专利名称：高含硫天然气的改进型脱硫工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及高含硫天然气的改进型脱硫工艺。
背景技术：
随着世界经济的迅速发展，人们对天然气的需求也日益增加。天然气作为当今世界最清洁环保的能源，越来越受到国际能源市场的青睐，越来越多的国家开始重视天然气的开采处理。因此，为了不浪费油气资源，开发利用非管输含硫天然气也提到了议案上。开发利用非管输含硫天然气主要存在以下问题(1)目前大多数主力油气田对边远区块进行滚动开发，开发周期短，若采用铺设管道将含硫气输送到脱硫厂，投资成本过大，很难取得经济效益。( 原来那些处理气量大、工艺流程长、设备复杂、投资和操作费用高的常规天然气净化技术(例如溶剂吸收法和变温吸附法)已不适应油气田边远地区天然气的净化。(3)若油田放空天然气放空烧掉，不仅极大地浪费了资源，并且严重污染了油田地区的大气。据统计，我国每年约有16亿m3油田放空天然气放空烧掉。因此，如何经济、合理地开发利用非管输含硫天然气，变资源为产能，减少油气田地区大气污染，已引起人们的普遍关注。原料气脱除H2S —般可分为干法和湿法两大类。湿法脱硫可分为物理脱硫和化学脱硫，两种方法流程类似，均采用吸收+再生模式，吸收剂吸收或与天然气中含硫组分反应，富液到再生塔再生出吸收剂后循环使用。化学脱硫采用一种化学溶剂，使之和酸性气体反应而生成“复合物”。当吸收了酸气的富液温度升高、压力下降时，该复合物即分解重新放出酸性组分。各种烷基醇胺法、碱性盐溶液法和氨基酸盐法都属此类方法。物理脱硫全部采用有机复合物做脱硫剂。吸收酸气的过程为物理吸收过程，溶液的酸气负荷正比于气相中酸气的分压，当富液压力降低时，即放出吸收酸性气体组分。物理溶剂代表性的溶剂有多乙二醇醚、N-甲基和环丁砜等。化学脱硫和物理脱硫过程中需不断补充脱硫剂，装置设备多，能耗大，流程复杂， 生产过程中所产生的脱硫剂废液需要处理。两种都适用于处理量大、气体含硫量高且脱硫精度要求不高的物料。一般情况下进料含硫量在60mg/m3以上，脱硫后天然气含硫量一般仍在10mg/m3以上。干法脱硫采用固体脱硫剂，硫化物在脱硫剂上被吸附并发生反应，其硫容量大，脱硫精度高，一般采用三塔或两塔串并联工艺。其利用脱硫剂的催化氧化作用将天然气中的 H2S氧化转化为单质硫和少量水，这样形成的单质硫沉积在脱硫剂载体的孔隙中，使得天然气中的组分直接转化为无害的固体单质硫，保留在脱硫剂中。干法脱硫装置投资少，设备少，能耗小，流程简单，生产过程中不产生废液、废气。适用于天然气处理量较小，含硫量在20mg/m3以下，且脱硫精度要求在0. 05 1. Omg/m3范围的物料。低含硫天然气脱硫工艺采用的是氧化铁脱硫剂，氧化铁脱硫剂主要是用于处理低含硫天然气井；如果将固体狗203用于高含硫、小产量气井开发时经济上难以过关，仅脱硫剂成本就高于1. 5元/m3，显然不能采用。故高含硫天然气脱硫技术工艺主要是考虑在氧化铁脱硫装置前加可以吸收高含硫天然气的工艺，先进行粗脱后，再送往氧化铁脱硫装置精脱，达到净化气体的目的。在进行高含硫天然气的脱除时，目前，尤以MDEA(N-甲基二乙醇胺)作为脱硫剂的湿法脱硫是世界上应用最为广泛的脱硫技术，但是多年来国内外的实践经验表明，该法存在着设备投资高、流程复杂、脱硫剂流失量大、回收脱硫剂的能耗高、操作成本高等问题。在进行高含硫天然气的脱硫过程时，原料天然气中浓度将直接影响到整个脱硫过程的脱硫率和损失率，将原料天然气进入脱硫装置的温度控制在一个适合的范围，对高含硫天然气的脱硫工艺显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种高含硫天然气的改进型脱硫工艺，该高含硫天然气的新型脱硫工艺的设备投资低、流程简单、脱硫剂流失量小、回收脱硫剂的能耗低、操作成本低；且通过控制原料天然气中吐3浓度，从而提高了整个工艺的脱硫率，以及降低了整个工艺的损失率。本发明的目的通过下述技术方案实现高含硫天然气的改进型脱硫工艺，包括以下步骤(a)首先将原料天然气进行减压，通过减压将原料天然气中H2S浓度控制在 128.48 173. llmg/m3；(b)减压后的原料天然气进入换热器，换热到一定温度；(c)经过换热后的原料天然气进入脱硫装置脱除大部分的H2S ；(d)然后进入吸附塔再脱除剩余的H2S ；(e)最后进入净化气过滤分离器进行净化和过滤。所述步骤(a)中，原料天然气通过减压阀进行减压。所述步骤(C)中，渗透的原料天然气进入回收气罐进行储存。所述步骤(C)中，脱硫装置为膜分离器。所述步骤(a)中，原料天然气中H2S浓度控制在139. 42mg/m3。综上所述，本发明的有益效果是设备投资低、流程简单、脱硫剂流失量小、回收脱硫剂的能耗低、操作成本低；且通过控制原料天然气中浓度，从而提高了整个工艺的脱硫率，以及降低了整个工艺的损失率。
图1为原料天然气中H2S浓度对脱硫率以及损失率的影响示意图。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。实施例本发明涉及的高含硫天然气的改进型脱硫工艺，其具体步骤如下
(a)首先将原料天然气进行减压，通过减压将原料天然气中H2S浓度控制在 128.48 173. llmg/m3；(b)减压后的原料天然气进入换热器，换热到一定温度；(c)经过换热后的原料天然气进入脱硫装置脱除大部分的H2S ；(d)然后进入吸附塔再脱除剩余的H2S ；(e)最后进入净化气过滤分离器进行净化和过滤。所述步骤(a)中，原料天然气通过减压阀进行减压。所述步骤(C)中，渗透的原料天然气进入回收气罐进行储存。所述步骤(C)中，脱硫装置为膜分离器。所述步骤(a)中，原料天然气中H2S浓度控制在139. 42mg/m3。在进行高含硫天然气的脱硫过程时，原料天然气中浓度将直接影响到整个脱硫过程的脱硫率和损失率，将原料天然气中吐3浓度控制在一个适合的范围，对高含硫天然气的脱硫工艺显得尤为重要。为了得到原料天然气中H2S浓度的最佳范围，本发明做了原料天然气中H2S浓度对脱硫率和损失率的影响试验，试验结果如图1所示，通过图1可知，由于原料气中的H2S浓度增加，提高T4S在原料气中的分压，从而提高了吐5在膜中的溶解度和扩散的推动力，从而有利于吐3在膜内的传质，脱硫率有一定的提高，但是由于在原料气中的浓度低，所以增大的幅度不明显。由于CH4分压随着浓度的增大而降低，从而降低了它在膜中的溶解度和扩散的推动力，因而降低了它的渗透速率，使CH4损失率略呈下降趋势。综上，本发明的原料天然气中H2S浓度优选为128.48 173. llmg/m3，且最佳为 139. 42mg/m3。上述脱硫工艺设备投资低、流程简单、脱硫剂流失量小、回收脱硫剂的能耗低、操作成本低；且通过控制原料天然气中浓度，从而提高了整个工艺的脱硫率，以及降低了整个工艺的损失率。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
权利要求
1.高含硫天然气的改进型脱硫工艺，其特征在于，包括以下步骤(a)首先将原料天然气进行减压，通过减压将原料天然气中浓度控制在128.48 173.llmg/m3；(b)减压后的原料天然气进入换热器，换热到一定温度；(c)经过换热后的原料天然气进入脱硫装置脱除大部分的H2S；(d)然后进入吸附塔再脱除剩余的H2S；(e)最后进入净化气过滤分离器进行净化和过滤。
2.根据权利要求1所述的高含硫天然气的改进型脱硫工艺，其特征在于，所述步骤(a) 中，原料天然气通过减压阀进行减压。
3.根据权利要求1所述的高含硫天然气的改进型脱硫工艺，其特征在于，所述步骤(c) 中，渗透的原料天然气进入回收气罐进行储存。
4.根据权利要求1所述的高含硫天然气的改进型脱硫工艺，其特征在于，所述步骤(c) 中，脱硫装置为膜分离器。
5.根据权利要求1所述的高含硫天然气的改进型脱硫工艺，其特征在于，所述步骤(a) 中，原料天然气中H2S浓度控制在139. 42mg/m3。
全文摘要
本发明公开了一种高含硫天然气的改进型脱硫工艺。该高含硫天然气的新型脱硫工艺包括首先将原料天然气进行减压，通过减压将原料天然气中H2S浓度控制在128.48～173.11mg/m3；减压后的原料天然气进入换热器进行换热，换热到一定温度；经过换热后的原料天然气进入脱硫装置脱除大部分的H2S；然后进入吸附塔再脱除剩余的H2S；最后进入净化气过滤分离器进行净化和过滤等步骤。本发明设备投资低、流程简单、脱硫剂流失量小、回收脱硫剂的能耗低、操作成本低；且通过控制原料天然气中H2S浓度，从而提高了整个工艺的脱硫率，以及降低了整个工艺的损失率。
文档编号C10L3/10GK102477326SQ20101056746
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者刘筱筱 申请人:刘筱筱