天然气脱除H2S的过程属于典型的气液传质过程。在H2S的脱除过程中,强化气液传质过程能够很大程度上减小装置尺寸、降低生产过程中的成本。目前,天然气脱除H2S的技术研发更多地着眼于传统技术的改进,而在源头上创新或者将新技术与传统技术结合方面鲜有报道。作者通过阅读大量的相关文献,发现在吸收剂中添加较小粒径的颗粒可以增强吸收过程,微细颗粒的添加可以降低传质阻力,从而增大气液传质速率。另一方面,由于纳米材料制备技术日趋成熟,应用到传质过程中的颗粒逐渐从微米级转变至纳米级,使纳米颗粒强化气液传质过程成为可能。但针对纳米级颗粒物强化传统脱硫溶剂脱除天然气中H2S的研究尚属空白。为此,本文首先配制了以传统脱硫溶剂为基液的纳米流体,并对其稳定性和各项基本性能进行研究,最后对纳米流体的脱硫效果进行评价,取得了如下的研究成果。（1）以常用的传统脱硫溶剂作为基液,将金属纳米颗粒（Cu）、金属氧化物纳米颗粒（CuO）和非金属纳米颗粒（SiC）加入到基液中,使用“两步法”制备出体积分数为0～0.1%的三种纳米流体,制备的过程中使用表面活性剂和超声振荡相结合的方法制备出稳定状态的纳米流体。（2）在考察配制的三种纳米流体的稳定性的过程中使用了定性与定量相结合的方法。静置沉降法、Zeta电位法和分光光度计法的实验结果表明这三种不同种类的纳米流体具有高度的稳定性。通过经典的DLVO理论和双电层稳定机制分析得知,机械搅拌和超声振荡有效的分散了纳米颗粒的团聚,而表面活性剂的加入改变了纳米颗粒表面的电荷,增加了纳米颗粒之间的静电斥力,可以使纳米流体保持长期的稳定性。（3）在同一温度下,导热系数随着纳米流体体积分数的增大而增大。在同一体积分数下,Cu纳米流体的导热系数明显大于另外两种纳米流体,这是由于Cu纳米颗粒本身的导热系数就比较大,当体积分数达到0.1%时,Cu纳米流体的导热系数为0.337 W/（m·K）,相对于基液增加了 23.9%。纳米流体的导热系数还会受到周围环境温度的影响,随着环境温度的升高而增加,这是由于基液固有的物理性质和高温下纳米颗粒的热运动的结果。根据实验结果,对纳米颗粒增强基液热传导的现象进行了理论分析,一方面纳米颗粒的加入改变了基液的结构,另一方面纳米颗粒在微作用力的作用下与基液形成的微对流强化了热传导。（4）Cu、CuO和SiC纳米流体的粘度和基液MDEA一样都不随剪切速率的改变而改变,表现出牛顿流体的特性,主要原因是由于纳米流体的浓度较低,只需要很小的剪切力就足以破坏纳米流体中的颗粒簇。三种纳米流体的粘度均随体积分数的增加而增大。基液和三种纳米流体的粘度均随着温度的升高而降低。这是由于基液所固有的物理属性引起的和温度的升高所引起的纳米颗粒之间的相互作用力下降。（5）使用鼓泡塔装置对三种纳米流体的饱和硫容和穿透时间进行评价,三种纳米流体的饱和硫容和穿透时间随着纳米流体体积分数的增加而增大,在超过最佳体积分数之后,纳米流体的脱硫效果随着体积分数的增大而降低。CuO/MDEA纳米流体的脱硫效果明显优于SiC/MDEA和Cu/MDEA纳米流体,体积分数为0.06%的CuO/MDEA纳米流体的最大突破时间为380 min,此时饱和硫容达到最大为3.32 mg/ml。无论基液还是纳米流体的脱硫效果都随着温度的升高而增加,最佳脱硫温度为40℃。这是由于MDEA脱除H2S是一个放热反应,温度的升高不利于脱硫反应进行。（6）双接触塔装置中的脱硫实验表明,CuO纳米流体脱硫的传质系数略大于SiC纳米流体和Cu纳米流体。同一种纳米流体,传质系数随着体积分数的增加而增大,在达到最佳体积分数之后,传质系数随着体积分数的增加而下降,CuO纳米流体在体积分数为0.06%时测得的气液传质系数达到最大为17.75 mmol/（s·m2·kPa）。三种纳米流体脱硫的气液传质系数随着温度的升高而增大,在达到最佳脱硫温度40℃之后随着温度的升高而下降,与鼓泡塔装置测得的最佳脱硫温度相同。双接触塔装置的脱硫效率好于鼓泡塔装置,而鼓泡塔装置对脱硫的增强作用优于双接触塔装置。