專利名稱：天然氣常溫精脫硫化氫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天然氣凈化處理技術(shù)，具體涉及一種天然氣常溫脫硫方法。
背景技術(shù)：
天然氣作為一種綠色潔凈能源，其開發(fā)和利用越來越受到人們的重視，各國對天 然氣質(zhì)量都有相應(yīng)的凈化標準。發(fā)展天然氣工業(yè)，必須研究發(fā)展天然氣凈化工藝，解決天然 氣的輸運儲備和無害利用問題。脫硫一般采用干法脫硫，干法包括氧化鐵法、氧化鋅法、活 性炭法、分子篩法等，干法適用于低含硫氣體處理，以其工藝簡單、操作方便、脫硫精度高、 能耗低而被廣泛應(yīng)用。氧化鐵因按化學吸收機理脫硫，故在有氧或無氧氣氛下均可應(yīng)用，但 空速不能太高，耐水性較低。氧化鋅存在能耗高、開車時間長、價格貴等缺點?；钚蕴款惷摿騽┏Ｓ糜谟醒?、高濕度氣氛中脫除&S。傳統(tǒng)活性炭脫硫由于吸附和 反應(yīng)速率低，且硫容較低，難達到工業(yè)脫硫要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域存在的上述缺陷，本發(fā)明的目的在于，提供一種天然氣常 溫精脫硫化氫的方法，該方法具有脫硫反應(yīng)速度快、硫容高，可以大幅度降低生產(chǎn)成本、提 高生產(chǎn)效率。本發(fā)明提供的天然氣常溫精脫硫化氫的方法，采用以下技術(shù)方案天然氣經(jīng)干燥、 氣水分離后進入裝有活性碳精脫硫劑的精脫塔，在脫硫劑作用下，脫除氣體中的；精脫 硫劑均分兩層或多層裝填，床層總高徑比為1.5 — 4.0，溫度為常溫 150°C，壓力為常壓 2. 5Mpa ；用測硫儀測量，當脫硫塔脫硫后天然氣中壓3含量達到5mg/Nm3時，完成脫硫過程。所述的脫硫劑是以顆?；虺尚突钚蕴繛檩d體，負載活性組份CuO，脫硫劑中CuO的 含量為2 9Wt%。徑向抗壓碎強度彡60N/cm,堆密度0. 5 — 0. 7kg/l，比表面>140m2/g， 比孔容 0. 4-0. 8ml/g。實現(xiàn)上述天然氣常溫精脫H2S藝的主要原理為
CuCHH2S _p. CuS 十 H2O 十 Q
40 - 150 0C
2H2S + O2 .................................................................................................|ι丨 2S 十 2H20 十 Q
40 - 150 0C
式中Q為熱量。完成脫硫操作后，對脫硫塔進行再生，將需再生脫硫塔切換出來，再生過熱蒸汽先 經(jīng)減壓閥減壓，自塔頂部通入，塔內(nèi)溫度逐漸上升，蒸汽凝液和自脫硫劑中解吸出的硫化物 等組分通過脫硫塔底部排出；蒸汽流量控制在10 m3/分鐘，隨著再生的進行，床層溫度逐漸 上升，升至升至100°C 105°C，持續(xù)20分鐘，然后將床層溫度升至約180 200°C。每20分鐘取樣分析，分析再生氣中硫化物含量指標，當再生氣中吐3含量小于1 mg/ m3時，再生 完成。再生完成后，須對脫硫塔及管線進行干燥；來自界區(qū)外的氮氣首先經(jīng)氮氣加熱器 加熱，采用低壓蒸汽加熱至120 150°C，再經(jīng)減壓閥減壓至0. 2MPaA后，自底部通入脫硫 塔；塔內(nèi)再生后殘留水蒸汽、硫化物等雜質(zhì)經(jīng)熱氮氣吹掃干燥帶出；氮氣流量控制在30m3/ 分鐘，通過分析干燥廢氣中的水含量小于0.5 g / m3時，確定干燥完成，塔內(nèi)操作壓力 0. 2MPaA，操作溫度為142 150°C。本發(fā)明提供的天然氣常溫精脫硫化氫的方法，其有益效果在于，采用載銅活性炭 作為脫硫劑進行脫硫，利用活性炭材料的特殊表面結(jié)構(gòu)，通過吸附、氧化實現(xiàn)H2S的凈化。該 過程具有脫硫反應(yīng)速度快、硫容高等特點，大幅度提高了生產(chǎn)效率；脫硫劑可以再生，重復 利用，大量節(jié)約資源，大幅度降低了生產(chǎn)成本。
具體實施例方式下面結(jié)合一個實施例，對本發(fā)明提供的天然氣常溫精脫硫化氫的方法進行詳細的 說明。
實施例本實施例的天然氣常溫精脫硫化氫的方法，對新疆油田公司的彩南2#氣站和石 西油田的天然氣進行凈化脫硫處理，該油田產(chǎn)出的天然氣中含硫量均超過國家標準規(guī)定的 20mg/m3，該天然氣的主要成分含 CH4 87. 77%, C2 5. 28%, C3 2. 26%, C4 1. 37%, C5 0. 5%, C6 0. 21%, C02 0. 88%, N2 1. 68%, H2S 300 600mg/Nm3。上述天然氣經(jīng)干燥、氣水分離后進入裝有活性碳精脫硫劑的精脫塔，在脫硫劑作 用下，脫除氣體中的；精脫硫劑均分兩層或多層裝填，床層總高徑比為3. 0，溫度為常溫， 壓力為常壓；用測硫儀測量，當脫硫塔脫硫后天然氣中吐3含量達到5mg/Nm3時，完成脫硫過 程。所述的脫硫劑是以顆?；虺尚突钚蕴繛檩d體，負載活性組份CuO，脫硫劑中CuO 的含量為7Wt%。徑向抗壓碎強度彡60N/cm，堆密度0.6 kg/Ι，比表面>140m2/g，比孔容 0.4-0. 8ml/g。本實施例采用2臺脫硫塔，脫硫塔內(nèi)均裝有活性炭精脫硫劑。來自界區(qū)外天然氣 分離罐的天然氣自“第一脫硫塔”頂部進入，自底部排出，再自“第二吸附塔”頂部進入，自 底部排出，即產(chǎn)出高純度天然氣，經(jīng)出料管線送出界區(qū)。完成脫硫操作后，對脫硫塔進行再生，根據(jù)取自兩個脫硫塔串聯(lián)中間管線位置的 采樣口分析結(jié)果，認為“第一吸附塔”床層已穿透或接近穿透時，即進行切換，然后對失活脫 硫劑再生。將需再生脫硫塔切換出來，再生過熱蒸汽先經(jīng)減壓閥減壓，自塔頂部通入，塔內(nèi)溫 度逐漸上升，蒸汽凝液和自脫硫劑中解吸出的硫化物等組分通過脫硫塔底部排出；蒸汽流 量控制在10 m3/分鐘，隨著再生的進行，床層溫度逐漸上升，升至102°C，持續(xù)20分鐘，然后 將床層溫度升至約190°C。每20分鐘取樣分析，分析再生氣中硫化物含量指標，當再生氣中H2S含量小于1 mg/ m3時，再生完成。再生完成后，須對脫硫塔及管線進行干燥；來自界區(qū)外的氮氣首先經(jīng)氮氣加熱器 加熱，采用低壓蒸汽加熱至130°C，再經(jīng)減壓閥減壓至0.2MPaA后，自底部通入脫硫塔；塔 內(nèi)再生后殘留水蒸汽、硫化物等雜質(zhì)經(jīng)熱氮氣吹掃干燥帶出；氮氣流量控制在30 m3/分鐘， 通過分析干燥廢氣中的水含量小于0.5 g / m3時，確定干燥完成，塔內(nèi)操作壓力0.2MPaA， 操作溫度為145 °C。本實施例僅給出了常溫常壓條件下，天然氣精脫硫化氫的工藝，如果把溫度和壓 力適當提高，例如溫度為 50°c、80°c、100°c、120°c、15(rc，壓力為 1. 5 MpaU. 8 Mpa,2. 0 Mpa,2. 3 Mpa,2. 5 Mpa等條件時，脫硫效果會更好。
權(quán)利要求
1.一種天然氣常溫精脫硫化氫的方法，其特征在于天然氣經(jīng)干燥、氣水分離后進入 裝有活性碳精脫硫劑的精脫塔，在脫硫劑作用下，脫除氣體中的；精脫硫劑均分兩層或 多層裝填，床層總高徑比為1. 5 — 4. 0，溫度為常溫 150°C，壓力為常壓 2. 5Mpa ；用測硫儀 測量，當脫硫塔脫硫后天然氣中含量達到5mg/Nm3時，完成脫硫過程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣常溫精脫硫化氫的方法，其特征在于所述的活性 碳精脫硫劑是，以顆?；虺尚突钚蕴繛檩d體，負載活性組份CuO，脫硫劑中CuO的含量為 2 9Wt% ；徑向抗壓碎強度彡60N/cm，堆密度0. 5 - 0. 7kg/l，比表面>140m2/g，比孔容 0.4-0. 8ml/g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣常溫精脫硫化氫的方法，其特征在于完成脫硫操作 后，對脫硫塔進行再生，將需再生脫硫塔切換出來，再生過熱蒸汽先經(jīng)減壓閥減壓，自塔頂 部通入，塔內(nèi)溫度逐漸上升，蒸汽凝液和自脫硫劑中解吸出的硫化物等組分通過脫硫塔底 部排出；蒸汽流量控制在10 m3/分鐘，隨著再生的進行，床層溫度逐漸上升，升至100°C 105°C，持續(xù)20分鐘，然后將床層溫度升至約180 20(TC ；每20分鐘取樣分析，分析再生 氣中硫化物含量指標，當再生氣中含量小于1 mg/ m3時，再生完成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的天然氣常溫精脫硫化氫的方法，其特征在于再生完成 后，須對脫硫塔及管線進行干燥；來自界區(qū)外的氮氣首先經(jīng)氮氣加熱器加熱，采用低壓蒸汽 加熱至120 150°C，再經(jīng)減壓閥減壓至0. 2MPaA后，自底部通入脫硫塔；塔內(nèi)再生后殘留 的水蒸汽、硫化物等雜質(zhì)經(jīng)熱氮氣吹掃干燥帶出；氮氣流量控制在30 m3/分鐘，通過分析干 燥廢氣中的水含量小于0. 5 g / m3時，確定干燥完成，塔內(nèi)操作壓力0. 2MPaA，操作溫度為 142 150°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然氣常溫精脫硫化氫的方法，采用以下技術(shù)方案天然氣經(jīng)干燥、氣水分離后進入裝有活性碳精脫硫劑的精脫塔，在脫硫劑作用下，脫除氣體中的H2S；精脫硫劑均分兩層或多層裝填，床層總高徑比為1.5－4.0，溫度為常溫~150℃，壓力為常壓~2.5MPa；用測硫儀測量，當脫硫塔脫硫后天然氣中H2S含量達到5mg/Nm3時，完成脫硫過程。所述的脫硫劑是以顆粒或成型活性炭為載體，負載活性組份CuO，脫硫劑中CuO的含量為2～9Wt％。徑向抗壓碎強度≥60N/cm，堆密度0.5－0.7kg/l，比表面>140m2/g，比孔容0.4-0.8ml/g。采用載銅活性炭作為脫硫劑進行脫硫，利用活性炭材料的特殊表面結(jié)構(gòu)，通過吸附、催化氧化實現(xiàn)H2S的凈化。
文檔編號C10L3/10GK102115685SQ20111000149
公開日2011年7月6日 申請日期2011年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月6日
發(fā)明者奚惠民, 孫文成, 楊自立, 樊輝, 甑建, 趙紅, 陳陸建 申請人:克拉瑪依金葉化工有限責任公司