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天然气是一种优质清洁能源和重要的化工原料,以天然气为资源经由合成气通过费托(F-T)合成制液体烃对于保障我国能源安全及解决环境污染问题具有重大的经济和现实意义。由于天然气中含有一定的硫化物,造成GTL过程设备腐蚀,催化剂中毒,产品质量降低等负面影响,因此需要对原料气进行脱硫处理。
分子筛吸附脱硫工艺可以在常压及较低的温度下操作,且不需要使用氢气,因此可以降低设备投资和操作成本,并且该工艺对天然气的深度脱硫非常有效。本文选用13X分子筛在固定床吸附分离装置上进行了天然气的吸附脱硫实验,考察了吸附剂颗粒大小、吸附时间、吸附温度、空速大小对吸附效果的影响。实验结果表明颗粒粒径2～3mm、吸附时间3h、常温、空速500h-1时吸附效果较好。固定床吸附效果最终取决于传质过程,建立了传质总速率方程,用动力学分析验证了实验结果的准确性。同时对再生条件进行了优化,得出了适宜的再生条件:再生空速200h-1,再生时间4h,再生温度300℃。在此基础上提出了GTL中试过程原料气的脱硫技术方案。