[發明專利]一種天然氣深度脫硫系統及其脫硫方法

有效

• 申請號: 201710010689.X
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN106833783B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 陳英;潘蓮蓮;楊淑清;陳東;陳勇;董炎青
• 申請（專利權）人: 浙江海洋大學
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;B01D53/86;B01D53/52
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

一種天然氣深度脫硫系統及其脫硫方法，包括二并聯的脫硫裝置、氣柜、尾氣裝置，脫硫裝置上設有催化劑進料口、萃取劑或H₂O₂進料口、H₂S進氣口、尾氣出口和水或萃取劑出液口，其中H₂S進氣口與氣柜相連，尾氣出口與尾氣裝置相連，脫硫裝置內設有攪拌器、過濾膜和氣體擴散器，步驟為：先在其中一脫硫裝置內加入催化劑、H₂O₂反應脫硫，再尾氣排放，當催化劑失活或H₂S除去率下降后，關閉運行，另一脫離裝置脫硫，以萃取劑作為浸取劑，分離和提純單質硫。本發明集氧化吸收、催化劑再生、萃取劑循環、水循環和單質硫資源化多個工藝于一體，實現了天然氣深度脫硫和單質硫回收同時進行，硫化氫尾氣含量低于排放極限值，轉化率達到95～99％，具有安全、高效、無二次污染物產生的特點。

技術領域

本發明涉及一種脫硫方法，尤其涉及一種安全環保的天然氣深度脫硫系統及其脫硫方法。

背景技術

隨著可持續發展戰略和環境保護國策的要求，天然氣作為清潔高效的優質能源，具有極大的發展前景[杜德飛,胡金燕,李宇,趙靚.天然氣凈化廠脫硫裝置能耗分析及節能措施探討]。天然氣先從氣井井口采出或從礦場分離器分出，再進入脫硫裝置脫除所含的酸性氣體硫化氫(H₂S)，從脫硫裝置出來的濕天然氣送至脫水裝置進行脫水處理，凈化后的天然氣經輸氣管道外輸至用戶[姚春旭.川東北高含硫天然氣脫硫脫碳工藝研究[J].中國石油大學(華東),2011]。

由于天然氣凈化過程中會產生污染物H₂S，不僅危害人體健康，還會引起設備和管路腐蝕，降低天然氣利用率，使催化劑中毒并造成環境污染。為避免出現上述問題，必須嚴格限制H₂S濃度，這就要求對其進行深度脫硫。目前，國內外工業上深度脫硫方法主要有：化學脫硫(干法、濕法、胺洗法、催化氧化和克勞斯法等)、物理脫硫(膜分離和變壓吸附等)和生物脫硫[范冠軍.醇胺法在酸性天然氣脫硫工藝中的應用[J].化工管理,2014,(3):232.]。但這些凈化技術存在高工藝要求，高耗能，不能連續化操作和二次污染多等缺點。

硫元素作為世界上最重要的元素之一，回收和利用單質硫尤為重要。分離和提純單質硫的方法主要有：浸出、浮選、熱過濾和溶劑萃取等[呂詩淇,賴君玲,羅根祥.脫硫劑羥基氧化鐵中硫磺的回收研究[J].當代化工,2015,9(44):2090-2093.]。

因此，如何實現H₂S無害化處理與單質硫資源化工藝一體化是一個值得重視的課題。

發明內容

本發明所要解決的第一個技術問題是提供一種結構合理、使用安全環保的天然氣深度脫硫系統，能高效脫除天然氣凈化過程中產生的H₂S，且無二次污染物產生。

本發明所要解決的第二個技術問題是提供一種安全、高效且環保的天然氣深度脫硫系統，以解決天然氣凈化過程中產生的H₂S無害化處理問題，并實現天然氣深度脫硫和單質硫回收同時進行。

本發明解決上述第一個技術問題所采用的技術方案為：一種天然氣深度脫硫系統，其特征在于包括二個并聯的脫硫裝置、含H₂S的原料氣的氣柜和用于在線檢測H₂S和氧氣濃度的尾氣裝置，二個脫硫裝置的結構相同，在脫硫裝置上設有催化劑進料口、萃取劑或H₂O₂進料口、H₂S進氣口、尾氣出口和水或萃取劑出液口，其中H₂S進氣口與氣柜相連接，尾氣出口與尾氣裝置相連接，在脫硫裝置內設有攪拌器、過濾膜和氣體擴散器，在脫硫裝置的側壁設有液位控制器。