专利名称：天然气常温精脱硫化氢的方法
技术领域：
本发明属于天然气净化处理技术，具体涉及一种天然气常温脱硫方法。
背景技术：
天然气作为一种绿色洁净能源，其开发和利用越来越受到人们的重视，各国对天 然气质量都有相应的净化标准。发展天然气工业，必须研究发展天然气净化工艺，解决天然 气的输运储备和无害利用问题。脱硫一般采用干法脱硫，干法包括氧化铁法、氧化锌法、活 性炭法、分子筛法等，干法适用于低含硫气体处理，以其工艺简单、操作方便、脱硫精度高、 能耗低而被广泛应用。氧化铁因按化学吸收机理脱硫，故在有氧或无氧气氛下均可应用，但 空速不能太高，耐水性较低。氧化锌存在能耗高、开车时间长、价格贵等缺点。活性炭类脱硫剂常用于有氧、高湿度气氛中脱除&S。传统活性炭脱硫由于吸附和 反应速率低，且硫容较低，难达到工业脱硫要求。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述缺陷，本发明的目的在于，提供一种天然气常 温精脱硫化氢的方法，该方法具有脱硫反应速度快、硫容高，可以大幅度降低生产成本、提 高生产效率。本发明提供的天然气常温精脱硫化氢的方法，采用以下技术方案天然气经干燥、 气水分离后进入装有活性碳精脱硫剂的精脱塔，在脱硫剂作用下，脱除气体中的；精脱 硫剂均分两层或多层装填，床层总高径比为1.5 — 4.0，温度为常温 150°C，压力为常压 2. 5Mpa ；用测硫仪测量，当脱硫塔脱硫后天然气中压3含量达到5mg/Nm3时，完成脱硫过程。所述的脱硫剂是以颗粒或成型活性炭为载体，负载活性组份CuO，脱硫剂中CuO的 含量为2 9Wt%。径向抗压碎强度彡60N/cm,堆密度0. 5 — 0. 7kg/l，比表面>140m2/g， 比孔容 0. 4-0. 8ml/g。实现上述天然气常温精脱H2S艺的主要原理为
CuCHH2S _p. CuS 十 H2O 十 Q
40 - 150 0C
2H2S + O2 .................................................................................................|ι丨 2S 十 2H20 十 Q
40 - 150 0C
式中Q为热量。完成脱硫操作后，对脱硫塔进行再生，将需再生脱硫塔切换出来，再生过热蒸汽先 经减压阀减压，自塔顶部通入，塔内温度逐渐上升，蒸汽凝液和自脱硫剂中解吸出的硫化物 等组分通过脱硫塔底部排出；蒸汽流量控制在10 m3/分钟，随着再生的进行，床层温度逐渐 上升，升至升至100°C 105°C，持续20分钟，然后将床层温度升至约180 200°C。每20分钟取样分析，分析再生气中硫化物含量指标，当再生气中吐3含量小于1 mg/ m3时，再生 完成。再生完成后，须对脱硫塔及管线进行干燥；来自界区外的氮气首先经氮气加热器 加热，采用低压蒸汽加热至120 150°C，再经减压阀减压至0. 2MPaA后，自底部通入脱硫 塔；塔内再生后残留水蒸汽、硫化物等杂质经热氮气吹扫干燥带出；氮气流量控制在30m3/ 分钟，通过分析干燥废气中的水含量小于0.5 g / m3时，确定干燥完成，塔内操作压力 0. 2MPaA，操作温度为142 150°C。本发明提供的天然气常温精脱硫化氢的方法，其有益效果在于，采用载铜活性炭 作为脱硫剂进行脱硫，利用活性炭材料的特殊表面结构，通过吸附、氧化实现H2S的净化。该 过程具有脱硫反应速度快、硫容高等特点，大幅度提高了生产效率；脱硫剂可以再生，重复 利用，大量节约资源，大幅度降低了生产成本。
具体实施例方式下面结合一个实施例，对本发明提供的天然气常温精脱硫化氢的方法进行详细的 说明。
实施例本实施例的天然气常温精脱硫化氢的方法，对新疆油田公司的彩南2#气站和石 西油田的天然气进行净化脱硫处理，该油田产出的天然气中含硫量均超过国家标准规定的 20mg/m3，该天然气的主要成分含 CH4 87. 77%, C2 5. 28%, C3 2. 26%, C4 1. 37%, C5 0. 5%, C6 0. 21%, C02 0. 88%, N2 1. 68%, H2S 300 600mg/Nm3。上述天然气经干燥、气水分离后进入装有活性碳精脱硫剂的精脱塔，在脱硫剂作 用下，脱除气体中的；精脱硫剂均分两层或多层装填，床层总高径比为3. 0，温度为常温， 压力为常压；用测硫仪测量，当脱硫塔脱硫后天然气中吐3含量达到5mg/Nm3时，完成脱硫过 程。所述的脱硫剂是以颗粒或成型活性炭为载体，负载活性组份CuO，脱硫剂中CuO 的含量为7Wt%。径向抗压碎强度彡60N/cm，堆密度0.6 kg/Ι，比表面>140m2/g，比孔容 0.4-0. 8ml/g。本实施例采用2台脱硫塔，脱硫塔内均装有活性炭精脱硫剂。来自界区外天然气 分离罐的天然气自“第一脱硫塔”顶部进入，自底部排出，再自“第二吸附塔”顶部进入，自 底部排出，即产出高纯度天然气，经出料管线送出界区。完成脱硫操作后，对脱硫塔进行再生，根据取自两个脱硫塔串联中间管线位置的 采样口分析结果，认为“第一吸附塔”床层已穿透或接近穿透时，即进行切换，然后对失活脱 硫剂再生。将需再生脱硫塔切换出来，再生过热蒸汽先经减压阀减压，自塔顶部通入，塔内温 度逐渐上升，蒸汽凝液和自脱硫剂中解吸出的硫化物等组分通过脱硫塔底部排出；蒸汽流 量控制在10 m3/分钟，随着再生的进行，床层温度逐渐上升，升至102°C，持续20分钟，然后 将床层温度升至约190°C。每20分钟取样分析，分析再生气中硫化物含量指标，当再生气中H2S含量小于1 mg/ m3时，再生完成。再生完成后，须对脱硫塔及管线进行干燥；来自界区外的氮气首先经氮气加热器 加热，采用低压蒸汽加热至130°C，再经减压阀减压至0.2MPaA后，自底部通入脱硫塔；塔 内再生后残留水蒸汽、硫化物等杂质经热氮气吹扫干燥带出；氮气流量控制在30 m3/分钟， 通过分析干燥废气中的水含量小于0.5 g / m3时，确定干燥完成，塔内操作压力0.2MPaA， 操作温度为145 °C。本实施例仅给出了常温常压条件下，天然气精脱硫化氢的工艺，如果把温度和压 力适当提高，例如温度为 50°c、80°c、100°c、120°c、15(rc，压力为 1. 5 MpaU. 8 Mpa,2. 0 Mpa,2. 3 Mpa,2. 5 Mpa等条件时，脱硫效果会更好。
权利要求
1.一种天然气常温精脱硫化氢的方法，其特征在于天然气经干燥、气水分离后进入 装有活性碳精脱硫剂的精脱塔，在脱硫剂作用下，脱除气体中的；精脱硫剂均分两层或 多层装填，床层总高径比为1. 5 — 4. 0，温度为常温 150°C，压力为常压 2. 5Mpa ；用测硫仪 测量，当脱硫塔脱硫后天然气中含量达到5mg/Nm3时，完成脱硫过程。
2.根据权利要求1所述的天然气常温精脱硫化氢的方法，其特征在于所述的活性 碳精脱硫剂是，以颗粒或成型活性炭为载体，负载活性组份CuO，脱硫剂中CuO的含量为 2 9Wt% ；径向抗压碎强度彡60N/cm，堆密度0. 5 - 0. 7kg/l，比表面>140m2/g，比孔容 0.4-0. 8ml/g。
3.根据权利要求1所述的天然气常温精脱硫化氢的方法，其特征在于完成脱硫操作 后，对脱硫塔进行再生，将需再生脱硫塔切换出来，再生过热蒸汽先经减压阀减压，自塔顶 部通入，塔内温度逐渐上升，蒸汽凝液和自脱硫剂中解吸出的硫化物等组分通过脱硫塔底 部排出；蒸汽流量控制在10 m3/分钟，随着再生的进行，床层温度逐渐上升，升至100°C 105°C，持续20分钟，然后将床层温度升至约180 20(TC ；每20分钟取样分析，分析再生 气中硫化物含量指标，当再生气中含量小于1 mg/ m3时，再生完成。
4.根据权利要求1或3所述的天然气常温精脱硫化氢的方法，其特征在于再生完成 后，须对脱硫塔及管线进行干燥；来自界区外的氮气首先经氮气加热器加热，采用低压蒸汽 加热至120 150°C，再经减压阀减压至0. 2MPaA后，自底部通入脱硫塔；塔内再生后残留 的水蒸汽、硫化物等杂质经热氮气吹扫干燥带出；氮气流量控制在30 m3/分钟，通过分析干 燥废气中的水含量小于0. 5 g / m3时，确定干燥完成，塔内操作压力0. 2MPaA，操作温度为 142 150°C。
全文摘要
本发明公开了一种天然气常温精脱硫化氢的方法，采用以下技术方案天然气经干燥、气水分离后进入装有活性碳精脱硫剂的精脱塔，在脱硫剂作用下，脱除气体中的H2S；精脱硫剂均分两层或多层装填，床层总高径比为1.5－4.0，温度为常温~150℃，压力为常压~2.5MPa；用测硫仪测量，当脱硫塔脱硫后天然气中H2S含量达到5mg/Nm3时，完成脱硫过程。所述的脱硫剂是以颗粒或成型活性炭为载体，负载活性组份CuO，脱硫剂中CuO的含量为2～9Wt％。径向抗压碎强度≥60N/cm，堆密度0.5－0.7kg/l，比表面>140m2/g，比孔容0.4-0.8ml/g。采用载铜活性炭作为脱硫剂进行脱硫，利用活性炭材料的特殊表面结构，通过吸附、催化氧化实现H2S的净化。
文档编号C10L3/10GK102115685SQ20111000149
公开日2011年7月6日 申请日期2011年1月6日 优先权日2011年1月6日
发明者奚惠民, 孙文成, 杨自立, 樊辉, 甑建, 赵红, 陈陆建 申请人:克拉玛依金叶化工有限责任公司