天然气怎么会有“酸”“甜”口味,你一定很好奇,其实这是依据天然气中是否含有酸性气体而确定的。
含有H2S和硫化物的天然气称为酸性天然气,就是“酸气”,不含H2S的天然气称为“甜气”、脱硫气或净化气。按天然气中硫和二氧化碳含量多少分为一类、二类和三类气体。天然气中硫和二氧化碳含量较低的称为一类、二类气体,主要用作民用燃料;天然气中硫和二氧化碳含量较高的称为三类气体,主要用作工业原料或燃料。
硫化氢是一种无机化合物,标准状况下是一种易燃的酸性气体,无色,低浓度时有臭鸡蛋气味,浓度极低时有硫黄味,对于人畜是一种剧毒性气体。溶于水,易溶于醇类、石油溶剂和原油。切记:依靠人的嗅觉辨别有无硫化氢的存在是不科学的,也潜伏着极大的危险,嗅的时间一长,硫化氢很快会麻痹嗅觉神经!
通常,自然形成的天然气基本都是“酸气”,“甜气”几乎都是经过人工脱硫处理后得到的。
含酸气气井开采必须采取相应的技术措施,以解决H2S的巨毒性和H2S、CO2引起的严重腐蚀性及元素硫的沉积三大问题,保证生产安全,防止酸性介质的腐蚀破坏。
硫化氢与空气或氧气以适当的比例(4.3%~46%)混合就会发生爆炸,在含H2S气井的井场和集输站工作,应配备H2S检测与报警仪。设备泄漏或容器不密闭等原因会造成一定范围内的人员中毒,一旦发生这类情况应立即指挥所有人员快速撤离,留在现场的处理人员,须佩戴自给式正压呼吸防毒面具。
H2S溶于水后形成弱酸,是一种强烈的金属腐蚀剂,H2S引起中碳钢的腐蚀速度随其浓度增加而加大,一般为2.5~15.2毫米/年。为防止或减缓腐蚀,主要有三种防腐措施:选择抗氢脆及硫化物应力腐蚀破裂的材质;采用合理的金相结构与制造工艺,获得均匀铁素体或珠光体,提高抗H2S性能;也可选择使用有效的缓蚀剂,在金属表面形成保护膜。
对于采出的酸气,要进行脱酸处理,也就是将“酸气”变为“甜气”,按操作特点和原理,脱酸工艺可分为化学吸收法、物理吸收法、混合溶剂吸收法、直接氧化法和膜分离法等。
化学吸收法是在一个塔器内以弱碱性溶液作为吸收剂与酸气反应,生成某种化合物。在另一塔器内,改变工艺条件(如加热、降压、汽提等)使化学反应逆向进行,碱性溶液得到再生,恢复对酸气的吸收能力,使得天然气脱酸气过程连续循环进行。
物理吸收法是以有机化合物作为溶剂,在高压、较低温度下使酸气组分溶解于溶剂内。吸收了酸气的溶剂在降压闪蒸或加热闪蒸的过程中释放酸气,使溶剂恢复对酸气的吸收能力,使得天然气脱酸气过程连续循环进行。
直接氧化法是对硫化氢直接氧化使其转化成硫。膜分离法是利用气体各组分中通过膜渗透性能的不同,将某种气体组分从气流中分离和提浓,从而达到天然气脱酸的目的。
混合溶剂吸收法是以物理溶剂和化学溶剂配制的混合溶剂作为吸收剂,兼有物理吸收和化学吸收作用。
直接氧化法是一种常用的天然气脱出酸气的处理方法,适合于处理流量小、酸气浓度很高的原料气。膜分离法适用于从天然气中分离出大量二氧化碳的场合。