天然氣脫汞技術的影響因素研究

謝頂杉 尚 龍 馬少峰 龍海洋 沈全峰

(1.中國石油工程建設有限公司西南分公司，四川 成都 610041；2.中國石油工程建設有限公司，北京 100120)

前言

天然氣是一種優質、經濟、高效的清潔能源。液化天然氣(LNG)具有安全性好、體積小、運輸靈活等優點[1]。但大多數天然氣中都含有硫化物、二氧化碳、水、重烴和微量有害元素汞等雜質，在作為原料氣進行液化之前必須除去這些雜質，避免雜質腐蝕冷箱或發生凍堵現象[2]。原料氣中的汞，即使其含量極低，也會與鋁發生化學反應，在表面上生成鋁汞齊。由于鋁汞齊的存在使鋁表面不易形成致密的氧化鋁膜，經過一段時間會引起板翅式換熱器被腐蝕穿孔，導致泄漏，危害極大[3]。因此安全開發和利用天然氣，保護人身安全和生產運行安全，有效措施是將天然氣中的汞脫除，降低天然氣中汞含量。

1 天然氣脫汞技術選擇[4]

目前，天然氣脫汞工藝有化學吸附、溶液吸收、低溫分離、陰離子樹脂和膜分離等[5-8]。天然氣脫汞工藝的特性如表1所示。現國內在天然氣預處理脫汞方面主要采用的還是化學吸附，如載硫活性炭脫汞工藝，并且已有國產化的脫汞載硫活性炭在國內LNG裝置中得到應用的實例，可將天然氣中的汞含量脫除至0.01μg/m3以下。因此，本文研究也采用化學吸附的方法。

表1 天然氣脫汞工藝的特性

2 脫汞性能的評價方法

脫汞劑的脫汞性能評價在固定床裝置上進行[9]。實驗裝置工藝流程如圖1所示，主要包括不同氣體鋼瓶，流量調節閥，流量計，含汞氣體發生系統，加熱和恒溫控制裝置，固定床裝置，氣體汞含量分析裝置和尾氣處理裝置[10]。……