CN1036793C - 石灰乳脱除天然气中硫化氢的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天然气脱硫方法。其特征在于采用1-15%的石灰乳为脱硫剂，使用简单的设备即可把天然气中的H₂S含量脱至3mg/m³。本发明与传统的乙醇胺脱除天然气中H₂S方法相比，可使投资减少80%左右，运行费用低，能耗也低。

Description

石灰乳脱除天然气中硫化氢的方法

本发明属于净化天然气，除去其中硫化氢的方法。

净化天然气，除去其中的硫化氢的方法目前有很多种，按种类来分有干法和湿法。一般来讲，硫化氢含量高的用湿法，含量低的用干法。在湿法脱硫中，目前广泛使用的是乙醇胺法，该法采用价格昂贵的乙醇胺为脱硫剂，脱硫剂经再生循环使用；如果是小规模的脱硫厂单独供给城市生活用气，还必须设立大型贮气球罐调峰系统以解决用气高低矛盾问题，建立一个日处理天然气为10万立方米的乙醇胺脱硫厂，目前投资需要800-1000万元。

本发明的目的在于提出以石灰乳为脱硫剂脱除天然气中硫化氢的方法，该法由于使用价廉的石灰乳为脱硫剂，与用乙醇胺为脱硫剂脱除天然气中的H₂S的方法相比，具有投资省，成本低等特点。建一个日处理天然气10万立方米的脱硫厂，使用本发明方法仅需100余万元。

本发明的特征在于使用1-15％的石灰乳为脱硫剂，可把含高硫的天然气脱至其H₂S含量到3mg/m³左右，该法设备简单，运行可靠，投资省，与乙醇胺法相比可以节省80％左右投资。

本发明用石灰乳为脱硫剂，脱除天然气中H₂S，属酸碱中和反应，其反应式为； ，该反应瞬时完成，从常压到高压均可进行。温度：常温。空速：0.05～0.6米/秒。

本发明特别适用于小型高硫天然气井的脱硫，并且环境污染小。为了保证天然气的脱硫质量，一般Ca(OH)₂都过量30％以上，溶液为碱性，硫氢化钙在碱性介质中极易被空气氧化为硫酸钙－石膏，此排出液，经沉清后，清液可循环使用，废渣加上一些炭灰或砂制成灰砂砖。

本发明的设备主要有：二个脱硫塔，一个清洗分离器，以及石灰乳池与石灰乳泵等，脱硫塔装石灰乳，下部有气体分布器，中部有液位计；清洗分离器里装清水，下部有气体分布器，中部有液位计，上部有除沫填料。

本发明的工艺流程图如附图所示。

从气井来的含硫天然气1，从第一脱硫塔5的底部进入与石灰乳接触，起化学反应脱去硫化氢；再进入第二脱硫塔8进一步脱去残余硫化氢；再进入清洗分离器7，净化后天然气2从清洗分离器7顶部出来供给用户。石灰乳泵4把石灰乳从石灰乳池3打入脱硫塔5与脱硫塔6，H₁与H₂分别为脱硫塔5与脱硫塔6的液位计，石灰乳液位为塔高的1/2～3/4。清洗分离器分两部分，下部为清洗段，加水液位为塔高的1/3～1/2，H₃为液位计；上部为分离段，有0.6米高的填料。

本发明的另一特点是负荷弹性大，特别适应于用气量高低相差悬殊的场合。这一点对于城市生活用气比例高的供气系统来说，极其有利。城市生活用气，三餐饭时为高峰，其余时间较少，如采用乙醇胺法脱硫，必须设立大型贮气球罐进行调峰以解决用气高低相差悬殊的矛盾。本发明以用气量最高点的瞬时流量为液泛点进行设计，在实际操作中只要气流速度不超过该点，系统即保持良好的运行状态，这就是说本发明不需要大型贮气球罐调峰系统，即可方便地调节用气高低悬殊的矛盾。

本发明的特点是：

第一投资省，以建立一个口处理气量10万立方米的脱硫厂为例，应用本发明，仅需投资100余万元；而用乙醇胺法需800-1000万元。

第二是运行费用极低。这可由其反应式看出： $\underset{56}{\mathrm{CaO}}+H_{2}O=\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2$ $\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{OH}\right)}_2+\underset{64}{2H_{2}S}=\mathrm{Ca}{\left(\mathrm{HS}\right)}_2+2H_{2}O$ $\frac{56}{64}=0.875$ 即每除去千克硫化氢，需要CaO为0.875千克，在实际操作中，过量一倍完全可以保证气体质量，现市售含CaO为60％的石灰45元/吨，折合100％，即75元/吨，每脱除1吨硫化氢需2吨CaO，合150元。如天然气的硫化氢为10g/m³，10万立方米天然气才有1吨硫化氢，即每净化1千立方米天然气需脱硫剂费1.50元，加上水费、电费不超过2.00元，乙醇胺法就要高得多，约为50～100元/千立方米。

第三是能耗低，由于本发明无再生系统，无锅炉等高耗能设备，故能耗低。乙醇胺脱硫，脱硫剂需高温再生，故需锅炉，根据测定，该法锅炉燃料耗天然气为30-50立方米/千立方米。

                        实施例

现有一套按本发明方案建立的脱硫装置正在运行。规模为：日处理含硫天然气10万立方米，天然气H₂S含量9.5～13g/m³，总投资为85万元，如采用乙醇胺法建同等规模的厂需投资800-1000万元

该脱硫装置运行情况如下：

第一次测试：石灰乳浓度为5％，操作压力为1MPa，常温，天然气H₂S含量为9.5g/m³，最高流速为6000m³/小时，净化天然气30000m³，净化后天然气中H₂S含量＜3mg/m³，耗石灰乳9.3m³，耗电8千瓦时。

第二次测试：石灰乳浓度7％，共处理天然气28000m³，常温，天然气硫含量为10g/m³，压力为0.9MPa，最高流速为6500m³/小时，净化气H₂S含量＜3mg/m³，耗石灰乳8.5m³，耗电8千瓦时。

第三次测试是：石灰乳浓度3％，处理气量25000m³，常温，天然气压力1MPa，最高流速6000m³/小时，天然气中H₂S含量13g/m³，净化气H₂S含量＜3mg/m³，耗石灰乳15m³，耗电11千瓦时。

该装置运行费(溶剂、水、电)为2元/千立方米。

Claims (1)

1. 一种脱除天然气中硫化氢气体的方法，其特征在于使用了石灰乳为脱硫剂，其排除液经沉清后，水循环使用，沉渣加入炭灰或砂制成灰砂砖，脱硫塔液位控制在1/3-2/3，天然气以空速0.05-0.6米/秒速度从第一脱硫塔底部进入，与脱硫剂鼓泡接触反应，脱除天然气的硫化氢，再进入第二脱硫塔进一步脱除残余的硫化氢，再进入清洗分离器除去有可能带入的石灰乳雾滴，合格的天然气从清洗分离器顶部排出供给用户，其石灰乳浓度1-15％，温度为常温，压力为常压至2MPa。

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