本發(fā)明涉及地?zé)崴袣怏w去除工藝領(lǐng)域，尤其是涉及一種地?zé)崴锌扇細(xì)怏w及硫化氫的去除工藝。

背景技術(shù)：

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活水平逐漸提高，煤炭、石油等常規(guī)能源日益緊缺，并引發(fā)了一系列的環(huán)境問題，促使人類開始了對(duì)新能源的開發(fā)利用。地?zé)嶙鳛橐环N清潔的綠色能源，具有易于開采、便于應(yīng)用及無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)。地?zé)崮艹擞糜诎l(fā)電之外，更為大量地直接用于采暖、制冷、醫(yī)療洗浴和各種形式的工農(nóng)業(yè)用熱，以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等。

油田區(qū)域因地質(zhì)、資源及石油開發(fā)等因素，地?zé)峋沙鏊型ǔ?huì)伴有氣體產(chǎn)生，統(tǒng)稱為地?zé)峋樯鷼?。地?zé)峋樯鷼怆S地?zé)釁^(qū)塊、取水層以及取水周期的不同而不同，氣體組分中一般含有甲烷、一氧化碳、氮?dú)獾葰怏w，個(gè)別地?zé)峋僧a(chǎn)出硫化氫氣體。投資較高的地?zé)峋幸坏┯形ｋU(xiǎn)氣體產(chǎn)生，則出于安全考慮，地?zé)嵯到y(tǒng)必須停止運(yùn)行，待危險(xiǎn)氣體安全處理后方可實(shí)施供暖，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)問題突出。地?zé)峋樯鷼馐堑責(zé)衢_發(fā)利用的主要安全隱患，全國范圍內(nèi)已發(fā)生了多起安全事故，由于我國地?zé)峁┡_發(fā)起步較晚，對(duì)地?zé)峋樯鷼鉄o害化處理尚沒有相關(guān)的研究案例，對(duì)于此類情況，多數(shù)項(xiàng)目采用簡易氣水分離器進(jìn)行處理，存在以下特點(diǎn)：(1) 單純?cè)黾雍喴讱馑蛛x器處理，缺少對(duì)工藝系統(tǒng)的整體論述； (2) 分離后氣體直接排放； (3) 供暖系統(tǒng)無安全保障措施； (4) 多數(shù)項(xiàng)目增加設(shè)備的目的為減少地?zé)崴瑲饬?，防止帶氣回灌?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種地?zé)崴锌扇細(xì)怏w及硫化氫的去除工藝。

本發(fā)明新的技術(shù)方案是：一種地?zé)崴锌扇細(xì)怏w及硫化氫的去除工藝,所述的工藝步驟為:

(1)含氣地?zé)崃黧w通過管道進(jìn)入氣水分離器；

(2)進(jìn)入氣水分離器的流體，經(jīng)氣水分流器入口時(shí)，氣水流向和流速突然改變，使氣水得以初步分離，液體在重力作用下進(jìn)入分離器的集液區(qū)，液體流出分離器前在集液區(qū)內(nèi)停留，液體攜帶的氣泡上升至液面并進(jìn)入氣相，液體在緩沖區(qū)停留；集液區(qū)液體經(jīng)由液面控制器控制的出液閥流出氣水分離器；

(3)氣水分離器的氣體通過液面上方的重力沉降區(qū)，被氣流攜帶的液滴在該區(qū)內(nèi)靠重力沉降至集液區(qū)，未沉降至液面的、粒徑更小的水滴隨氣體流經(jīng)捕霧器，在捕霧器內(nèi)聚結(jié)、合并成大液滴，在重力作用下流入集液區(qū)，脫除液滴的氣體經(jīng)壓力控制閥流入集氣管線,從而實(shí)現(xiàn)氣水分離；

(4)流入集氣管線的氣體通過脫硫撬塊進(jìn)行脫硫處理，脫硫撬塊的天然氣排空口管線設(shè)置自力式調(diào)壓閥，將脫硫撬塊的操作壓力保持在較來氣壓力高0.07～0.1MPa，H₂S含量≤20mg/m³，脫硫后的天然氣通過排空口安全放空；

(5)經(jīng)氣水分離器后的地?zé)崴M(jìn)入脫硫過濾器，通過氧化鋅脫硫法將地?zé)崴蠬₂S含量處理至≤0.5mg/L；

(6)經(jīng)脫硫過濾器脫硫處理后的地?zé)崴M(jìn)入地?zé)峁嵯到y(tǒng)。

所述的設(shè)備包括氣水分離器、脫硫橇塊及脫硫過濾器；氣水分離器采用重力分離沉降原理，氣水分離器底部為集液區(qū)及緩沖區(qū)，通過液面控制器控制的出液閥與脫硫過濾器連接，氣液界面控制在0.5容器直徑處，氣水分離器上部設(shè)有捕霧器，氣體出口設(shè)在氣水分離器頂端，經(jīng)壓力控制閥流入集氣管線，與脫硫橇塊連接；脫硫過濾器中裝填充脫硫劑，脫硫劑以ZnO為主要組分，添加CuO、MnO、A1₂0₃促進(jìn)劑；脫硫橇塊中脫硫劑為無定形羥基氧化鐵。

所述的步驟(2)中液體在集液區(qū)內(nèi)停留時(shí)間，處理起泡原油時(shí)宜為5min～20min,處理稠油宜為5min～10min，處理其他原油時(shí)宜為1min～3min。

所述的脫硫橇塊中脫硫劑以“無定形羥基氧化鐵”為主要成分，其脫硫反應(yīng)機(jī)理為：

FeOOH+2H₂S→FeSSH+2H₂O。

所述的脫硫橇塊中脫硫劑裝填量依據(jù)天然氣流量、H₂S含量，脫硫劑的工作硫容、堆密度、年工作時(shí)間，脫硫劑每年更換次數(shù)確定，脫硫劑裝填量按照下列公式確定：

G=

式中：G——脫硫劑裝填量，kg；

t——脫硫劑使用時(shí)間，d；

s——脫硫劑飽和硫容，％；

C——天然氣中H₂S含量，g/m³；

V——日處理天然氣量，m³/d。

所述的氣水分離后的地?zé)崴M(jìn)入脫硫過濾器，通過氧化鋅脫硫法將地?zé)崴蠬₂S含量處理至≤0.5mg/L。

所述的脫硫過濾器中裝填脫硫劑，脫硫劑以ZnO為主要組分，添加CuO、MnO、A1₂0₃等促進(jìn)劑；ZnO與H₂S反應(yīng)生成ZnS，ZnO與H₂S的反應(yīng)式為：ZnO＋H₂S＝ZnS＋H₂O。

所述的依照本發(fā)明工藝所得的地?zé)崴闹饕獏?shù)為：

地?zé)崴疁亟担骸?℃；

地?zé)崴畨航担骸?℃；

地?zé)崴瓹H₄含量：低于飽和溶解度；

地?zé)崴瓾₂S含量：≤0.5mg/L。

所述的氣水分離器上部設(shè)捕霧器及分氣包，底部設(shè)排砂口，中間部位設(shè)擋板。

本發(fā)明的有益效果是：一種地?zé)崴锌扇細(xì)怏w及硫化氫的去除工藝操作簡便，安全可靠，處理氣體更徹底。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1為脫硫橇塊、2為壓力控制閥、3為氣水分離器、4為含氣地?zé)崃黧w、5為液面控制器、6為脫硫過濾器、7為排空口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

一種地?zé)崴锌扇細(xì)怏w及硫化氫的去除工藝,所述的工藝步驟為:

(1)含氣地?zé)崃黧w4通過管道進(jìn)入氣水分離器3；

(2)進(jìn)入氣水分離器3的流體，經(jīng)氣水分流器入口時(shí)，氣水流向和流速突然改變，使氣水得以初步分離，液體在重力作用下進(jìn)入分離器的集液區(qū)，液體流出分離器前在集液區(qū)內(nèi)停留，液體攜帶的氣泡上升至液面并進(jìn)入氣相，液體在緩沖區(qū)停留；集液區(qū)液體經(jīng)由液面控制器5控制的出液閥流出氣水分離器3；

(3)氣水分離器3的氣體通過液面上方的重力沉降區(qū)，被氣流攜帶的液滴在該區(qū)內(nèi)靠重力沉降至集液區(qū)，未沉降至液面的、粒徑更小的水滴隨氣體流經(jīng)捕霧器，在捕霧器內(nèi)聚結(jié)、合并成大液滴，在重力作用下流入集液區(qū)，脫除液滴的氣體經(jīng)壓力控制閥2流入集氣管線,從而實(shí)現(xiàn)氣水分離；

(4)流入集氣管線的氣體通過脫硫撬塊進(jìn)行脫硫處理，脫硫撬塊的天然氣排空口7管線設(shè)置自力式調(diào)壓閥，將脫硫撬塊的操作壓力保持在較來氣壓力高0.07～0.1MPa，H₂S含量≤20mg/m³，脫硫后的天然氣通過排空口7安全放空；

(5)經(jīng)氣水分離器3后的地?zé)崴M(jìn)入脫硫過濾器6，通過氧化鋅脫硫法將地?zé)崴蠬₂S含量處理至≤0.5mg/L；

(6)經(jīng)脫硫過濾器6脫硫處理后的地?zé)崴M(jìn)入地?zé)峁嵯到y(tǒng)。

所述的設(shè)備包括氣水分離器3、脫硫橇塊1及脫硫過濾器6；氣水分離器3采用重力分離沉降原理，氣水分離器3底部為集液區(qū)及緩沖區(qū)，通過液面控制器5控制的出液閥與脫硫過濾器6連接，氣液界面控制在0.5容器直徑處，氣水分離器3上部設(shè)有捕霧器，氣體出口設(shè)在氣水分離器3頂端，經(jīng)壓力控制閥2流入集氣管線，與脫硫橇塊1連接；脫硫過濾器6中裝填充脫硫劑，脫硫劑以ZnO為主要組分，添加CuO、MnO、A1₂0₃促進(jìn)劑；脫硫橇塊1中脫硫劑為無定形羥基氧化鐵。

所述的步驟(2)中液體在集液區(qū)內(nèi)停留時(shí)間，處理起泡原油時(shí)宜為5min～20min,處理稠油宜為5min～10min，處理其他原油時(shí)宜為1min～3min。

所述的脫硫橇塊1中脫硫劑以“無定形羥基氧化鐵”為主要成分，其脫硫反應(yīng)機(jī)理為：

FeOOH+2H₂S→FeSSH+2H₂O。

所述的脫硫橇塊1中脫硫劑裝填量依據(jù)天然氣流量、H₂S含量，脫硫劑的工作硫容、堆密度、年工作時(shí)間，脫硫劑每年更換次數(shù)確定，脫硫劑裝填量按照下列公式確定：

G=

式中：G——脫硫劑裝填量，kg；

t——脫硫劑使用時(shí)間，d；

s——脫硫劑飽和硫容，％；

C——天然氣中H₂S含量，g/m³；

V——日處理天然氣量，m³/d。

所述的氣水分離后的地?zé)崴M(jìn)入脫硫過濾器6，通過氧化鋅脫硫法將地?zé)崴蠬₂S含量處理至≤0.5mg/L。

所述的脫硫過濾器6中裝填脫硫劑，脫硫劑以ZnO為主要組分，添加CuO、MnO、A1₂0₃等促進(jìn)劑；ZnO與H₂S反應(yīng)生成ZnS，ZnO與H₂S的反應(yīng)式為：ZnO＋H₂S＝ZnS＋H₂O。

所述的依照本發(fā)明工藝所得的地?zé)崴闹饕獏?shù)為：

地?zé)崴疁亟担骸?℃；

地?zé)崴畨航担骸?℃；

地?zé)崴瓹H₄含量：低于飽和溶解度；

地?zé)崴瓾₂S含量：≤0.5mg/L。

所述的氣水分離器3上部設(shè)捕霧器及分氣包，底部設(shè)排砂口，中間部位設(shè)擋板。