[發(fā)明專利]天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法與裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210576730.7
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN102977964A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 范軼;李浩;朱學(xué)軍;汪華林;許德建;沈玲;封金蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華暢環(huán)保設(shè)備發(fā)展有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 項丹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油化工與環(huán)保領(lǐng)域，涉及高含硫（H₂S的含量為13-18%（體積））天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗的方法及裝置，適用于天然氣凈化單位天然氣脫硫單元吸收塔部分的工藝。具體地說，本發(fā)明提供了對天然氣中脫除有機及無機硫的旋流強化方法及裝置。

背景技術(shù)

從地層中開采出來的天然氣往往含有砂和混入的鐵銹等固體雜質(zhì)，以及水、水蒸氣、硫化物和二氧化硫等有害物質(zhì)。其中，硫化物分為無機和有機兩種，無機的主要是硫化氫，硫化氫及其燃燒產(chǎn)物二氧化硫都具有強烈刺鼻氣味，對眼黏膜和呼吸道有破壞作用。另一方面，天然氣中的硫化氫又是制造硫、硫酸、化肥的重要原料，不應(yīng)讓它浪費掉。

天然氣是一種多組分的混合氣體，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數(shù)，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態(tài)存在，戊烷以上為液體。天然氣在燃燒過程中產(chǎn)生的能影響人類呼吸系統(tǒng)健康的物質(zhì)極少，產(chǎn)生的二氧化碳僅為煤的40%左右，產(chǎn)生的二氧化硫也很少。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產(chǎn)生，相較于煤炭、石油等能源具有使用安全、熱值高、潔凈等優(yōu)勢。

沈本賢等人發(fā)明的XDS復(fù)合高效脫硫溶劑(高酸性石油天然氣的高效凈化脫硫劑，專利申請?zhí)枺?00910233505.1)，其對于硫含量高的天然氣具有比較好的處理能力，且其具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、起泡少、降解低、損耗少、反應(yīng)速度快等優(yōu)點，可在活化劑參與下脫除合成氨中的二氧化碳以及H₂S。另外，還可以作為殺蟲劑、乳化劑、織物助劑的半成品、抗腫瘤藥物鹽酸氮芥的中間體、胺基甲酸酯涂料的催化劑、纖維助劑等，同時，也是油漆的一種促干劑。

上海華暢環(huán)保設(shè)備發(fā)展有限公司發(fā)明的短流程循環(huán)氫脫硫方法與裝置（專利號：ZL?200810201686.5）提供了一種短流程循環(huán)氫脫硫方法，效果明顯，得到了廣泛的工業(yè)化應(yīng)用。

但是，對于高含硫天然氣的脫硫，與包括循環(huán)氫脫硫在內(nèi)的現(xiàn)有技術(shù)存在明顯的不同，因為該天然氣的分子量比較大，所以簡單地套用現(xiàn)有的脫硫方法和脫硫劑并無法實現(xiàn)有效的脫硫以及脫硫溶劑降耗。

因此，本領(lǐng)域迫切需要開發(fā)出一種能夠有效地對高含硫天然氣進行脫硫并降低脫硫溶劑損耗的方法與裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種新穎的天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法與裝置，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

一方面，本發(fā)明提供了一種天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法，該方法包括：

(a)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的天然氣第一次吸收硫化氫過程與有機硫水解過程之間增加氣-液微旋流分離，以脫除原料天然氣中夾帶的富胺液；以及

(b)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的有機硫水解過程，即，將有機硫轉(zhuǎn)化為無機硫的過程之后的硫化氫吸收塔頂內(nèi)部采用氣-液微旋流分離，以脫除凈化后天然氣中夾帶的胺液。

在一個優(yōu)選的實施方式中，該方法還包括：將步驟（a）中得到的經(jīng)氣-液微旋流分離分離了富胺液并飽和了水蒸氣的天然氣由110℃加熱至140℃。

在另一個優(yōu)選的實施方式中，在步驟（a）中經(jīng)過氣-液旋流分離處理后，天然氣中所攜帶的粒度在2μm或更大的胺液的去除率達到90%或更高，壓降小于20mm?H₂O柱。

在另一個優(yōu)選的實施方式中，原料天然氣中的氣體流量為69718kg/h、液體流量為1150kg/h；經(jīng)處理后最終得到的天然氣中的H₂S含量低于6mg/Nm³，CO₂含量低于3mol%，以S計的硫化物含量低于200mg/Nm³。

在另一個優(yōu)選的實施方式中，所述脫硫溶劑選自：XDS復(fù)合高效脫硫溶劑、位阻胺和甲基二乙醇胺。

另一方面，本發(fā)明提供了一種天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗裝置，該裝置包括：

位于用于天然氣脫除有機及無機硫過程的第一級主吸收塔與轉(zhuǎn)化有機硫的水解反應(yīng)器之間的氣-液微旋流分離器，用以脫除天然氣中夾帶的富胺液；以及

內(nèi)置于用于天然氣脫除有機及無機硫過程中的有機硫水解過程，即，將有機硫轉(zhuǎn)化為無機硫的過程之后的第二級主吸收塔中的氣-液微旋流分離器，用以脫除凈化后天然氣中夾帶的胺液。