专利名称：一种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种天然气脱硫组合工艺，尤其是涉及一种资源利用率高且环保效果 好的天然气脱硫组合工艺。
背景技术：
商品天然气一般是指从天然气井出来的天然气经过初步脱硫后，总硫(包括有机 硫、无机硫)彡200mg/m3作为商品出售的一种气体，商品天然气转化为化工产品前通常还 要根据产品生产要求进一步脱除硫，现有的商品天然气脱硫一般采用干法脱硫工艺，如钴 钼加氢催化脱硫工艺，以及近期新开发出来的一些干法催化脱硫工艺。传统钴钼加氢催化脱硫工艺流程大致如下将商品天然气加热至380°C左右，与 氢气混合，然后进入到钴钼加氢催化反应器中，将商品天然气中的有机硫等硫化合物加氢 转化为硫化氢，而后进入到装有氧化锌的脱硫槽，使天然气中的硫化氢与氧化锌反应生成 硫化锌，以达到去除硫的目的，脱除硫的天然气通过换热器降温后，气体即为脱硫成品气， 若不允许含氢系统，则进入脱氢装置，脱除氢。典型干法催化氧化脱硫工艺流程大致如下考虑到天然气的含水量不足，又为无 氧状态，所以先予补水、加氧。将商品天然气增湿补氧后通过气液分离器，再加热到脱硫剂 需要的温度45 65°C后，进入脱硫系统。脱硫塔可采用并联或串并形式，天然气进入每 个脱硫塔中，每个脱硫塔装有催化脱硫剂，经过脱硫塔后，使天然气中的硫含量降至规定要 求。天然气经过滤器，除去天然气夹带的微量尘埃，送给下游装置使用，其余尾气通入火炬 燃烧。此干法脱硫过程为催化氧化过程，氧是本脱硫工艺必需的反应物，脱硫产物为单质硫 和高沸点多硫化物。因此在使用催化脱硫剂时，必须补充少量的氧(氧气或空气)。工艺流 程简图见图1。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种净化度高、利用 率高、运行成本低的资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现—种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺，其特征在于，该工艺包 括以下步骤(1)主脱硫工艺商品天然气进入粗脱硫单元，天然气中的硫化物被粗脱硫单元 中的NHD脱硫剂吸附脱除，脱除后的气体进入精脱硫单元，经COS水解、脱及脱硫醇步 骤后，得到去除硫化物的成品天然气；(2)粗脱硫单元的尾气处理粗脱硫单元中产生的尾气进入COS转化单元，控制温 度为50°C 90°C，将COS转化为&S，产生的进入湿法脱硫单元，通过脱硫催化剂的作 用将转变成为悬浮的单质硫；(3)湿法脱硫单元的尾气处理湿法脱硫单元中产生的尾气经升压至1. 5MPa 3. OMPa，进入精脱硫单元脱硫后再进入分子筛吸附单元，吸附得到的甲烷气体进入成品天 然气，脱除的CO2放空。所述步骤(1)中天然气中的硫化物包括H2S、COS、RSH和RSR。所述步骤(1)中的NHD脱硫剂为聚乙二醇二甲醚。所述步骤O)中的脱硫催化剂为高分子络合物，以三核酞菁钴磺酸盐金属有机化 合物为主体的市售的888脱硫剂。所述步骤(3)中湿法脱硫单元中产生的尾气包括甲烷、CO2及少量硫组分。所述的少量硫组分包括H2S、COS、RSH和RSR。所述步骤(3)中精脱硫单元与步骤(1)中的精脱硫单元相同。与现有技术相比，本发明具有以下优点(1)净化度高、环保效果明显在本工艺方案中由于分别采用了 NHD物理吸收脱硫 技术、COS水解技术、精脱硫及分子筛吸附等技术，使得天然气的脱硫净化度高，特别是有机 硫的含量进一步降低。在粗脱硫工艺中产生的富含硫化物的尾气经过处理，可回收得到副 产品硫磺，使得固体废物(特别是废催化剂)的排放量大为降低，而传统工艺产生大量的硫 化锌或含硫及多硫化物固体废物，本发明环保效果十分明显；(2)资源利用率高本发明所采用的工艺流程，使得商品天然气内绝大部分的硫 化物转化成单质硫，可作为化工原料加以利用，而传统工艺则将商品天然气内所有的硫全 部转变成含硫固体废物排出，同时还需要消耗大量的催化剂。本发明工艺主流程采用物理 吸收法为主，使得商品天然气内绝大部分的硫化物先被NHD吸收，而只有小部分商品天然 气通过催化剂层，因此催化剂消耗量少。而传统工艺则将全部商品天然气通过催化剂层，故 催化剂消耗量很大。本发明工艺所采用的湿法脱硫尾气处理工艺，对尾气中的甲烷气进行 了充分回收，使之重新返回到主甲烷气流中，整个脱硫装置的甲烷损失小于0. 1 %，使资源 得以充分的利用；(3)装置的建设投资相对较低，本发明用于国内某一商品天然气脱硫项目，其建设 总投资约1. 1亿元人民币，而普通催化脱硫剂的干法脱硫工艺，其建设总投资约1. 4亿元人 民币；(4)运行成本低，本发明脱硫工艺的运行成本明显低于干法脱硫工艺的成本。
图1为干法催化氧化脱硫工艺并联流程简图；图2为本发明的工艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。实施例国内某一商品天然气脱硫项目规模处理天然气气量215000Nm7hr天然气成份及温度压力见表1。表 权利要求
1.一种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺，其特征在于，该工艺包括 以下步骤(1)主脱硫工艺商品天然气进入粗脱硫单元，天然气中的硫化物被粗脱硫单元中的 NHD脱硫剂吸附脱除，脱除后的气体进入精脱硫单元，经COS水解、脱及脱硫醇步骤后， 得到去除硫化物的成品天然气；(2)粗脱硫单元的尾气处理粗脱硫单元中产生的尾气进入COS转化单元，控制温度为 50°C 90°C，将COS转化为&S，产生的进入湿法脱硫单元，通过脱硫催化剂的作用将 H2S转变成为悬浮的单质硫；(3)湿法脱硫单元的尾气处理湿法脱硫单元中产生的尾气经升压至1.5MPa 3. OMPa，进入精脱硫单元脱硫后再进入分子筛吸附单元，吸附得到的甲烷气体进入成品天 然气，脱除的CO2放空。
2.根据权利要求1所述的一种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺，其 特征在于，所述步骤(1)中天然气中的硫化物包括&S、COS、RSH和RSR。
3.根据权利要求1所述的一种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺，其 特征在于，所述步骤(1)中的NHD脱硫剂为聚乙二醇二甲醚。
4.根据权利要求1所述的一种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺，其 特征在于，所述步骤O)中的脱硫催化剂为高分子络合物，以三核酞菁钴磺酸盐金属有机 化合物为主体的市售的888脱硫剂。
5.根据权利要求1所述的一种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺，其 特征在于，所述步骤(3)中湿法脱硫单元中产生的尾气包括甲烷、CO2及少量硫组分。
6.根据权利要求5所述的一种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺，其 特征在于，所述的少量硫组分包括H2s、COS、RSH和RSR。
7.根据权利要求1所述的一种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺，其 特征在于，所述步骤(3)中精脱硫单元与步骤(1)中的精脱硫单元相同。
全文摘要
本发明涉及一种资源利用率高且环保效果好的天然气脱硫组合工艺，以天然气为原料，进入采用NHD物理吸收法脱硫的粗脱硫单元，除去大部分硫，然后进入干法精脱硫单元进一步脱硫，使之达到下游装置对产品的要求，粗脱硫单元的脱硫尾气先进入COS转化单元及湿法脱硫单元，使H2S转化为单质硫磺得以回收，湿法脱硫单元的尾气进入精脱硫单元脱硫后再进入分子筛吸附单元，回收尾气中的甲烷气并脱除CO2。与现有技术相比，本发明具有净化度高、环保效果明显，资源利用率高，装置的建设投资相对较低，运行成本低等优点。
文档编号C10L3/10GK102134519SQ201010023150
公开日2011年7月27日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者吴永霞, 周家贤, 张强, 张洁, 毕永胜, 石仙罗, 赵麦玲, 邓涛, 郁正容 申请人:上海寰球石油化学工程有限公司