专利名称：低潜硫量天然气净化方法
技术领域：
本发明涉及一种低潜硫量天然气净化方法，特别涉及低潜硫量天然气区块的天然气净化方法。
背景技术：
天然气净化就是将天然气中硫化氢、二氧化碳、水等组分脱除，使净化后的天然气符合外输气国家标准，并利用回收的硫化氢生产硫磺。我国拥有大量低潜硫量的天然气气田、区块，如我国新疆塔里木气田、四川气田、长庆气田、普光气田等气田具有很大的低潜硫量天然气区块，采用常规天然气净化工艺开发存在一定困难，主要原因在于低潜硫量天然气中硫含量低，天然气净化工艺脱除的硫化氢回收难度较大。
现有技术中，天然气净化工艺脱除的硫化氢采用克劳斯法回收硫磺，对低潜硫量天然气的净化生产，经济成本较大，生产过程中含硫尾气无法达标排放，常是直接将回收的硫化氢焚烧，对环境造成一定的影响，致使大部分低潜硫量的天然气气田、区块无法进行开发， 造成资源大量浪费。目前，针对低潜硫量天然气的净化方法，主要采用溶剂法(常用甲基二乙醇胺)首先脱除天然气中的硫化物以及二氧化碳，再采用三甘醇液体吸收法脱水，共需2 套相应装置达到天然气净化的目的，硫磺回收选用LO-CAT法，因潜硫量较低，含硫尾气处理采用火炬焚烧后排放。溶剂法脱除硫化氢、二氧化碳，工艺稳定可靠，运行平稳，但是这种方法的特点是溶剂再生过程需要耗费大量蒸汽(O. 18 O. 2吨蒸汽/万方天然气)，且溶剂再生泵、贫溶剂输送泵电力消耗大(6. 4 7. 6KW/万方天然气)，溶剂的降解现象会腐蚀钢质设备，从而造成运行费用高、检修频繁、设备寿命短等问题。三甘醇液体吸收法脱水工艺可靠，运行平稳，但在生产工艺运行过程中，需消耗大量蒸汽以及电力，因此能耗较大。硫磺回收工艺采用LO-CAT法，硫磺回收率高，但是硫磺回收过程中含硫尾气排放不符合环保规定，无论是焚烧后直接排放，还是直接排放，都对环境造成一定的污染。天然气损耗率高达 1.5%，造成资源浪费。200710201889. X公开了一种天然气综合净化分离方法，属油田伴生天然气的处理；200710023815. I公开了一种天然气脱硫的方法，适用于天然气、煤气和沼气的脱硫干燥工艺，二项发明都不能满足低潜硫量天然气净化要求。综上所述，现有低潜硫量天然气净化工艺存在如下问题
I)通常低潜硫量天然气净化工艺由脱硫化氢、二氧化碳装置、脱水装置、硫磺回收装置、尾气处理等单独单元组成，各单元之间相对独立，工艺复杂，设备多，流程较长，运行维护费用高。2)低潜硫量天然气净化工艺需要对脱硫脱碳溶剂、三甘醇溶液进行加热再生，所需的能量来自于天然气燃烧，致使消耗大量天然气；脱硫脱碳溶剂循环泵和再生泵、三甘醇循环泵和再生泵需消耗大量电能，因此天然气损耗率较高，能耗较大。3)硫磺回收装置生产过程中存在含硫尾气排放，对环境造成一定影响。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术存在的工艺复杂、能耗高和含硫尾气排放对环境造成污染的缺陷，提供一种低潜硫量天然气净化方法。本发明低潜硫量天然气净化方法，包括天然气净化和硫磺回收二部分
一、天然气净化
这部分的目的就是将低潜硫量天然气中硫化物(硫化氢、硫醇等组分)、二氧化碳和水进行脱除，获得符合国家标准的外输天然气，其具体步骤为
1、低潜硫量天然气经过天然气分离器分离后，进入分子筛吸收塔，将天然气中硫化物 (硫化氢、硫醇等组分)、二氧化碳、水进行吸附，即可得到合格的管输天然气；
2、为了分子筛吸收塔的循环使用，从管输天然气中引一股合格外输天然气作为再生气，经加热后进入分子筛吸附塔，将被分子筛吸附的硫化物、二氧化碳与水从分子筛吸收塔中脱附出来，从而实现分子筛的循环使用；
3、携带硫化物、二氧化碳与水的混合再生气经冷却、分离后进入硫磺回收系统；
二、硫磺回收
这部分的目的就是对混合再生气进行处理，获得符合国家标准的副产品硫磺，其具体步骤为
1、经冷却、分离后混合再生气进入硫磺氧化塔内与氧化溶液进行氧化反应，得到单质
硫；
2、硫磺氧化塔内的氧化溶液进入氧化剂再生塔，与空气发生氧化还原反应，使氧化溶液恢复其氧化性，增压后进入硫磺氧化塔，循环使用；
3、硫磺氧化塔内气相称为尾气，尾气经压缩机增压后，返回天然气净化过程予以回收处理。所述的氧化溶液组分为三氯化铁、碳酸钠、碳酸氢钠和络合剂的混合溶液。所述的络合剂为乙二胺或乙二胺四乙酸。本发明的有益效果是通过分子筛吸收塔对低潜硫量天然气进行脱硫、脱二氧化碳、脱水的一体化脱除，工艺简单，能耗低，其天然气损耗量可降低至O. 5%，净化后的天然气能够满足不同用户对气质的要求，硫磺回收率达到百分之百，含硫尾气零排放，实现了低潜硫量天然气的全密闭净化处理。
图I为本发明工艺流程图2为本发明具体实施例工艺流程图。
具体实施例方式以下通过具体实施方式
结合附图I和附图2对本发明做进一步详细阐述。但不应将此理解为本发明主题范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述思想内容的技术方案均应属于本发明的范围。实施例I :
本实施例使用的原料气为一座低潜硫量天然气气田的天然气，天然气操作压力7. OMPa，天然气温度25°C，天然气具体组分、性能如表1所示
表1 原料气组分、性能表
权利要求
1.一种低潜硫量天然气净化方法，其特征在于包括天然气净化和硫磺回收二部分一、天然气净化(1)低潜硫量天然气经过天然气分离器分离后，进入分子筛吸收塔，将天然气中硫化物 (硫化氢、硫醇等组分)、二氧化碳、水进行吸附，即可得到合格的管输天然气；(2)为了分子筛吸收塔的循环使用，从管输天然气中引一股合格外输天然气作为再生气，经加热后进入分子筛吸附塔，将被分子筛吸附的硫化物、二氧化碳与水从分子筛吸收塔中脱附出来，从而实现分子筛的循环使用；(3)携带硫化物、二氧化碳与水的混合再生气经冷却、分离后进入硫磺回收系统；二、硫磺回收(1)经冷却、分离后混合再生气进入硫磺氧化塔内与氧化溶液进行氧化反应，得到单质硫；(2)硫磺氧化塔内的氧化溶液进入氧化剂再生塔，与空气发生氧化还原反应，使氧化溶液恢复其氧化性，增压后进入硫磺氧化塔，循环使用；(3)硫磺氧化塔内气相称为尾气，尾气经压缩机增压后，返回天然气净化过程予以回收处理。
2.根据权利要求I所述的低潜硫量天然气净化方法，其特征是氧化溶液组分为三氯化铁、碳酸钠、碳酸氢钠和络合剂的混合溶液。
3.根据权利要求I或2所述的低潜硫量天然气净化方法，其特征是所述的络合剂为乙二胺或乙二胺四乙酸。
全文摘要
本发明涉及一种低潜硫量天然气净化方法，特别涉及低潜硫量天然气区块的天然气净化方法，包括天然气净化和硫磺回收二部分，天然气净化是通过吸附、分子筛再生、混合再生气分离，将低潜硫量天然气中硫化物、二氧化碳和水进行脱除；硫磺回收是通过混合再生气的氧化得到单质硫，通过氧化溶液再生循环使用和将尾气返回天然气净化过程予以回收处理，实现了低潜硫量天然气的全密闭净化处理，本发明工艺简单，能耗低，其天然气损耗量可降低至0.5%，净化后的天然气能够满足不同用户对气质的要求，硫磺回收率达到百分之百，含硫尾气零排放。
文档编号C10L3/10GK102604702SQ201210095360
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月1日 优先权日2012年4月1日
发明者何佳, 宋世昌, 尚德彬, 李光, 杜丽民, 王海琴, 银永明, 龚金海 申请人:中国石化集团中原石油勘探局勘察设计研究院, 中国石油化工股份有限公司