[實用新型]天然氣脫硫脫碳深度凈化系統

有效

• 申請號: 201220516853.7
• 申請日: 2012-10-10
• 公開（公告）號: CN202808741U
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 劉家洪;冼祥發;周明宇;張慶林;杜毅;王遠江;張津;郭慶生;劉波;曹旭原;傅賀平;陸永康;陳建良;李明;宋光紅;張藝
• 申請（專利權）人: 中國石油集團工程設計有限責任公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 鄧世燕

技術領域

本實用新型涉及一種天然氣脫硫脫碳凈化系統，用于天然氣處理廠深度凈化含H₂S、CO₂、硫醇、COS等有機硫的原料天然氣的深度脫硫脫碳。

背景技術

天然氣作為一種優質、高效、清潔的能源，在能源構成中所占的比例日益提高。我國每年需要從國外進口大量的天然氣資源，而目前探明的天然氣資源主要分布在中東和歐亞大陸地區。目前一般將天然氣液化以縮小其體積（壓縮后的體積約為同量氣態天然氣體積的1/600）方便海上運輸。

天然氣深度預處理是天然氣液化過程不可或缺的重要環節。天然氣液化前，為避免發生冰堵和腐蝕等問題，必須經過深度凈化處理，使其氣質技術指標達到如下要求：H₂S含量≤3.5?mg/m³，CO₂含量≤50?ppm，水露點-150℃～-160℃，Hg≤0.01?ug/m³，總硫含量≤50?mg/m³，苯含量≤1ppm，C5+≤0.1%(v)。為達到這些指標要求，必須對進入液化裝置的天然氣進行深度凈化處理。

天然氣在液化之前需脫除H₂S、CO₂、有機硫及H₂O。目前國外對于LNG氣體的處理，尤其對含硫原料氣的處理仍多采用以下幾種方法：化學吸收法，物理吸收法、化學-物理吸收法。這些方法中以化學-物理吸收法應用最為廣泛，典型的工藝有Shell公司開發的Sulfinol工藝、德國BASF公司的aMDEA工藝等。下面將分別介紹上面兩種典型的工藝：

（1）?Shell公司開發的Sulfinol工藝處理溶液主要由醇胺、環丁砜和水組成，可根據具體處理情況，采用不同的醇胺、環丁砜和水配比，適用于較寬組成和條件的酸性氣處理，包括天然氣、合成氣、煉廠氣、尾氣或LNG原料。Sulfinol工藝流程與一般胺法工藝類似，含硫的原料天然氣在吸收塔中與Sulfinol溶劑逆向接觸，塔內同時發生物理吸收和化學吸收過程，脫除原料氣中的H₂S、CO₂和有機硫，吸收了酸性氣體的富胺液在再生塔中進行降壓、加熱再生，使Sulfinol溶液能夠循環利用。該工藝的處理能力強，可獲得很低的酸氣分壓和較高的酸氣負荷而不發生降解或腐蝕。設備主要采用碳鋼材料。Sulfinol工藝投資及操作費用較低，而且通過調節砜胺比例，可達到處理最佳效果。這一工藝的不足之處在于當原料氣中含有大量的重烴或芳烴時，會發生較為嚴重的烴共吸現象，閃蒸后的燃料氣需回收處理，溶液易發泡。

（2）德國BASF公司的aMDEA工藝采用了不同溶劑體系共有六種溶劑配方，分別標以aMDEA01～aMDEA06。在一般天然氣凈化處理中常選擇具有類似物理吸收溶劑性質的aMDEA01～MDEA03溶劑，便于在進料氣相對較高的CO₂分壓下脫除CO₂，以利用閃蒸節省大量的熱量消耗。而aMDEA05和aMDEA06兩個配方，則對H₂S具有高的選擇性。aMDEA工藝特別適用于原料氣中H₂S含量很低而CO₂分壓極高的場合，既可用于新建裝置，也可用于已建裝置的改造。由于aMDEA溶劑的化學和熱穩定性比較好，還可避免裝置發生嚴重的腐蝕和結垢。但是aMDEA工藝不能脫除原料天然氣中的有機硫雜質，對于處理同時含有H₂S、CO₂、硫醇、COS等有機硫的原料天然氣來講，往往處理后的凈化氣中總硫含量的不能達到相應的指標要求。

實用新型內容

本實用新型克服了現有技術中的缺點，提供了一種天然氣脫硫脫碳深度凈化系統，既可用于天然氣液化之前的深度預處理，也可用于類似含硫天然氣的常規凈化處理。