[發明專利]一種高含硫天然氣脫硫工藝

無效

• 申請號: 201010568140.0
• 申請日: 2010-11-22
• 公開（公告）號: CN102477330A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 劉筱筱
• 申請（專利權）人: 劉筱筱
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種高含硫天然氣脫硫工藝。

背景技術

隨著世界經濟的迅速發展，人們對天然氣的需求也日益增加。天然氣作為當今世界最清潔環保的能源，越來越受到國際能源市場的青睞，越來越多的國家開始重視天然氣的開采處理。因此，為了不浪費油氣資源，開發利用非管輸含硫天然氣也提到了議案上。

開發利用非管輸含硫天然氣主要存在以下問題：(1)目前大多數主力油氣田對邊遠區塊進行滾動開發，開發周期短，若采用鋪設管道將含硫氣輸送到脫硫廠，投資成本過大，很難取得經濟效益。(2)原來那些處理氣量大、工藝流程長、設備復雜、投資和操作費用高的常規天然氣凈化技術(例如溶劑吸收法和變溫吸附法)已不適應油氣田邊遠地區天然氣的凈化。(3)若油田放空天然氣放空燒掉，不僅極大地浪費了資源，并且嚴重污染了油田地區的大氣。據統計，我國每年約有16億m³油田放空天然氣放空燒掉。

因此，如何經濟、合理地開發利用非管輸含硫天然氣，變資源為產能，減少油氣田地區大氣污染，已引起人們的普遍關注。

原料氣脫除H₂S一般可分為干法和濕法兩大類。

濕法脫硫可分為物理脫硫和化學脫硫，兩種方法流程類似，均采用吸收+再生模式，吸收劑吸收或與天然氣中含硫組分反應，富液到再生塔再生出吸收劑后循環使用。

化學脫硫：采用一種化學溶劑，使之和酸性氣體反應而生成“復合物”。當吸收了酸氣的富液溫度升高、壓力下降時，該復合物即分解重新放出酸性組分。各種烷基醇胺法、堿性鹽溶液法和氨基酸鹽法都屬此類方法。

物理脫硫：全部采用有機復合物做脫硫劑。吸收酸氣的過程為物理吸收過程，溶液的酸氣負荷正比于氣相中酸氣的分壓，當富液壓力降低時，即放出吸收酸性氣體組分。

物理溶劑代表性的溶劑有：多乙二醇醚、N-甲基和環丁砜等。

化學脫硫和物理脫硫過程中需不斷補充脫硫劑，裝置設備多，能耗大，流程復雜，生產過程中所產生的脫硫劑廢液需要處理。兩種都適用于處理量大、氣體含硫量高且脫硫精度要求不高的物料。一般情況下進料含硫量在60mg/m³以上，脫硫后天然氣含硫量一般仍在10mg/m³以上。

干法脫硫采用固體脫硫劑，硫化物在脫硫劑上被吸附并發生反應，其硫容量大，脫硫精度高，一般采用三塔或兩塔串并聯工藝。其利用脫硫劑的催化氧化作用將天然氣中的H₂S氧化轉化為單質硫和少量水，這樣形成的單質硫沉積在脫硫劑載體的孔隙中，使得天然氣中的H₂S組分直接轉化為無害的固體單質硫，保留在脫硫劑中。干法脫硫裝置投資少，設備少，能耗小，流程簡單，生產過程中不產生廢液、廢氣。適用于天然氣處理量較小，含硫量在20mg/m³以下，且脫硫精度要求在0.05～1.0mg/m³范圍的物料。

低含硫天然氣脫硫工藝采用的是氧化鐵脫硫劑，氧化鐵脫硫劑主要是用于處理低含硫天然氣井；如果將固體Fe₂O₃用于高含硫、小產量氣井開發時經濟上難以過關，僅脫硫劑成本就高于1.5元/m³，顯然不能采用。故高含硫天然氣脫硫技術工藝主要是考慮在氧化鐵脫硫裝置前加可以吸收高含硫天然氣的工藝，先進行粗脫后，再送往氧化鐵脫硫裝置精脫，達到凈化氣體的目的。

在進行高含硫天然氣的脫除時，目前，尤以MDEA(N-甲基二乙醇胺)作為脫硫劑的濕法脫硫是世界上應用最為廣泛的脫硫技術，但是多年來國內外的實踐經驗表明，該法存在著設備投資高、流程復雜、脫硫劑流失量大、回收脫硫劑的能耗高、操作成本高等問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種高含硫天然氣脫硫工藝，該高含硫天然氣脫硫工藝的設備投資低、流程簡單、脫硫劑流失量小、回收脫硫劑的能耗低、操作成本低。

本發明的目的通過下述技術方案實現：一種高含硫天然氣脫硫工藝，包括以下步驟：

(a)首先將原料天然氣進行減壓；

(b)減壓后的原料天然氣進入換熱器，換熱到預定溫度；

(c)經過換熱后的原料天然氣進入脫硫裝置脫除大部分的H₂S；

(d)然后進入吸附塔再脫除剩余的H₂S；

(e)最后進入凈化氣過濾分離器進行凈化和過濾。

所述步驟(a)中，原料天然氣通過減壓閥進行減壓。