[發明專利]一種天然氣脫液脫硫裝置及其脫硫工藝

有效

• 申請號: 201210157623.0
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN103421564A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 林科;李廷均;肖青
• 申請（專利權）人: 北京三聚環保新材料股份有限公司;北京三聚創潔科技發展有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及一種天然氣脫液脫硫裝置及其脫硫工藝，屬于化工技術領域。

背景技術

天然氣中含有硫化氫、硫醇類物質、重烴氣、飽和水以及其它雜質，天然氣中的硫化氫遇水形成弱酸，弱酸的存在會造成鋼制等設備和管路的腐蝕。另外，如果將含有硫化氫的天然氣作為民用燃料使用時，天然氣燃燒后產生的排放廢氣中會含有硫化物，而硫化物也會污染環境，危害人的健康。因此，對開采出的天然氣首先需將其中的硫化氫脫除，以滿足工廠生產和民用商品氣的使用要求。

目前，國內天然氣采用的脫硫方法主要有濕法工藝和干法工藝，濕法脫硫是指通過氣-液接觸，將天然氣中的硫化氫轉移至液相，天然氣得到凈化，而后對脫硫液進行再生循環使用。干法脫硫是指將原料氣以一定空速通過裝有固體脫硫劑的固定床，經過氣-固接觸交換，將氣相中的硫化氫吸附到脫硫劑上，從而達到凈化原料氣的目的。

現有技術中，尤其對于天然氣的干法脫硫，首先需要對天然氣進行氣液分離，除去天然氣中的液固雜質后，再對天然氣進行脫硫處理。這是因為在對天然氣進行脫硫時，天然氣中含有的液固雜質會覆蓋在脫硫劑表面，從而降低脫硫劑的脫硫效果。中國專利文獻CN101037630B公開了一種油氣田天然氣超重力脫硫方法，具體為氣井天然氣經分離器處理后，天然氣進入超重力脫硫機，與從貧液罐泵入超重力脫硫機內的脫硫劑逆流接觸，脫除天然氣中的硫化氫，分離出的天然氣進入輸氣管線，脫除硫化氫的溶液經后續處理，使脫硫劑再生，同時制備出單質硫。

上述技術中，采用超重力脫硫機設備，對天然氣進行脫除硫化氫處理，并且還對脫除硫化氫的溶液進行了脫硫劑再生和單質硫的回收，具有工藝簡單、生產運行和脫硫成本低的優點。但是上述技術中，對氣井天然氣進行分離處理時，由于進行氣液分離的氣井天然氣是直接從氣井采出的，具有很大的壓力，進入氣液分離器內時，造成氣液分離器中也具有很高的壓力，當氣井天然氣經過氣液分離器處理后，分離出的氣體很容易在壓力的作用下隨分離出的液體一起排出，這樣造成了氣液分離不完全，并且會造成后續脫硫處理的天然氣的量減少，造成了資源浪費。另外，油田氣田的處理站基本都設置在野外，對于采出的天然氣脫硫也是在野外進行的，為了保證天氣嚴寒時，對天然氣進行氣液分離后得到的廢液不凍結，通常需要對氣液分離后廢液廢氣儲罐設置保溫層，這樣也會造成了廢液處理裝置的成本大幅增加。

現有技術中，針對氣液分離過程中氣液分離不完全的問題已經進行了廣泛研究。中國專利文獻CN201783230U公開了一種氣液分離裝置，包括一分離管道，布置成基本垂直于地面，該分離管道包含一氣液分界點、從氣液分界點向上的氣體通道和向下的液體通道；以橫置的S型管道、該S型管道的一端連接該液體通道，且在該一端與S型管道的頂端之間聚集液體，以形成一液封端，該S型管道的另一端引出從該液封段溢出的液體。上述氣液分離裝置通過簡單的結構，對含液氣體進行氣液分離，可以彌補現有氣液分離設備排出氣中氣液分離不徹底的問題。另外，日本專利文獻P2003-126631A也公開了一種氣液分離器，所述氣液分離有上部容器和下部容器組成，上部容器與下部容器連通，下部容器的側壁設置有液體排出口，或者下部容器還可以設置成一橫置的S型管道，所述S型管道的一端與上部容器連通，S型管道的另一端作為液體排出口。所述氣液分離器也是在下部容器中形成液封，對含液氣體進行氣液分離時，可以避免現有氣液分離設備排出氣中氣液分離不徹底的問題。

上述技術中，所述的氣液分離器均是通過設置簡單的液封來解決氣液分離不徹底的問題，但是，應用上述技術進行氣液分離時，并沒有解決天氣嚴寒時需要對天然氣氣液分離后的廢液儲罐設置保溫層的問題，這樣也造成了廢液處理裝置的成本大幅增加。另外，當對采出的天然氣采用上述技術進行氣液分離時，由于采出的天然氣中同時還含有一些固體雜質，而固體雜質的存在容易造成液體排出時管路堵塞，而管路堵塞后，液體不能及時排出，容易造成安全事故。

發明內容

本發明所解決的技術問題是現有技術中對天然氣進行脫硫前的氣液分離時，需要對氣液分離后的廢液儲罐設置保溫層，造成了成本大幅增加，另外經氣液分離后的液體中含有固體雜質，如果直接對液體進行排出，還會造成液體排出管路堵塞，容易造成安全事故，進而提供一種不用給廢液儲罐設置保溫層而自動保持廢液儲罐中廢液不凍結，并且能有效處理氣液分離后的廢液中固體雜質的方法。