專利名稱：低潛硫量天然氣凈化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低潛硫量天然氣凈化方法，特別涉及低潛硫量天然氣區(qū)塊的天然氣凈化方法。
背景技術(shù)：
天然氣凈化就是將天然氣中硫化氫、二氧化碳、水等組分脫除，使凈化后的天然氣符合外輸氣國家標準，并利用回收的硫化氫生產(chǎn)硫磺。我國擁有大量低潛硫量的天然氣氣田、區(qū)塊，如我國新疆塔里木氣田、四川氣田、長慶氣田、普光氣田等氣田具有很大的低潛硫量天然氣區(qū)塊，采用常規(guī)天然氣凈化工藝開發(fā)存在一定困難，主要原因在于低潛硫量天然氣中硫含量低，天然氣凈化工藝脫除的硫化氫回收難度較大。
現(xiàn)有技術(shù)中，天然氣凈化工藝脫除的硫化氫采用克勞斯法回收硫磺，對低潛硫量天然氣的凈化生產(chǎn)，經(jīng)濟成本較大，生產(chǎn)過程中含硫尾氣無法達標排放，常是直接將回收的硫化氫焚燒，對環(huán)境造成一定的影響，致使大部分低潛硫量的天然氣氣田、區(qū)塊無法進行開發(fā)， 造成資源大量浪費。目前，針對低潛硫量天然氣的凈化方法，主要采用溶劑法(常用甲基二乙醇胺)首先脫除天然氣中的硫化物以及二氧化碳，再采用三甘醇液體吸收法脫水，共需2 套相應(yīng)裝置達到天然氣凈化的目的，硫磺回收選用LO-CAT法，因潛硫量較低，含硫尾氣處理采用火炬焚燒后排放。溶劑法脫除硫化氫、二氧化碳，工藝穩(wěn)定可靠，運行平穩(wěn)，但是這種方法的特點是溶劑再生過程需要耗費大量蒸汽(O. 18 O. 2噸蒸汽/萬方天然氣)，且溶劑再生泵、貧溶劑輸送泵電力消耗大(6. 4 7. 6KW/萬方天然氣)，溶劑的降解現(xiàn)象會腐蝕鋼質(zhì)設(shè)備，從而造成運行費用高、檢修頻繁、設(shè)備壽命短等問題。三甘醇液體吸收法脫水工藝可靠，運行平穩(wěn)，但在生產(chǎn)工藝運行過程中，需消耗大量蒸汽以及電力，因此能耗較大。硫磺回收工藝采用LO-CAT法，硫磺回收率高，但是硫磺回收過程中含硫尾氣排放不符合環(huán)保規(guī)定，無論是焚燒后直接排放，還是直接排放，都對環(huán)境造成一定的污染。天然氣損耗率高達 1.5%，造成資源浪費。200710201889. X公開了一種天然氣綜合凈化分離方法，屬油田伴生天然氣的處理；200710023815. I公開了一種天然氣脫硫的方法，適用于天然氣、煤氣和沼氣的脫硫干燥工藝，二項發(fā)明都不能滿足低潛硫量天然氣凈化要求。綜上所述，現(xiàn)有低潛硫量天然氣凈化工藝存在如下問題
I)通常低潛硫量天然氣凈化工藝由脫硫化氫、二氧化碳裝置、脫水裝置、硫磺回收裝置、尾氣處理等單獨單元組成，各單元之間相對獨立，工藝復(fù)雜，設(shè)備多，流程較長，運行維護費用高。2)低潛硫量天然氣凈化工藝需要對脫硫脫碳溶劑、三甘醇溶液進行加熱再生，所需的能量來自于天然氣燃燒，致使消耗大量天然氣；脫硫脫碳溶劑循環(huán)泵和再生泵、三甘醇循環(huán)泵和再生泵需消耗大量電能，因此天然氣損耗率較高，能耗較大。3)硫磺回收裝置生產(chǎn)過程中存在含硫尾氣排放，對環(huán)境造成一定影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的工藝復(fù)雜、能耗高和含硫尾氣排放對環(huán)境造成污染的缺陷，提供一種低潛硫量天然氣凈化方法。本發(fā)明低潛硫量天然氣凈化方法，包括天然氣凈化和硫磺回收二部分
一、天然氣凈化
這部分的目的就是將低潛硫量天然氣中硫化物(硫化氫、硫醇等組分)、二氧化碳和水進行脫除，獲得符合國家標準的外輸天然氣，其具體步驟為
1、低潛硫量天然氣經(jīng)過天然氣分離器分離后，進入分子篩吸收塔，將天然氣中硫化物 (硫化氫、硫醇等組分)、二氧化碳、水進行吸附，即可得到合格的管輸天然氣；
2、為了分子篩吸收塔的循環(huán)使用，從管輸天然氣中引一股合格外輸天然氣作為再生氣，經(jīng)加熱后進入分子篩吸附塔，將被分子篩吸附的硫化物、二氧化碳與水從分子篩吸收塔中脫附出來，從而實現(xiàn)分子篩的循環(huán)使用；
3、攜帶硫化物、二氧化碳與水的混合再生氣經(jīng)冷卻、分離后進入硫磺回收系統(tǒng)；
二、硫磺回收
這部分的目的就是對混合再生氣進行處理，獲得符合國家標準的副產(chǎn)品硫磺，其具體步驟為
1、經(jīng)冷卻、分離后混合再生氣進入硫磺氧化塔內(nèi)與氧化溶液進行氧化反應(yīng)，得到單質(zhì)
硫；
2、硫磺氧化塔內(nèi)的氧化溶液進入氧化劑再生塔，與空氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使氧化溶液恢復(fù)其氧化性，增壓后進入硫磺氧化塔，循環(huán)使用；
3、硫磺氧化塔內(nèi)氣相稱為尾氣，尾氣經(jīng)壓縮機增壓后，返回天然氣凈化過程予以回收處理。所述的氧化溶液組分為三氯化鐵、碳酸鈉、碳酸氫鈉和絡(luò)合劑的混合溶液。所述的絡(luò)合劑為乙二胺或乙二胺四乙酸。本發(fā)明的有益效果是通過分子篩吸收塔對低潛硫量天然氣進行脫硫、脫二氧化碳、脫水的一體化脫除，工藝簡單，能耗低，其天然氣損耗量可降低至O. 5%，凈化后的天然氣能夠滿足不同用戶對氣質(zhì)的要求，硫磺回收率達到百分之百，含硫尾氣零排放，實現(xiàn)了低潛硫量天然氣的全密閉凈化處理。


圖I為本發(fā)明工藝流程圖2為本發(fā)明具體實施例工藝流程圖。
具體實施例方式以下通過具體實施方式
結(jié)合附圖I和附圖2對本發(fā)明做進一步詳細闡述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明主題范圍僅限于以下實施例，凡基于本發(fā)明上述思想內(nèi)容的技術(shù)方案均應(yīng)屬于本發(fā)明的范圍。實施例I :
本實施例使用的原料氣為一座低潛硫量天然氣氣田的天然氣，天然氣操作壓力7. OMPa，天然氣溫度25°C，天然氣具體組分、性能如表1所示
表1 原料氣組分、性能表
權(quán)利要求
1.一種低潛硫量天然氣凈化方法，其特征在于包括天然氣凈化和硫磺回收二部分一、天然氣凈化(1)低潛硫量天然氣經(jīng)過天然氣分離器分離后，進入分子篩吸收塔，將天然氣中硫化物 (硫化氫、硫醇等組分)、二氧化碳、水進行吸附，即可得到合格的管輸天然氣；(2)為了分子篩吸收塔的循環(huán)使用，從管輸天然氣中引一股合格外輸天然氣作為再生氣，經(jīng)加熱后進入分子篩吸附塔，將被分子篩吸附的硫化物、二氧化碳與水從分子篩吸收塔中脫附出來，從而實現(xiàn)分子篩的循環(huán)使用；(3)攜帶硫化物、二氧化碳與水的混合再生氣經(jīng)冷卻、分離后進入硫磺回收系統(tǒng)；二、硫磺回收(1)經(jīng)冷卻、分離后混合再生氣進入硫磺氧化塔內(nèi)與氧化溶液進行氧化反應(yīng)，得到單質(zhì)硫；(2)硫磺氧化塔內(nèi)的氧化溶液進入氧化劑再生塔，與空氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使氧化溶液恢復(fù)其氧化性，增壓后進入硫磺氧化塔，循環(huán)使用；(3)硫磺氧化塔內(nèi)氣相稱為尾氣，尾氣經(jīng)壓縮機增壓后，返回天然氣凈化過程予以回收處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低潛硫量天然氣凈化方法，其特征是氧化溶液組分為三氯化鐵、碳酸鈉、碳酸氫鈉和絡(luò)合劑的混合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低潛硫量天然氣凈化方法，其特征是所述的絡(luò)合劑為乙二胺或乙二胺四乙酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低潛硫量天然氣凈化方法，特別涉及低潛硫量天然氣區(qū)塊的天然氣凈化方法，包括天然氣凈化和硫磺回收二部分，天然氣凈化是通過吸附、分子篩再生、混合再生氣分離，將低潛硫量天然氣中硫化物、二氧化碳和水進行脫除；硫磺回收是通過混合再生氣的氧化得到單質(zhì)硫，通過氧化溶液再生循環(huán)使用和將尾氣返回天然氣凈化過程予以回收處理，實現(xiàn)了低潛硫量天然氣的全密閉凈化處理，本發(fā)明工藝簡單，能耗低，其天然氣損耗量可降低至0.5%，凈化后的天然氣能夠滿足不同用戶對氣質(zhì)的要求，硫磺回收率達到百分之百，含硫尾氣零排放。
文檔編號C10L3/10GK102604702SQ201210095360
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者何佳, 宋世昌, 尚德彬, 李光, 杜麗民, 王海琴, 銀永明, 龔金海 申請人:中國石化集團中原石油勘探局勘察設(shè)計研究院, 中國石油化工股份有限公司