[發明專利]海上平臺脫除低含量硫化氫原料氣中的硫化氫的方法

有效

• 申請號: 201310722429.7
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103756743A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 陳建峰;梁作中;趙宏;初廣文;鄒海魁;羅勇;孫寶昌
• 申請（專利權）人: 北京化工大學;蘇州海基環能科技有限公司;北京化工大學蘇州（相城）研究院
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 張文祎

技術領域

本發明技術涉及一種脫硫的超低排放技術，具體地說，涉及一種海上平臺脫除低含量硫化氫原料氣中的硫化氫的方法。

技術背景

目前，海上油田開發已漸漸進入中后期，天然氣中原生或者次生的硫化氫氣體濃度不斷上升，造成了海上平臺設備和管道的嚴重腐蝕。特別是在海底輸送管道極易穿孔泄露，從而給作業者帶來無法估量的經濟損失和環境影響，因此，需要對天然氣或者油田伴生氣進行脫硫處理，盡可能的降低凈化氣的硫化氫含量。

天然氣脫硫可分為干法和濕法。干法主要包括克勞斯法、氧化鐵法、活性炭法等。濕法主要分為液體吸收法和吸收氧化法兩類。然而，這些傳統的脫硫方法一般采用塔式設備作為脫硫裝置，設備尺寸龐大、成本高、傳質效率低、操作彈性小，此外，以往的脫硫工藝再生設備龐大、效率低，且再生時間長，后續的硫磺分離設備也較大，不利于成撬，從而無法在海上平臺安裝，影響其大規模工業化。

超重力技術作為一項過程強化的平臺技術，能夠極大地強化傳質過程，可以取代巨大的塔器（二三十米以上的高度），降為高度只有2-3米的超重力機，具有脫硫工藝簡單、設備體積小、占地面積少，易于成撬等優點。中國專利200710101508.0報道了一種油田氣天然氣超重力脫硫方法，該工藝再生時間長，效率低，硫磺分離設備龐大，其工藝基本和中國專利201320055902.6報道的類似，均不適合在海上平臺安裝；中國專利201110076120.6報道了一種超重力場下氧化脫除氣相中硫化氫的方法，該方法較好的適用于硫化氫含量≥1300ppm的各種原料氣；將該工藝使用在天然氣、原油伴生氣硫化氫的脫除時，脫除效率達98-99%，出口濃度在1-3ppm。

發明內容

本發明技術要解決的技術問題是提供了一種海上平臺脫除低含量硫化氫原料氣中的硫化氫的方法。本發明不同于以往傳統的填料塔式干法和濕法脫硫工藝，而是針對低濃度硫化氫脫除的超低排放技術。本發明中所述低含量硫化氫原料氣是指原料氣中的硫化氫含量不大于300ppm。本發明結合超重力機能夠極大強化傳質的特點以及胺基脫硫藥劑的高效選擇性脫除硫化氫的特點，實現了硫化氫的脫除效率大于99.99%，出口硫化氫濃度約為0ppm（檢測不出）。同時，本發明中省去了脫硫藥劑的再生環節，本發明脫硫藥劑吸附能力強，在保證脫硫效果的前提下能夠長時間循環使用，無需再生，這就大大簡化了工藝流程和裝置設備，整個工藝流程只需一臺超重力機、一個藥劑罐和一臺藥劑泵即可，設備數量減少，占地面積更小，完全能夠滿足海上平臺的要求。

為解決上述技術問題，本發明一種海上平臺脫除低含量硫化氫原料氣中的硫化氫的方法，包括如下步驟：所述含硫化氫原料氣從側向進入超重力機，所述含硫化氫原料氣體中硫化氫含量≤300ppm，脫硫藥劑從超重力機中央進入，通過液體分布器噴淋到填料表面；在超重力機內部，脫硫藥劑由填料的內環向外環流動，原料氣由外環向內環流動，氣液兩相在填料層中沿徑向做逆向接觸，充分反應，硫化氫轉入液相被脫硫藥劑中的胺基吸收，凈化后的原料氣直接由出口離開超重力機；脫硫藥劑循環吸附使用直至失去活性。

優選地，超重力反應器的轉子轉速為200-3000r/min，脫硫藥劑溫度30-40℃，pH=9.5-12.0，待處理原料氣壓力5-8MPa，標況下操作液氣比0.5-15L/m³。

優選地，所述脫硫藥劑是水溶性有機胺GLT-203，其主要溶液成分是由一乙醇胺和三乙烯四胺混合而成，由武漢國力通能源環保有限公司生產。這種脫硫藥劑能夠有效的脫除天然氣或者油田伴生氣中硫化氫，生成穩定、無毒、水溶性產物，能夠生物降解，具有防腐功能，排海無污染。另外，該脫硫藥劑與硫化氫反應迅速，具有選擇性，受溫度影響較小，且硫化氫和有機硫與該藥劑反應生成的副產品不存在會使硫化氫不受控制自由揮發的危險，而使用乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA、甲基二乙醇胺MDEA和氫氧化鈉NaOH等都會面臨這種危險。

優選地，所述超重力旋轉床內的填料為不銹鋼軋花網填料、不銹鋼絲網填料或鐵絲編織網填料。

本發明技術新工藝中所述的超重力反應器優選使用附圖中所示的超重力反應器。

本發明工藝具有如下有益效果：

1）脫硫程度高。該工藝采用的超重力循環藥劑吸附技術可以將入口不超過300ppm的硫化氫脫除至0ppm（檢測不出），脫硫效率大于99.99%，這是其他技術不可以比擬的。