一種含硫氣體的脫硫劑凈化工藝及裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種含硫氣體的脫硫劑凈化工藝及裝置，屬于氣體脫硫技術(shù)領(lǐng)域。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004] 在油氣開采加工、石油化工等行業(yè)，尤其是天然氣開采加工過程中，醇胺脫硫是最 重要的一種氣體凈化方法，也是目前國內(nèi)應(yīng)用最廣泛，世界上各天然氣廠普遍采用的含硫 氣體的脫硫凈化工藝。
[0005] 近年來，隨著我國天然氣工業(yè)速度的不斷加快，以及對環(huán)保和安全等要求的不斷 提高，對天然氣凈化裝置的技術(shù)性能和安全性能也越來越嚴(yán)格，而凈化裝置的各項性能指 標(biāo)又與醇胺溶液的質(zhì)量變化緊密相關(guān)；因此，醇胺溶液的質(zhì)量管理也越來越受到重視。
[0006] 天然氣凈化的工藝流程為：首先天然氣從吸收塔底部進入，脫硫劑從吸收塔頂部 噴淋，完成天然氣脫硫；吸附了硫化氫的脫硫液進入凈化系統(tǒng)，去除脫硫液中的雜質(zhì)；經(jīng)凈 化后的脫硫液進入再生塔，進行高溫脫硫，然后再進入吸收塔循環(huán)利用。
[0007] 醇胺溶液的污染主要有以下幾種：（1)天然氣中帶出的固體顆粒，各種緩釋劑，閥 門用潤滑油等；（2)管道腐蝕形成的固體雜質(zhì)；（3)醇胺熱降解和氧化形成的各種小分子有 機物和熱穩(wěn)定性鹽。這些污染物的存在，導(dǎo)致溶液吸收能力下降，易發(fā)泡，溶液損耗升高， 裝置設(shè)備和管線腐蝕嚴(yán)重，嚴(yán)重影響設(shè)備穩(wěn)定運行。醇胺溶液屬于中強堿，又由于吸收了天 然氣中的硫化氫和二氧化碳，因此溶液兼具堿性和強腐蝕性，這種溶液特性導(dǎo)致了很多技 術(shù)不能夠很好地在此領(lǐng)域應(yīng)用。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 針對醇胺溶液堿性強，腐蝕性強的性質(zhì)，以及現(xiàn)有工藝過濾精度低的缺陷，本發(fā)明 提供了一種過濾精度高，維護費用少，工藝穩(wěn)定可靠的脫硫劑凈化工藝及裝置。
[0010] 技術(shù)方案： 本發(fā)明的第一個方面： 一種含硫氣體的脫硫劑凈化工藝，包括如下步驟：將濕法脫硫過程中產(chǎn)生的廢脫硫劑 送入膜過濾器中進行過濾，在滲透側(cè)得到經(jīng)過凈化的脫硫劑。
[0011] 所述的含硫氣體是指：天然氣、煉廠氣或者來自頁巖熱分解的烴氣。
[0012] 對經(jīng)過凈化的脫硫劑還可以再進行脫鹽處理。
[0013] 所述的脫鹽處理是指通過電滲析脫鹽或者離子交換樹脂脫鹽。
[0014] 所述的脫硫劑是指醇胺溶液。
[0015] 所述的膜過濾器的材質(zhì)選自有機膜、金屬膜或者陶瓷膜。
[0016] 所述的膜過濾器是指微濾膜或者超濾膜。
[0017] 所述的微濾膜的平均孔徑是50nm~5000nm。
[0018] 所述的超濾膜的平均孔徑是5nm~50nm或者截留分子量1000~200000Da。
[0019] 膜過濾器采用錯流過濾方式，錯流流量為滲透量的5~40倍。
[0020] 本發(fā)明的第二個方面： 含硫氣體的脫硫劑凈化裝置，包括有依次連接的分離膜和脫鹽裝置，分離膜的滲透側(cè) 與脫鹽裝置的進口連接。
[0021] 所述的脫鹽裝置是電滲析裝置或者離子交換樹脂床。
[0022] 所述的分離膜的截留側(cè)的入口還可以與醇胺溶液儲罐連接。
[0023] 醇胺溶液儲罐的入口與吸收塔的液相出口連接。
[0024] 脫鹽裝置的料液出口與再生塔的料液進口連接。
[0025] 再生塔的料液出口可以再與吸收塔的料液進口連接。
[0026] 有益效果 本發(fā)明的創(chuàng)新點在于將膜技術(shù)引入脫硫劑凈化領(lǐng)域，去除醇胺溶液中大部分的固體污 染物，避免了換熱器阻塞，降低了脫硫液的腐蝕性和溶液發(fā)泡，進而提高醇胺溶液的吸收能 力，減少醇胺溶液的損耗，提高蒸餾塔效率，減少事故發(fā)生率。
[0027]
【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明的工藝的裝置流程圖。
[0029] 其中，1、吸收塔；2、醇胺溶液儲罐；3、分離膜；4、脫鹽裝置；5、再生塔。
[0030]
【具體實施方式】
[0031] 下面通過【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細(xì)說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員將會理 解，下列實施例僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限定本發(fā)明的范圍。實施例中未注明具體技 術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻所描述的技術(shù)或條件（例如參考徐南平等著的《無機膜 分離技術(shù)與應(yīng)用》，化學(xué)工業(yè)出版社，2003)或者按照產(chǎn)品說明書進行。所用試劑或儀器未 注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市購獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0032] 本文使用的近似語在整個說明書和權(quán)利要求書中可用于修飾任何數(shù)量表述，其可 在不導(dǎo)致其相關(guān)的基本功能發(fā)生變化的條件下準(zhǔn)許進行改變。因此，由諸如"約"的術(shù)語修 飾的值并不局限于所指定的精確值。在至少一些情況下，近似語可與用于測量該值的儀器 的精度相對應(yīng)。除非上下文或語句中另有指出，否則范圍界限可以進行組合和/或互換，并 且這種范圍被確定為且包括本文中所包括的所有子范圍。除了在操作實施例中或其他地方 中指明之外，說明書和權(quán)利要求書中所使用的所有表示成分的量、反應(yīng)條件等等的數(shù)字或 表達在所有情況下都應(yīng)被理解為受到詞語"約"的修飾。
[0033] 以范圍形式表達的值應(yīng)當(dāng)以靈活的方式理解為不僅包括明確列舉出的作為范圍 限值的數(shù)值，而且還包括涵蓋在該范圍內(nèi)的所有單個數(shù)值或子區(qū)間，猶如每個數(shù)值和子區(qū) 間被明確列舉出。例如，"大約〇. 1%至約5%"的濃度范圍應(yīng)當(dāng)理解為不僅包括明確列舉出 的約0. 1%至約5%的濃度，還包括有所指范圍內(nèi)的單個濃度(如，1%、2%、3%和4%)和子區(qū)間 (例如，〇? 1% 至 〇? 5%、1% 至 2. 2%、3. 3% 至 4. 4%)。
[0034] 本說明書中的"去除"，不僅包括完全去除目標(biāo)物質(zhì)的情況，還包括部分去除（減 少該物質(zhì)的量）的情況。本說明書中的"提純"，包括去除任意的或特定的雜質(zhì)。
[0035] 源自于天然氣藏、石油或煤炭的流體流經(jīng)常含有作為雜質(zhì)的大量酸性氣體，例如 二氧化碳（C02)、二氧化硫（S02)、三氧化硫（S03)、硫化氫（H2S)、氧硫化碳（C0S)、二硫化碳 (CS2)、硫醇（RSH)、一氧化氮（N0)、二氧化氮（N02)、氟化物或者鹽酸中的任意一種或者其組 合物。對含硫氣體進行脫硫的過程一般分為干法脫硫和濕法脫硫，濕法脫硫過程通常會使 用醇胺水溶液處理氣體混合物以除去這些酸性氣體，醇胺溶液在吸收塔中在低溫和高壓下 逆流接觸包含所述酸性氣體的氣體混合物。本發(fā)明所要解決的是濕法脫硫過程中產(chǎn)生了廢 脫硫劑的凈化再生。本發(fā)明中所述的含硫氣體包括但不限于：天然氣、煉廠氣或者來自頁巖 熱分解的烴氣。本發(fā)明中所述的"含硫"是指氣體中含有二氧化硫、三氧化硫、硫化氫、氧硫 化碳、二硫化碳、硫醇等酸性氣體成分中的任意一種或者幾種的混合。
[0036] 本發(fā)明提供的工藝中，通過使用分離膜對廢醇胺溶液進行過濾處理，可以使醇胺 溶液得到較好的凈化。
[0037]另外，在原料氣或者溶液配制過程中進人系統(tǒng)的氧與醇胺反應(yīng)能生成一系列酸性 鹽，它們一旦生成很難再生，一般稱為熱穩(wěn)定性鹽（HSAS)，包括有：氯離子、草酸鹽、亞硫酸 鹽、硫酸鹽、甲酸鹽、硫氰酸鹽、乙酸鹽、硫代硫酸鹽。在本發(fā)明的方法中，還可以對分離膜過 濾得到的凈化液再進行脫鹽處理，這里的脫鹽的方法包括但不限于：離子交換樹脂法或者 電滲析。離子交換樹脂和電滲析是非常有效的除鹽技術(shù)，在試驗中，熱穩(wěn)定性鹽的去除率可 達到95%以上。
[0038] 膜技術(shù)引入脫硫劑凈化領(lǐng)域，去除醇胺溶液中大部分的固體污染物，避免了換熱 器阻塞，降低了脫硫液的腐蝕性和溶液發(fā)泡，進而提高醇胺溶液的吸收能力，減少醇胺溶液 的損耗，提高蒸餾塔效率，減少事故發(fā)生率；另外，采用膜技術(shù)對醇胺溶液進行凈化后，可以 減輕離子交換樹脂的運行負(fù)荷，減少離子交換樹脂的再生頻率。
[0039] 本發(fā)明中所述的醇胺水溶液通常含有烷醇胺例如單乙醇胺（MEA)、二乙醇胺 (DEA)、三乙醇胺（TEA)、甲基二乙醇胺（MDEA)、二異丙醇胺（DIPA)、二乙二醇胺（DGA)、 2_氨基-2-甲基-1-丙醇（AMP)、三（羥甲基）氨基甲烷（Tris)或者乙氧基乙醇-叔丁 基胺（EETB)中的任意一種或者幾種的混合。醇胺水溶液中胺的濃度可以是例如為10~ 90wt. %，或者為20~60wt. %，或者為25~60wt. %，或者為30~60wt. %。
[0040] 本發(fā)明中所述的醇胺溶液，并不僅限于僅僅由醇胺和水混合而成的溶液，也可以 包含其他化合物，例如一種或多種能加快酸化合物吸收動力學(xué)的活化劑化合物，其可以是 包含伯胺或仲胺官能團的氮化合物。吸收劑溶液還可包含物理溶劑例如甲醇、環(huán)丁砜、能被 醚化的聚乙二醇，吡咯烷酮或衍生物例如N-甲基吡咯烷酮，N-甲?；鶈徇?、乙?；鶈徇?，碳 酸亞丙酯。吸收劑溶液還可包含胺降解抑制劑化合物或腐蝕抑制劑化合物。
[0041] 本發(fā)明中所述的分離膜，可