CN101691512B - 天然气干法精脱硫工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种天然气干法精脱硫工艺。该工艺为三级常温天然气干法精脱硫:第一级脱硫为粗脱硫化氢,使用常温氧化铁脱硫剂,第二级精脱硫化氢反应器,使用常温氧化锌脱硫剂,第三级精脱有机硫反应器,使用常温分子筛脱硫剂,常温氧化铁脱硫剂和常温分子筛脱硫剂能够再生重复使用,第一级反应器、第二级反应器和第三级反应器,必须是一开一备,相互切换使用,延长了有机硫吸附剂的再生周期,排除了无机硫对有机硫吸附脱除干扰,降低了能耗及成本,提高了脱硫精度。

Description

天然气干法精脱硫工艺
技术领域:
本发明涉及一种石油化工技术,尤其是天然气干法精脱硫净化技术。
背景技术:
天然气中的硫主要以H2S的形式存在,但还有少量的小分子硫醇、硫醚和二硫化物,还有少量的羟基硫和二硫化碳,这些硫化物统称有机硫化物的脱除有湿法脱硫和干法脱硫之分,湿法脱硫中硫化物的吸收剂是液体,干法脱硫中硫化物的吸收剂是固体。天然气、油田气及炼厂气作为化工原料及燃料,要脱除其中的硫化物,而干法脱硫较适合中小型企业,投资小、工艺简单、操作方便,硫的脱除精度高。应用于干法脱硫的脱硫剂主要有活性炭脱硫剂、氧化铁脱硫剂和氧化锌脱硫剂,但这些脱硫剂在低温和常温条件下能有效的脱除硫化氢,但对有机硫的脱除能力不强。因此,现有的天然气干法脱硫工艺为CoMo/Υ-Al2O3催化剂,加氢与氧化锌吸收相结合的工艺,通过CoMo/Υ-Al2O3的加氢,使有机硫转化为H2S,然后由氧化锌吸收H2S,这种工艺需要氢气和300℃左右的加氢反应温度,工艺复杂,能耗大,氧化脱硫剂实现精脱硫必须克服高温对精脱硫的热力学限制,把加氢流出物温度降到常温,所以这种工艺脱硫精度有限。天然气干法精脱硫的难点是有机硫的脱除,有机硫的干法脱除有两条技术路线,一条是将有机硫转化成H2S,在吸收脱除;另一条技术路线是吸收脱除,吸收脱除的缺点是硫容低,吸附剂需要频繁的进行再生。有机硫吸附脱除的最大干扰是H2S的存在,H2S的量比有机硫多,与有机硫存在强竞争吸附。
CN8510355公开的铁锰锌脱硫剂可在350-400的温度下对羟基硫、二硫化碳、硫醇、硫醚和二硫化物进行转化吸收,该脱硫剂在如此的高温下对有机硫的热分解有催化作用,可以不用氢气,但该技术虽然克服了使用氢气的缺点,依然存在高温脱硫的缺点,即能耗大及脱硫精度受限的不足。
发明内容:
本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足,提供一种天然气干法精脱硫工艺。
本发明的目的是通过以下技术方按实现的:
天然气干法精脱硫工艺,为三级常温天然气干法精脱硫:
a、第一级脱硫为粗脱硫化氢,使用常温氧化铁脱硫剂,当粗脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥10μg·g-1时切换到备用反应器,给原反应器加热至40℃-80℃,自然通风,使常温氧化铁脱硫剂再生;
b、经第一级粗脱硫化氢的天然气进入第二级精脱硫化氢反应器,使用常温氧化锌脱硫剂,当精脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,原反应器更换新的常温氧化锌脱硫剂;
c、经第二级精脱硫化氢的天然气进入第三级精脱有机硫反应器,使用常温分子筛脱硫剂,当精脱有机硫反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,向原反应器通入加热至150℃-250℃的氮气,使常温分子筛脱硫剂再生。
本发明的目的还可以通过以下技术方按实现:
步骤c所述的分子筛脱硫剂是由NaX分子筛制成。
第一级粗脱硫化氢、第二级精脱硫化氢和第三级精脱有机硫的操作温度为20℃-40℃,压力为常压-3.0MPa,空速为500h-1-2000h-1
第一级反应器、第二级反应器和第三级反应器,每级反应器必须是一开一备。
有益效果:本发明采用先粗脱硫化氢,再精脱硫化氢,最后用吸附剂脱有机硫的工艺路线,延长了有机硫吸附剂的再生周期,排除了无机硫对有机硫吸附脱除干扰,降低了能耗及成本,提高了脱硫精度。
具体实施方式:
下面结合附图和实施例作进一步的详细说明:
天然气干法精脱硫工艺,为三级常温天然气干法精脱硫:
a、第一级脱硫为粗脱硫化氢,使用常温氧化铁脱硫剂,当粗脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥10μg·g-1时切换到备用反应器,给原反应器加热至40℃-80℃,自然通风,使常温氧化铁脱硫剂再生;
b、经第一级粗脱硫化氢的天然气进入第二级精脱硫化氢反应器,使用常温氧化锌脱硫剂,当精脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,原反应器更换新的常温氧化锌脱硫剂;
c、经第二级精脱硫化氢的天然气进入第三级精脱有机硫反应器,使用常温分子筛脱硫剂,当精脱有机硫反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,向原反应器通入加热至150℃-250℃的氮气,使常温分子筛脱硫剂再生。
步骤c所述的分子筛脱硫剂是由NaX分子筛制成。
第一级粗脱硫化氢、第二级精脱硫化氢和第三级精脱有机硫的操作温度为20℃-40℃,压力为常压-3.0MPa,空速为500h-1-2000h-1
第一级反应器、第二级反应器和第三级反应器,每级反应器必须是一开一备。
实施例1
a、第一级脱硫为粗脱硫化氢,使用常温氧化铁脱硫剂,当粗脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥10μg·g-1时切换到备用反应器,给原反应器加热至80℃,自然通风,使常温氧化铁脱硫剂再生;
b、经第一级粗脱硫化氢的天然气进入第二级精脱硫化氢反应器,使用常温氧化锌脱硫剂,当精脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,原反应器更换新的常温氧化锌脱硫剂;
c、经第二级精脱硫化氢的天然气进入第三级精脱有机硫反应器,使用常温NaX分子筛脱硫剂,当精脱有机硫反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,向原反应器通入加热至250℃的氮气,使常温分子筛脱硫剂再生。
第一级粗脱硫化氢、第二级精脱硫化氢和第三级精脱有机硫的操作温度为40℃,压力为常压-3.0MPa,空速为2000h-1
实施例2
a、第一级脱硫为粗脱硫化氢,使用常温氧化铁脱硫剂,当粗脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥10μg·g-1时切换到备用反应器,给原反应器加热至80℃,自然通风,使常温氧化铁脱硫剂再生;
b、经第一级粗脱硫化氢的天然气进入第二级精脱硫化氢反应器,使用常温氧化锌脱硫剂,当精脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,原反应器更换新的常温氧化锌脱硫剂;
c、经第二级精脱硫化氢的天然气进入第三级精脱有机硫反应器,使用常温NaX分子筛脱硫剂,当精脱有机硫反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,向原反应器通入加热至150℃的氮气,使常温分子筛脱硫剂再生。
第一级粗脱硫化氢、第二级精脱硫化氢和第三级精脱有机硫的操作温度为20℃,压力为常压-3.0MPa,空速为500h-1
实施例3
a、第一级脱硫为粗脱硫化氢,使用常温氧化铁脱硫剂,当粗脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥10μg·g-1时切换到备用反应器,给原反应器加热至40℃,自然通风,使常温氧化铁脱硫剂再生;
b、经第一级粗脱硫化氢的天然气进入第二级精脱硫化氢反应器,使用常温氧化锌脱硫剂,当精脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,原反应器更换新的常温氧化锌脱硫剂;
c、经第二级精脱硫化氢的天然气进入第三级精脱有机硫反应器,使用常温NaX分子筛脱硫剂,当精脱有机硫反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg·g-1时切换到备用反应器,向原反应器通入加热至200℃的氮气,使常温分子筛脱硫剂再生。
第一级粗脱硫化氢、第二级精脱硫化氢和第三级精脱有机硫的操作温度为30℃,压力为常压-3.0MPa,空速为1000h-1

Claims (4)

1.一种天然气干法精脱硫工艺,其特征在于,为三级常温天然气干法精脱硫:
a、第一级脱硫为粗脱硫化氢,使用常温氧化铁脱硫剂,当粗脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥10μg.g-1时切换到备用反应器,给原反应器加热至40℃-80℃,自然通风,使常温氧化铁脱硫剂再生;
b、经第一级粗脱硫化氢的天然气进入第二级精脱硫化氢反应器,使用常温氧化锌脱硫剂,当精脱H2S反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg.g-1时切换到备用反应器,原反应器更换新的常温氧化锌脱硫剂;
c、经第二级精脱硫化氢的天然气进入第三级精脱有机硫反应器,使用常温分子筛脱硫剂,当精脱有机硫反应器流出物中硫化氢硫≥0.1μg.g-1时切换到备用反应器,向原反应器通入加热至150℃-250℃的氮气,使常温分子筛脱硫剂再生。
2.按照权利要求1所述的天然气干法精脱硫工艺,其特征在于,步骤c所述的分子筛脱硫剂是由NaX分子筛制成。
3.按照权利要求1所述的天然气干法精脱硫工艺,其特征在于,第一级粗脱硫化氢、第二级精脱硫化氢和第三级精脱有机硫的操作温度为20℃-40℃,压力为常压-3.0MPa,空速为500h-1-2000h-1
4.按照权利要求1所述的天然气干法精脱硫工艺,其特征在于,第一级反应器、第二级反应器和第三级反应器,每级反应器必须是一开一备。
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