再進(jìn)行進(jìn)一步脫除，具有反應(yīng)溫度低、副反應(yīng)少、無(wú)需預(yù)硫化、脫硫率高級(jí)節(jié)能效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。除此之外，這幾年來(lái)，由于類水滑石衍生化合物（HTLCs）焙燒得到的復(fù)合氧化物因其獨(dú)特的性質(zhì)，被越來(lái)越多的研究人員將其當(dāng)做一類新型的羰基硫水解催化劑。HTLCs在高溫下焙燒會(huì)失去結(jié)晶水，層間陰離子和羥基，類水滑石的層狀結(jié)構(gòu)被破壞，表面積會(huì)增加，最終獲得復(fù)合金屬氧化物。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，脫硫工藝技術(shù)應(yīng)用在液化石油氣加工中具有重大意義，在推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境和諧發(fā)展方面發(fā)揮了重大作用。而隨著化工生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，液化氣脫硫工藝也在不斷發(fā)展完善，脫硫率顯著提高。如美國(guó)UOP公司開(kāi)發(fā)的Merox液化氣脫氧技術(shù)，工藝優(yōu)點(diǎn)就非常顯著，相信經(jīng)過(guò)不斷研究和實(shí)踐，液化氣脫硫工藝將會(huì)得到進(jìn)一步優(yōu)化，從而促進(jìn)液化氣化工生產(chǎn)行業(yè)更好發(fā)展。

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