[發(fā)明專利]低潛硫量天然氣凈化方法

無效

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• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102604702A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設計）人: 宋世昌;王海琴;杜麗民;李光;銀永明;龔金海;尚德彬;何佳
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石化集團中原石油勘探局勘察設計研究院
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 韓天寶

技術領域

本發(fā)明涉及一種低潛硫量天然氣凈化方法，特別涉及低潛硫量天然氣區(qū)塊的天然氣凈化方法。

背景技術

天然氣凈化就是將天然氣中硫化氫、二氧化碳、水等組分脫除，使凈化后的天然氣符合外輸氣國家標準，并利用回收的硫化氫生產硫磺。我國擁有大量低潛硫量的天然氣氣田、區(qū)塊，如我國新疆塔里木氣田、四川氣田、長慶氣田、普光氣田等氣田具有很大的低潛硫量天然氣區(qū)塊，采用常規(guī)天然氣凈化工藝開發(fā)存在一定困難，主要原因在于低潛硫量天然氣中硫含量低，天然氣凈化工藝脫除的硫化氫回收難度較大。???????

現有技術中，天然氣凈化工藝脫除的硫化氫采用克勞斯法回收硫磺，對低潛硫量天然氣的凈化生產，經濟成本較大，生產過程中含硫尾氣無法達標排放，常是直接將回收的硫化氫焚燒，對環(huán)境造成一定的影響，致使大部分低潛硫量的天然氣氣田、區(qū)塊無法進行開發(fā)，造成資源大量浪費。目前，針對低潛硫量天然氣的凈化方法，主要采用溶劑法（常用甲基二乙醇胺）首先脫除天然氣中的硫化物以及二氧化碳，再采用三甘醇液體吸收法脫水，共需2套相應裝置達到天然氣凈化的目的，硫磺回收選用LO-CAT法，因潛硫量較低，含硫尾氣處理采用火炬焚燒后排放。溶劑法脫除硫化氫、二氧化碳，工藝穩(wěn)定可靠，運行平穩(wěn)，但是這種方法的特點是溶劑再生過程需要耗費大量蒸汽（0.18～0.2噸蒸汽/萬方天然氣），且溶劑再生泵、貧溶劑輸送泵電力消耗大（6.4～7.6KW/萬方天然氣），溶劑的降解現象會腐蝕鋼質設備，從而造成運行費用高、檢修頻繁、設備壽命短等問題。三甘醇液體吸收法脫水工藝可靠，運行平穩(wěn)，但在生產工藝運行過程中，需消耗大量蒸汽以及電力，因此能耗較大。硫磺回收工藝采用LO-CAT法，硫磺回收率高，但是硫磺回收過程中含硫尾氣排放不符合環(huán)保規(guī)定，無論是焚燒后直接排放，還是直接排放，都對環(huán)境造成一定的污染。天然氣損耗率高達1.5%，造成資源浪費。

200710201889.X公開了一種天然氣綜合凈化分離方法，屬油田伴生天然氣的處理；200710023815.1公開了一種天然氣脫硫的方法，適用于天然氣、煤氣和沼氣的脫硫干燥工藝，二項發(fā)明都不能滿足低潛硫量天然氣凈化要求。

綜上所述，現有低潛硫量天然氣凈化工藝存在如下問題：

1）通常低潛硫量天然氣凈化工藝由脫硫化氫、二氧化碳裝置、脫水裝置、硫磺回收裝置、尾氣處理等單獨單元組成，各單元之間相對獨立，工藝復雜，設備多，流程較長，運行維護費用高。

2）低潛硫量天然氣凈化工藝需要對脫硫脫碳溶劑、三甘醇溶液進行加熱再生，所需的能量來自于天然氣燃燒，致使消耗大量天然氣；脫硫脫碳溶劑循環(huán)泵和再生泵、三甘醇循環(huán)泵和再生泵需消耗大量電能，因此天然氣損耗率較高，能耗較大。

3）硫磺回收裝置生產過程中存在含硫尾氣排放，對環(huán)境造成一定影響。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于克服上述現有技術存在的工藝復雜、能耗高和含硫尾氣排放對環(huán)境造成污染的缺陷，提供一種低潛硫量天然氣凈化方法。

本發(fā)明低潛硫量天然氣凈化方法，包括天然氣凈化和硫磺回收二部分：?

一、天然氣凈化

這部分的目的就是將低潛硫量天然氣中硫化物（硫化氫、硫醇等組分）、二氧化碳和水進行脫除，獲得符合國家標準的外輸天然氣，其具體步驟為：

1、低潛硫量天然氣經過天然氣分離器分離后，進入分子篩吸收塔，將天然氣中硫化物（硫化氫、硫醇等組分）、二氧化碳、水進行吸附，即可得到合格的管輸天然氣；

2、為了分子篩吸收塔的循環(huán)使用，從管輸天然氣中引一股合格外輸天然氣作為再生氣，經加熱后進入分子篩吸附塔，將被分子篩吸附的硫化物、二氧化碳與水從分子篩吸收塔中脫附出來，從而實現分子篩的循環(huán)使用；

3、攜帶硫化物、二氧化碳與水的混合再生氣經冷卻、分離后進入硫磺回收系統(tǒng)；?

二、硫磺回收

這部分的目的就是對混合再生氣進行處理，獲得符合國家標準的副產品硫磺，其具體步驟為：

1、經冷卻、分離后混合再生氣進入硫磺氧化塔內與氧化溶液進行氧化反應，得到單質硫；

2、硫磺氧化塔內的氧化溶液進入氧化劑再生塔，與空氣發(fā)生氧化還原反應，使氧化溶液恢復其氧化性，增壓后進入硫磺氧化塔，循環(huán)使用；

3、硫磺氧化塔內氣相稱為尾氣，尾氣經壓縮機增壓后，返回天然氣凈化過程予以回收處理。

所述的氧化溶液組分為三氯化鐵、碳酸鈉、碳酸氫鈉和絡合劑的混合溶液。

所述的絡合劑為乙二胺或乙二胺四乙酸。