CN108283945A - 一种天然气硫回收络合铁催化剂再生装置 - Google Patents

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唐晓
周晓晓
张博文
李焰
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    • B01J38/00—Regeneration or reactivation of catalysts, in general
    • B01J38/48—Liquid treating or treating in liquid phase, e.g. dissolved or suspended
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明提供一种天然气硫回收络合铁催化剂再生装置，其中所述装置可以包括：罐体，具有再生反应腔；电极板，包括阴极板和阳极板；进液口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述电极板的上游；进气口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述进液口远离所述电极板的一侧；出液口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述电极板的下游。本说明书实施例提供一种基于电化学原理的天然气硫回收络合铁催化剂再生装置，有效降低了装置规模。尤其是，这种罐体结构的天然气硫回收络合铁催化剂再生装置可以应用于浮式条件下的天然气硫回收装置，可有效加快络合铁催化剂再生速率，从而减少催化剂用量，有效降低装置规模。

Description

一种天然气硫回收络合铁催化剂再生装置
技术领域
本发明涉及催化剂制备技术领域，尤其涉及一种天然气硫回收络合铁催化剂再生装置。
背景技术
天然气中的含硫酸性气体的存在会增加对管道和设备的腐蚀，进而影响管道的使用寿命，而且含硫天然气在燃烧时会出现异味，燃烧所产生的SO2等化合物会污染环境。因此，天然气预处理中最重要的任务就是脱硫。
络合铁催化剂再生是天然气净化生产过程中的一个重要组成部分，目的是将脱硫反应后的络合铁催化剂进行再生，从而实现络合铁催化剂的循环使用。目前在天然气脱硫净化过程中，由于氧气在溶液中溶解度较小，且溶解速度慢，使得络合铁催化剂的再生成为整个天然气净化过程的速度控制步骤，只有实现络合铁催化剂的快速再生，才能有效提高反应速率，降低装置规模。
其中，LO-CAT工艺及SulFerox工艺为目前陆地上常用的两种络合铁催化剂再生工艺。LO-CAT工艺采用了大型自循环脱硫-再生装置，这种再生装置需要的催化剂体积较大，设备较为笨重；SulFerox工艺采用分体式多级硫吸收-再生装置，包含多套设备，工艺设备相对较为复杂。
因此，业界需要一种工艺设备较为简单的天然气硫络合铁催化剂再生装置。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种设备规模较低的天然气硫回收络合铁催化剂再生装置。
本申请实施例采用下述技术方案：
本申请实施例提供一种天然气硫回收络合铁催化剂再生装置，包括：
罐体，具有再生反应腔；
电极板，包括阴极板和阳极板；
进液口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述电极板的上游；
进气口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述进液口远离所述电极板的一侧；
出液口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述电极板的下游。
可选地，所述电极板包括：依次交替排布的多个所述阳极板和阴极板，相邻两个所述阳极板和阴极板面对面。
可选地，在各个所述阳极板和阴极板中，其中一种极板靠近所述进液口的一端连接在一起，另一种极板靠近所述出液口的一端连接在一起。
可选地，相邻两个所述阳极板和阴极板之间通过绝缘钉连接。
可选地，所述电极板的材料为以下至少一种或多种：铂、钛、锗、石墨、钌钛合金、镍基合金或带有二氧化钌涂层的钛合金。
可选地，天然气硫回收络合铁催化剂再生装置还包括：
超细气体分布器，位于所述反应腔内并位于所述进气口与电极板之间。
可选地，所述超细气体分布器与所述进液口重叠设置。
本申请实施例还提供一种天然气硫回收装置，还包括：
上述任一所述的天然气硫回收络合铁催化剂再生装置；
天然气硫回收反应装置，连接所述进液口和出液口。
本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
天然气硫回收络合铁催化剂再生装置可以包括：罐体，具有再生反应腔；电极板，包括阴极板和阳极板；进液口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述电极板的上游；进气口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述进液口远离所述电极板的一侧；出液口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述电极板的下游。本说明书实施例提供一种基于电化学原理的天然气硫回收络合铁催化剂再生装置，有效降低了装置规模。尤其是，这种罐体结构的天然气硫回收络合铁催化剂再生装置可以应用于浮式条件下的天然气硫回收装置，可有效加快络合铁催化剂再生速率，从而减少催化剂用量，有效降低装置规模。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例提供的一种天然气硫回收络合铁催化剂再生装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
图1为本申请实施例提供的一种天然气硫回收络合铁催化剂再生装置的结构示意图，结构如下所示。天然气硫回收络合铁催化剂再生装置包括：
罐体1，具有再生反应腔1a；
电极板2，包括阳极板21和阴极板22；
进液口3，设于罐体1并连通反应腔1a，位于电极板2的上游；
进气口4，设于罐体1并连通反应腔1a，位于进液口3进远电极板2的一侧；
出液口5，设于罐体1并连通反应腔1a，位于电极板2的下游。
在本说明书实施例中，进液口3和出液口5均连接至天然气硫回收反应装置(图中未示出)，天然气硫回收络合铁催化剂再生装置的工作原理是：
在天然气硫回收反应装置中发生如下反应：2Fe3+L+H2S→2Fe2+L+S(L为络合剂)，反应后络合铁催化剂中的三价铁离子转变为二价铁离子进液口3上游的进气口4流入氧气或空气，氧气溶解于络合铁催化剂液体中，再电极板2发生如下氧化还原反应：
阳极板21：Fe2+L-e→Fe3+L；
阴极板22：O2+2H2O+4e→4OH-；
这样，在阳极板21重新生成络合铁催化剂中的三价铁离子，络合铁催化剂经过出液口5流出。在本说明书实施例中，天然气硫回收络合铁催化剂再生装置还包括再反应罐6，并从反应罐6的出液口6a重新回到天然气硫回收反应装置，继续与硫化氢气体发生反应，脱除硫化氢气体，多余的空气经过出气口6b排出。
本说明书实施例提供一种基于电化学原理的天然气硫回收络合铁催化剂再生装置，有效降低了装置规模。尤其是，这种罐体结构的天然气硫回收络合铁催化剂再生装置可以应用于浮式条件下的天然气硫回收装置，可有效加快络合铁催化剂再生速率，从而减少催化剂用量，有效降低装置规模。
需要说明的是“上游”、“下游”等术语，是基于沿络合铁催化剂在再生循环过程流动过程中的流向而确定，例如从进液口3流入的络合铁催化剂先经电极板2进行电化学反应，之后再流向出液口5。
在本说明书实施例中，天然气硫回收络合铁催化剂再生装置还包括：连接于罐体1的进液口3的进液管30；连接于罐体1的进气口4的进气管40；连接于罐体1的出液口5的出液管50。其中，进液管30和进气管40均用于连接至天然气硫回收反应装置。
优选地，电极板2包括：依次交替排布的多个阳极板21和阴极板22，相邻两个阳极板21和阴极板22面对面。这在同等体积下有效增加了电极板2的面积，提高了电极板2与催化剂的接触面积，大大加快了反应速率。
可选地，各个阳极板21靠近进液口3的一端连接在一起，各个阴极板22靠近出液口5的一端连接在一起。这提升了结构紧凑性。而且，从进液口3流入的络合铁催化剂可以沿着阳极板21和阴极板22的板面流动，接触面积比较充分，大大加快反应速率。
在本说明书实施例中，可以是各个阳极板远离进液口的一端连接在一起，而各个阴极板远离出液口的一端连接在一起。因此，在各个阳极板和阴极板中，其中一种极板靠近所述进液口的一端连接在一起，另一种极板靠近所述出液口的一端连接在一起。
优选地，相邻两个阳极板21和阴极板22之间通过绝缘钉23连接。绝缘钉23可以将相邻的阳极板21和阴极板22之间绝缘隔离开，以免两者发生接触而短路。
优选地，电极板2的材料为以下至少一种或多种：铂、钛、锗、石墨、钌钛合金、镍基合金或带有二氧化钌涂层的钛合金。这些电极板材料不仅具有极强的耐腐蚀性、化学稳定性、良好的电化学重现性，而且能够保持较小的电化学氧化电位。
优选地，天然气硫回收络合铁催化剂再生装置，其特征在于，还可以包括：
超细气体分布器8，位于反应腔1a内并位于进气口4与电极板2之间。超细气体分布器8的作用在于将空气或氧气分散未极其细小的气泡后再排入络合铁催化剂溶液中，这可以提高氧气在络合铁催化剂溶液中的溶解度，提高络合铁催化剂的再生速率，使得同等处理规模下装置体积大大减小，进一步降低装置规模。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (8)

1.一种天然气硫回收络合铁催化剂再生装置，其特征在于，包括：
罐体，具有再生反应腔；
电极板，包括阴极板和阳极板；
进液口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述电极板的上游；
进气口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述进液口远离所述电极板的一侧；
出液口，设于所述罐体并连通所述反应腔，位于所述电极板的下游。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极板包括：依次交替排布的多个所述阳极板和阴极板，相邻两个所述阳极板和阴极板面对面。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，在各个所述阳极板和阴极板中，其中一种极板靠近所述进液口的一端连接在一起，另一种极板靠近所述出液口的一端连接在一起。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，相邻两个所述阳极板和阴极板之间通过绝缘钉连接。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电极板的材料为以下至少一种或多种：铂、钛、锗、石墨、钌钛合金、镍基合金或带有二氧化钌涂层的钛合金。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：
超细气体分布器，位于所述反应腔内并位于所述进气口与电极板之间。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述超细气体分布器与所述进液口重叠设置。
8.一种天然气硫回收装置，其特征在于，还包括：
权利要求1-7中任一项所述的天然气硫回收络合铁催化剂再生装置；
天然气硫回收反应装置，连接所述进液口和出液口。
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