石油和天然气中汞的赋存状态及其脱除方法

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1、综述石C油化工腐蚀与防护orrosion＆ProtectioninPetrochemicalIndustry2010，27(3)·1·石油和天然气中汞的赋存状态及其脱除方法王卫平王子军(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，北京100083)摘要：石油和天然气中存在的微量汞，会对其加工过程造成严重影响。文章从汞的类型、含量等方面叙述了石油和天然气中汞的赋存状态，并对其脱除方法进行了综述，其中吸附法是主要的脱汞方法，高效吸附剂的开发是脱汞技术的发展方向。、关键词：石油汞赋存状态脱除吸附剂’中图分类号：X74文献标识码：A文章编号

2、：1007一O15X(2010)O3—0001—04许多液态碳氢化合物和天然气源头含有少量此，石油和天然气在加工之前需脱汞，而汞的类型的汞，炼油厂的气体加工过程会造成以下影响：和含量则直接影响汞脱除方法的选择和脱除效果。(1)汞会沉积在低温设备中，导致铝加热器焊缝破裂；(2)炼油厂气体产品中的汞会影响下游产品质1天然气中汞的赋存状态及脱除方法量，由于炼油厂气体产品主要用作化工原料(烯1．1天然气中汞的赋存状态烃、芳烃及MTBE)的生产，原料中的汞会导致催化戴金星通过统计国内天然气中汞的质量浓剂中毒；(3)汞会污染预处理装置，如分子筛

3、及乙度，见表1，认为煤成气中汞含量是油型气的4～18二醇脱水装置，造成分子筛吸附剂处理及再生的困倍，明显高于油型气，而鄂尔多斯盆地煤成气样品难；(4)装置中的汞会对操作工人及检修工人造成平均汞含量是油型气的688倍，主要是由于作为煤人身安全；(5)污水处理厂的淤泥会对环境产生影成气的生气母质煤和分散腐殖质有机物对汞有较响，废水中汞的脱除会使炼油厂生产成本提高。因大的吸聚能力。表1国内各盆地天然气中汞的质量浓度n昏／m油型气煤成气盆地————最小值最大值平均值样品数最小值最大值平均值样品数天然气及液化石油气中的汞主要以单质汞及造成环境

4、污染，引起人体中毒。且在天然气凝液回甲基汞形态存在。天然气又可分为干气和湿气，在收、液化以及脱氮装置的低温系统中，低温交换器干气中，汞主要以游离态形式存在，而且丰度较低，往往采用铝合金制造的板翅式换热器，若天然气中没有达到汞在天然气中的最大溶解度。含有大量含有汞，尽管其含量极微，也会形成汞齐并使表面c且夹带液烃的天然气称为湿气，其中还含有少上致密的氧化铝膜脱落，造成换热器腐蚀泄漏，若量的有机汞，如甲基汞。收稿日期：2010一Ol一10；修稿日期：2010—03—12。1．2天然气中汞脱除方法王卫平：女，博士，2005年毕业于中国科学

5、院兰州化学物理天然气中汞的危害性已经引起国内外科学界研究所，现在中国石油化工股份有限公司石油化工科学研的广泛关注，因为如果将其驱赶到大气中，同样会究院从事煤加氢液化、重质油／j~-r的研究和开发工作。石油化工腐蚀与防护第27卷物流中含有水，就会与汞齐反应而加快腐蚀。Axens公司(原法国石油研究所IFP)的Pocat—I．2．1干气脱汞alyse系列中的CMG273吸附剂可用于湿气的脱目前，专门针对天然气的脱汞技术研究的较汞，该吸附剂是一种不同于其它吸附剂的金属硫化少，张林松等借鉴脱汞基础研究和针对燃煤烟物负载于氧化铝上，孔径大约8

6、Ilm，粒度在2．4～4气的脱汞研究，对天然气液化厂站中的脱汞进行了rnlTl，硫的质量分数为6．0％，堆积密度500～520探讨，分析了吸附脱汞和氧化型吸收剂的脱汞效kg／m，有效孔容0．80cm／g，具有很好的抗细聚果，认为吸附脱汞的吸附剂包括类似燃煤烟气吸附凝和高的吸附容纳性能。汞的质量浓度为法脱汞所用的煤基活性炭、活性炭纤维、活性焦、钙100g／m的原料，经过该技术进行脱汞后，汞质量基吸附剂、壳聚糖类吸附剂等。浓度小于0．01m。尽管由于大量液烃带人除天然气脱汞所用的吸附剂一般为浸渍硫的活汞装置而引起破沫器失常，但是由于吸附

7、剂的中孔性炭和HgSIV吸附剂脱汞，浸渍的硫与汞反应生结构，液烃很快排出，使其迅速恢复活性，而常规的成硫化汞而附着在活性炭微孔中，从而达到脱汞的微孔碳基吸附剂做不到这一点。目的。如，埃及Khalda石油公司Salam天然气处理厂原料天然气的汞质量浓度为75～175m，2液体烃中汞的赋存状态及脱除方法为了防止铝合金板翅式换热器发生腐蚀以及汞在2．1液体烃中汞的赋存状态输气管道中凝结，进入处理厂的原料天然气先经人石油中的汞的质量分数一般为几个到数千口分离器进行气液分离，天然气再经吸附脱汞、三g／，kg。不同油藏中汞含量的差别很大，有些原

8、油甘醇脱水，然后经过透平膨胀机制冷、干气再压缩中单质汞的质量分数达1～4g／g，接近饱和；若及膜分离系统。吸附脱汞采用HgSIV吸附剂，脱加上悬浮汞及有机汞，则这些原油中的总汞可达汞后天然气中汞的质量浓度低于20p~g／m。。该方5g