[發(fā)明專利]一種天然氣的脫硫凈化工藝

在審

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• 申請日: 2016-12-14
• 公開（公告）號: CN106693690A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊金帥;崔國棟;胡文賓
• 申請（專利權(quán)）人: 山東迅達(dá)化工集團(tuán)有限公司
• 主分類號: B01D53/86
• 分類號: B01D53/86;B01D53/52;B01D53/48;B01D53/04
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種天然氣凈化工藝，具體涉及一種天然氣的脫硫凈化工藝。

背景技術(shù)

天然氣，因具有開采簡單、易輸送計(jì)量、價(jià)格便宜、安全衛(wèi)生污染小等優(yōu)點(diǎn)，使用日趨廣泛。

但天然氣從地下采出時(shí)，經(jīng)常含H₂S和少量COS，存在腐蝕性、劇毒性和令人極難接受的氣味，不進(jìn)行凈化處理往往難以輸送和使用。強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB17820-2012二類天然氣的指標(biāo)要求包括H₂S≤20mg/m³，總硫(以硫計(jì)) ≤200mg/m³。

天然氣，除了H₂S、有機(jī)硫含量特別低、可不經(jīng)處理直接使用的一少部分，其余大多需要進(jìn)行脫硫凈化處理。凈化處理，對高產(chǎn)量的氣井或者大規(guī)模的氣田而言，通過胺液吸收、解析，有機(jī)硫水解，脫水，以及硫磺回收、尾氣凈化等連續(xù)處理裝置，可以實(shí)現(xiàn)包括脫硫、脫CO₂、脫水等多種目的，使產(chǎn)品符合GB17820-2012一類、二類天然氣的所有要求。

但對那些產(chǎn)氣量不大而又偏遠(yuǎn)的天然氣資源，包括天然氣、油田伴生氣、煤層氣，如果含H₂S、有機(jī)硫，則其是否能夠運(yùn)營存在問題：如果輸送到遠(yuǎn)處有能力進(jìn)行凈化處理的凈化廠或使用單位，則需要敷設(shè)防腐等級較高的輸送管線，管線投資及維護(hù)管理成本都比較高，發(fā)生泄漏事故時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)成本較高，或者導(dǎo)致井口氣價(jià)較低；如果供當(dāng)?shù)厥褂茫贿M(jìn)行脫硫凈化處理通常也無法獲得市場準(zhǔn)入，甚至連氣井自用有時(shí)也做不到。

對那些產(chǎn)氣量大但也偏遠(yuǎn)的天然氣資源，包括天然氣、油田伴生氣、煤層氣，雖然可以輸送至凈化廠處理，但能否通過管線將凈化天然氣送回到氣井使用，或者送回到氣井附近的居民區(qū)、企事業(yè)單位使用，也經(jīng)常存在問題，原因包括費(fèi)用、管理、購買力及制度障礙，導(dǎo)致資源地不易享受資源的情況，容易引發(fā)社會(huì)糾紛。

實(shí)際上，氣井附近的天然氣市場，除了關(guān)心有毒物質(zhì)H₂S、有機(jī)硫是否達(dá)標(biāo)，而對于CO₂、水的含量，乃至天然氣的純度即發(fā)熱量，要求并不很高，天然氣的實(shí)際價(jià)格更重要。

因而，有必要開發(fā)一種可解決上述問題的、小規(guī)模的天然氣脫硫凈化工藝，應(yīng)具有工藝簡單、易于控制、加工量彈性大、對原料氣H₂S含量高低波動(dòng)適應(yīng)性強(qiáng)、安全環(huán)保、運(yùn)轉(zhuǎn)成本低等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種天然氣的脫硫凈化工藝，主要設(shè)備包括兩臺具有換熱控溫能力的可串并聯(lián)H₂S催化氧化吸附脫硫反應(yīng)器，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可將脫硫溫度控制在80℃以下；脫硫反應(yīng)器內(nèi)裝填的H₂S催化氧化吸附脫硫劑，具有≥20%(質(zhì)量)的硫容，和≤10 mg/m³的H₂S脫除精度，利用由空氣引入的O₂和H₂S反應(yīng)，基本轉(zhuǎn)化為硫磺并沉積、吸附在吸附脫硫劑的顆粒表面和內(nèi)孔中，出口氣中H₂S≤20mg/m³；天然氣進(jìn)入脫硫反應(yīng)器之前配入空氣并充分混勻，空氣的配入量略多于與H₂S反應(yīng)生成單質(zhì)硫所需O₂的量，天然氣中的H₂S濃度在線測定。

本發(fā)明的天然氣脫硫凈化工藝中，所述催化氧化吸附脫硫劑，可以是由活性炭負(fù)載Fe、Mn、Cu、Zn、Co氧化物和/或堿金屬的碳酸鹽等成分改性制備的催化氧化吸附脫硫劑，具有≥25%(質(zhì)量)的硫容，和≤1 mg/m³的H₂S脫除精度；優(yōu)選具有COS水解脫除能力的催化氧化吸附脫硫劑，以提高COS的穿透時(shí)間，其中COS水解為H₂S并進(jìn)一步氧化為單質(zhì)硫吸附沉積脫除，天然氣中通常基本不含COS以外的有機(jī)硫。還可以將具有較高H₂S脫除容量和精度的脫硫劑和具有COS水解脫除能力的脫硫劑搭配使用，沿氣流方向可以在僅具有H₂S脫除能力的催化氧化吸附脫硫劑床層之后設(shè)置具有COS水解能力的催化氧化吸附脫硫劑床層；或者在H₂S脫硫劑床層的出口段設(shè)置與具有COS水解脫除能力的催化氧化吸附脫硫劑的混合床層。

所述催化氧化吸附脫硫劑，優(yōu)選可通過200-300℃熱再生吹除硫磺或吸附物基本恢復(fù)其性能的催化氧化吸附脫硫劑，更優(yōu)選通過200-300℃熱再生吹除硫磺或吸附物基本恢復(fù)其性能的具有COS低溫水解脫除能力的催化氧化吸附脫硫劑。