CN101955828A - 从天然气中脱除硫化氢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种从天然气中脱除硫化氢的方法。属于天然气的加工，特别涉及一种硫化氢以固态水合物的形式从天然气中脱除的处理方法。在压力2～10MPa，温度－15℃～25℃条件下，将天然气中的硫化氢气体转化为固态水合物，实现与天然气的分离而被脱除。主要包括如下装置：a.天然气进料缓冲罐(2)，b.硫化氢水合塔(5)，c.硫化氢水合物成型罐(8)，包括如下操作步骤：①静置脱水；②硫化氢水合物合成；③硫化氢水合物成型；④过滤储存；⑤脱硫后的天然气产品输出。提供了一种无须任何吸收剂、吸附剂，使硫化氢以固体形式从天然气中分离出来，工艺流程简单、投资省、能耗低、脱除硫化氢生产能力大、硫化氢脱除效率高的从天然气中脱除硫化氢的方法。
Description
技术领域
本发明是一种从天然气中脱除硫化氢的方法。属于天然气的加工，特别涉及一种硫化氢以固态水合物的形式从天然气中脱除的加工处理方法。
背景技术
天然气蕴藏在地下深度约3000～4000米的多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，已在电力工业、居民生活、车用燃料和化工原料等诸多方面得到广泛应用。
天然气中的硫主要以硫化氢的形式存在，硫化氢的酸性，使得天然气的输送及应用设备遭受腐蚀损害，硫化氢的毒性对环境和人类健康构成威胁。因此，天然气中的硫化氢的脱除，对于天然气的输送和应用具有重要意义。
现有技术中的天然气脱硫方法有湿法脱硫和干法脱硫两大类，湿法脱硫涉及吸收塔、闪蒸罐、再生塔等诸多化工操作单元和专用设备，装置流程复杂、自动化控制要求严格、投资大、能耗高。干法脱硫使用脱硫剂，再生困难，操作工艺繁琐，而且处理能力低。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的湿法和干法脱硫工艺的不足，而提供一种无须任何吸收剂、吸附剂，使硫化氢以固体形式从天然气中分离出来，工艺流程简单、投资省、能耗低、脱除生产能力大、硫化氢脱除效率高的从天然气中脱除硫化氢的方法。
本发明的目的可以通过如下措施来达到：
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于在压力2～10MPa，温度－15℃～25℃条件下，将天然气中的硫化氢气体转化为固态水合物 ，实现与天然气的分离而被脱除，主要包括如下装置：
a. 天然气进料缓冲罐2
b. 硫化氢水合塔5
c. 硫化氢水合物成型罐8
包括如下操作步骤：
①. 静置脱水
原料天然气经压缩提高压力至2～10MPa经天然气通过系统管线1进入天然气进料缓冲罐2，静置脱除原料天然气携带的水分；
②. 硫化氢水合物合成
经步骤①静置脱水后的天然气，经天然气进入硫化氢水合塔管线3以切线进料的方式经多孔螺旋盘管6，鼓泡进入硫化氢水合塔5，在水合促进剂、表面活性剂存在下，连续进行水合反应，水合反应用水，通过工艺水进入硫化氢水合塔管线4，进入硫化氢水合塔5，合成的硫化氢水合物浆上浮于液面；
③. 硫化氢水合物成型
步骤②生成的硫化氢水合物浆，通过硫化氢水合物溢流管7溢流进入硫化氢水合物成型罐8，在硫化氢水合物成型度控制助剂存在下，生成固态硫化氢水合物副产品，通过固态硫化氢水合物出口管线9排出，备过滤；
④. 过滤储存
将步骤③成型后的硫化氢水合物过滤，滤液经循环泵10返回硫化氢水合塔5，继续参加水合反应，滤饼送入储存罐内储存；
⑤. 脱硫后的天然气产品输出
脱硫后天然气通过脱硫后出口管线11送到天然气用户。
本发明的目的还可以通过如下措施来达到：
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，装置b中所述硫化氢水合塔5采用立式圆柱形结构，高径比为1：2～1：20。
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，装置b中所述硫化氢水合塔5中设有多孔螺旋盘管6，以便于原料经螺旋盘管鼓泡进料时，形成螺旋喷射旋转运动的物料流，促进反应物料充分接触，提高硫化氢水合物的合成效率。
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于装置b中所述硫化氢水合塔5，从溢流管7的溢流口至塔顶的高度为硫化氢水合塔5总高度的5%～10%。有利于减少脱除硫化氢后的天然气对水分的夹带。
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，装置b中所述硫化氢水合塔5的顶部气体的出口处设置聚结分离器，将脱除硫化氢后的天然气夹带的少量水滴聚集下来，避免在接近甲烷水合条件下在管道内形成水合物堵塞管道。
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，与装置b中所述硫化氢水合塔5相连接的脱硫后天然气出口管线11配置有保温加热夹层装置，用于排除由于水合物形成导致的设备和管道的堵塞故障。
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，步骤②中所述水合促进剂是十二烷基苯磺酸钠。
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，步骤③中所述硫化氢水合物成型度控制助剂是酯类化合物。
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法公开的技术方案，相比现有技术有如下积极效果：
1. 提供了一种无须任何吸收剂、吸附剂，使硫化氢以固体形式从天然气中分离出来，工艺流程简单、投资省、能耗低、脱除硫化氢生产能力大、硫化氢脱除效率高的从天然气中脱除硫化氢的方法。
2. 避免了湿法脱硫涉及吸收塔、闪蒸罐、再生塔等诸多化工操作单元和专用设备，装置流程复杂、自动化控制要求严格、投资大、能耗高的不足。
3. 避免了干法脱硫使用脱硫剂、温度高、脱硫剂再生困难，操作工艺繁琐，而且生产能力低的弊端。
4. 硫化氢脱除效率高，为化学工业提供低硫优质天然气原料。
5. 为电力工业、居民生活、车用动力提供环保安全的优质燃料。
6. 为天然气固态水合物制备提供专用优质原料中间体。
7. 将天然气中的硫化氢气体转化为固态水合物 ，实现与天然气的分离而被脱除，所分离出的硫化氢固态水合物副产品，供以硫化氢为原料的化学工业使用，变废为宝，节约能源，保护环境。
附图说明
图1是本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法采用的设备及工艺流程示意图，图中
1－天然气进入系统管线
2－天然气进料缓冲罐
3－天然气进入硫化氢水合塔管线
4－工艺水进入硫化氢水合塔管线
5－硫化氢水合塔
6－多孔螺旋盘管
7－硫化氢水合物溢流管
8－硫化氢水合物成型罐
9－成型后的固体硫化氢水合物出口管线
10－循环泵
11－脱硫后天然气出口管线
12－气相联通管线。
具体实施方式
本发明下面将结合实施例作进一步详述：
实施例1 从天然气中脱除硫化氢的方法
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，在压力10MPa，温度10℃条件下，将天然气中的硫化氢气体转化为固态水合物 ，实现与天然气的分离而被脱除，主要包括如下装置：
a. 天然气进料缓冲罐2
b. 硫化氢水合塔5
硫化氢水合塔5采用立式圆柱形结构，高径比为1：2～1：20。
硫化氢水合塔5中设有多孔螺旋盘管6，以便于原料经螺旋盘管鼓泡进料时，形成螺旋喷射旋转运动的物料流，促进反应物料充分接触，提高硫化氢水合物的合成效率。
硫化氢水合塔5，从溢流管7的溢流口至塔顶的高度为硫化氢水合塔5总高度的10%。有利于减少脱除硫化氢后的天然气对水分的夹带。
硫化氢水合塔5的顶部气体的出口处设置聚结分离器，将脱除硫化氢后的天然气夹带的少量水滴聚集下来，避免在接近甲烷水合条件下在管道内形成水合物堵塞管道。
硫化氢水合塔5相连接的脱硫后天然气出口管线11配置有保温加热夹层装置，用于排除由于水合物形成导致的设备和管道的堵塞故障。
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，步骤②中所述水合促进剂是十二烷基苯磺酸钠。
本发明的从天然气中脱除硫化氢的方法，步骤③中所述硫化氢水合物成型度控制助剂是酯类化合物。
c. 硫化氢水合物成型罐8
包括如下操作步骤：
①. 静置脱水
原料天然气经压缩提高压力至10MPa经天然气通过系统管线1进入天然气进料缓冲罐2，静置脱除原料天然气携带的水分；
②. 硫化氢水合物合成
经步骤①静置脱水后的天然气，经天然气进入硫化氢水合塔管线3以切线进料的方式经多孔螺旋盘管6，鼓泡进入硫化氢水合塔5，在水合促进剂十二烷基苯磺酸钠存在下，水合温度10℃，连续进行水合反应，水合反应用水，通过工艺水进入硫化氢水合塔管线4，进入硫化氢水合塔5，合成的硫化氢水合物浆上浮于液面；
③. 硫化氢水合物成型
步骤②生成的硫化氢水合物浆，通过硫化氢水合物溢流管7溢流进入硫化氢水合物成型罐8，在硫化氢水合物成型度控制助剂乙二醇存在下，生成符合固态硫化氢用户需求的硫化氢水合物副产品，通过固态硫化氢水合物出口管线9排出，备过滤；
④. 过滤储存
将步骤③成型后的硫化氢水合物过滤，滤液经循环泵10返回硫化氢水合塔5，继续参加水合反应，滤饼送入储存罐内储存；备作为副产品销售。
⑤. 脱硫后的天然气产品输出
脱硫后天然气通过脱硫后出口管线11送到天然气用户。
Claims (8)
1.一种从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于在压力2～10MPa，温度－15℃～25℃条件下，将天然气中的硫化氢气体转化为固态水合物 ，实现与天然气的分离而被脱除，主要包括如下装置：
a. 天然气进料缓冲罐（2）
b. 硫化氢水合塔（5）
c. 硫化氢水合物成型罐（8）
包括如下操作步骤：
①. 静置脱水
原料天然气经压缩提高压力至2～10MPa经天然气通过系统管线（1）进入天然气进料缓冲罐（2），静置脱除原料天然气携带的水分；
②. 硫化氢水合物合成
经步骤①静置脱水后的天然气，经天然气进入硫化氢水合塔管线（3）以切线进料的方式经多孔螺旋盘管（6），鼓泡进入硫化氢水合塔（5），在水合促进剂存在下，连续进行水合反应，水合反应用水，通过工艺水进入硫化氢水合塔管线（4），进入硫化氢水合塔（5），合成的硫化氢水合物浆上浮于液面；
③. 硫化氢水合物成型
步骤②生成的硫化氢水合物浆，通过硫化氢水合物溢流管（7）溢流进入硫化氢水合物成型罐（8），在硫化氢水合物成型度控制助剂存在下，生成固态硫化氢水合物副产品，通过固态硫化氢水合物出口管线（9）排出，备过滤；
④. 过滤储存
将步骤③成型后的硫化氢水合物过滤，滤液经循环泵（10）返回硫化氢水合塔（5），继续参加水合反应，滤饼送入储存罐内储存；
⑤. 脱硫后的天然气产品输出
脱硫后天然气通过脱硫后出口管线（11）送到天然气用户。
2.根据权利要求1的从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于装置b中所述硫化氢水合塔（5）采用立式圆柱形结构，高径比为1：2～1：20。
3.根据权利要求1的从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于装置b中所述硫化氢水合塔（5）中设有多孔螺旋盘管（6），以便于原料经螺旋盘管鼓泡进料时，形成螺旋喷射旋转运动的物料流，促进反应物料充分接触，提高硫化氢水合物的合成效率。
4.根据权利要求1的从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于装置b中所述硫化氢水合塔（5），从溢流管（7）的溢流口至塔顶的高度为硫化氢水合塔（5）总高度的5%～10%。
5.根据权利要求1的从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于装置b中所述硫化氢水合塔（5）的顶部气体的出口处设置聚结分离器，将夹带的少量水滴聚集下来，避免在接近甲烷水合条件下在管道内形成水合物堵塞管道。
6.根据权利要求1的从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于与装置b中所述硫化氢水合塔（5）相连接的脱硫后天然气出口管线（11）配置有保温伴热装置，用于排除由于水合物形成导致的设备和管道的堵塞故障。
7.根据权利要求1的从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于步骤②中所述水合促进剂是十二烷基苯磺酸钠。
8.根据权利要求1的从天然气中脱除硫化氢的方法，其特征在于步骤③中所述硫化氢水合物成型度控制助剂是乙二醇。
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