專利名稱：石灰乳脫除天然氣中硫化氫的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于凈化天然氣，除去其中硫化氫的方法。
凈化天然氣，除去其中的硫化氫的方法目前有很多種，按種類來分有干法和濕法。一般來講，硫化氫含量高的用濕法，含量低的用干法。在濕法脫硫中，目前廣泛使用的是乙醇胺法，該法采用價(jià)格昂貴的乙醇胺為脫硫劑，脫硫劑經(jīng)再生循環(huán)使用;如果是小規(guī)模的脫硫廠單獨(dú)供給城市生活用氣，還必須設(shè)立大型貯氣球罐調(diào)峰系統(tǒng)以解決用氣高低矛盾問題，建立一個(gè)日處理天然氣為10萬(wàn)立方米的乙醇胺脫硫廠，目前投資需要800-1000萬(wàn)元。
本發(fā)明的目的在于提出以石灰乳為脫硫劑脫除天然氣中硫化氫的方法，該法由于使用價(jià)廉的石灰乳為脫硫劑，與用乙醇胺為脫硫劑脫除天然氣中的H2S的方法相比，具有投資省，成本低等特點(diǎn)。建一個(gè)日處理天然氣10萬(wàn)立方米的脫硫廠，使用本發(fā)明方法，僅需100余萬(wàn)元。
本發(fā)明的特征在于使用1-15%的石灰乳為脫硫劑，可把含高硫的天然氣脫至其H2S含量到3mg/m3左右，該法設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，投資省，與乙醇胺法相比可以節(jié)省80%左右投資。
本發(fā)明用石灰乳為脫硫劑，脫除天然氣中H2S，屬酸堿中和反應(yīng)，其反應(yīng)式為Ca(OH)2+2H2S＝Ca(HS)2+2H2O該反應(yīng)瞬時(shí)完成，從常壓到高壓均可進(jìn)行。
溫度常溫。
流速小于液泛點(diǎn)本發(fā)明的設(shè)備主要有二個(gè)脫硫塔，一個(gè)清洗分離器，以及石灰乳池與石灰乳泵等，脫硫塔裝石灰乳，下部有氣體分布器，中部有液位計(jì);清洗分離器里裝清水，下部有氣體分布器，中部有液位計(jì)，上部有除沫填料。
本發(fā)明的工藝流程圖如附圖
所示。
從氣井來的含硫天然氣1，從第一脫硫塔5的底部進(jìn)入與石灰乳接觸，起化學(xué)反應(yīng)脫去硫化氫;再進(jìn)入第二脫硫塔6進(jìn)一步脫去殘余硫化氫;再進(jìn)入清洗分離器7，凈化后天然氣2從清洗分離器7頂部出來供給用戶。石灰乳泵4把石灰乳從石灰乳池3打入脫硫塔5與脫硫塔6，H1與H2分別為脫硫塔5與脫硫塔6的液位計(jì)，石灰乳液位為塔高的1/2～3/4。清洗分離器分兩部分，下部為清洗段，加水液位為塔高的1/3～1/2，H3為液位計(jì);上部為分離段，有0.6米高的填料。
本發(fā)明的另一特點(diǎn)是負(fù)荷彈性大，特別適應(yīng)于用氣量高低相差懸殊的場(chǎng)合。這一點(diǎn)對(duì)于城市生活用氣比例高的供氣系統(tǒng)來說，極其有利。城市生活用氣，三餐飯時(shí)為高峰，其余時(shí)間較少，如采用乙醇胺法脫硫，必須設(shè)立大型貯氣球罐進(jìn)行調(diào)峰以解決用氣高低相差懸殊的矛盾。本發(fā)明以用氣量最高點(diǎn)的瞬時(shí)流量為液泛點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在實(shí)際操作中只要?dú)饬魉俣炔怀^該點(diǎn)，系統(tǒng)即保持良好的運(yùn)行狀態(tài)，這就是說本發(fā)明不需要大型貯氣球罐調(diào)峰系統(tǒng)，即可方便地調(diào)節(jié)用氣高低懸殊的矛盾。
本發(fā)明的特點(diǎn)是第一投資省，以建立一個(gè)日處理氣量10萬(wàn)立方米的脫硫廠為例，應(yīng)用本發(fā)明，僅需投資100余萬(wàn)元;而用乙醇胺法需800-1000萬(wàn)元。
第二是運(yùn)行費(fèi)用極低。這可由其反應(yīng)式看出
即每除去千克硫化氫，需要CaO為0.875千克，在實(shí)際操作中，過量一倍完全可以保證氣體質(zhì)量，現(xiàn)市售含CaO為60%的石灰45元/噸，折合100%，即75元/噸，每脫除1噸硫化氫需2噸CaO，合150元。如天然氣的硫化氫為10g/m3，10萬(wàn)立方米天然氣才有1噸硫化氫，即每?jī)艋?千立方米天然氣需脫硫劑費(fèi)1.50元，加上水費(fèi)、電費(fèi)不超過2.00元，乙醇胺法就要高得多，約為50～100元/千立方米。
第三是能耗低，由于本發(fā)明無(wú)再生系統(tǒng)，無(wú)鍋爐等高耗能設(shè)備，故能耗低。乙醇胺脫硫，脫硫劑需高溫再生，故需鍋爐，根據(jù)測(cè)定，該法鍋爐燃料耗天然氣為30-50立方米/千立方米。
實(shí)施例現(xiàn)有一套按本發(fā)明方案建立的脫硫裝置正在運(yùn)行。規(guī)模為日處理含硫天然氣10萬(wàn)立方米，天然氣H2S含量9.5～13g/m3，總投資為85萬(wàn)元，如采用乙醇胺法建同等規(guī)模的廠需投資800-1000萬(wàn)元。
該脫硫裝置運(yùn)行情況如下第一次測(cè)試石灰乳濃度為5%，操作壓力為1MPa，常溫，天然氣H2S含量為9.5g/m3，最高流速為6000m3/小時(shí)，凈化天然氣30000m3，凈化后天然氣中H2S含量＜3mg/m3，耗石灰乳9.3m3，耗電8千瓦時(shí)。
第二次測(cè)試石灰乳濃度7%，共處理天然氣28000m3，常溫，天然氣硫含量為10g/m3，壓力為0.9MPa，最高流速為6500m3/小時(shí)，凈化氣H2S含量＜3mg/m3，耗石灰乳8.5m3，耗電8千瓦時(shí)。
第三次測(cè)試是石灰乳濃度3%，處理氣量25000m3，常溫，天然氣壓力1MPa，最高流速6000m3/小時(shí)，天然氣中H2S含量13g/m3，凈化氣H2S含量＜3mg/m3，耗石灰乳15m3，耗電11千瓦時(shí)。
該裝置運(yùn)行費(fèi)(溶劑、水、電)為2元/千立方米。
權(quán)利要求
1.一種天然氣脫硫方法，其特征在于使用了石灰乳為脫硫劑，脫硫塔控制一定液位，天然氣從第一脫硫塔底部進(jìn)入，與脫硫劑鼓泡接觸反應(yīng)，脫除天然氣的H2S，再進(jìn)入第二脫硫塔進(jìn)一步脫除一殘余的H2S，再進(jìn)入清洗分離器，除去有可能帶入的石灰乳霧滴，合格天然氣從清洗分離器頂部排出供給用戶，凈化后的天然氣H2S含量可達(dá)到3mg/m3。
2.一種用于權(quán)利要求1的石灰乳脫硫劑，其濃度為1～15%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝條件，其溫度為常溫，壓力為常壓～2MPa。
4.一種用于權(quán)利要求1的脫硫塔設(shè)備，其為鋼制壓力容器，底部有氣體分布器，中部有液位計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的清洗分離器，其為鋼制壓力容器，下部有氣體分布器，中部有液位計(jì)，上部有填料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種天然氣脫硫方法。其特征在于采用1—15％的石灰乳為脫硫劑，使用簡(jiǎn)單的設(shè)備即可把天然氣中的H
文檔編號(hào)C10L3/10GK1096810SQ9310773
公開日1994年12月28日 申請(qǐng)日期1993年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月24日
發(fā)明者陶子元 申請(qǐng)人:陶子元