CN212476653U - 一种脱除液化天然气有机硫的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及一种脱除液化天然气有机硫的装置。包括塔一、塔二、再生气预冷器、再生气冷却器、再生气分离器和再生气加热器，塔一和塔二结构性能相同，塔一可作为有机硫吸附塔或有机硫再生塔，塔二可作为有机硫吸附塔或有机硫再生塔；含有机硫的天然气一部分送入塔一或塔二，经由塔一或塔二吸附除硫之后从底部输出脱除有机硫的天然气进行下一步处理；含有机硫的天然气一部分作为再生气进入再生气加热器中加热，加热的天然气作为再生气进入塔二或塔一的底部，再生气从塔二或塔一顶部出来依次经再生气预冷器、再生气冷却器冷却，冷却后的再生气最后进入再生气分离器进行分离，分离后的再生气与有机硫吸附塔输入管道汇合进行循环。

Description

一种脱除液化天然气有机硫的装置

技术领域

本实用新型属于天然气脱硫技术领域，具体涉及一种脱除液化天然气有机硫的装置。

背景技术

在天然气中有机硫主要以羰基硫(COS)、硫醇(RSH)、二硫化碳(CS₂)、硫醚(RSR)及二硫醚(RSSR)等组分存在，其中又以COS和RSH为主。在天然气液化(LNG)过程中，这些硫化物在未达到甲烷液化温度-162℃之前就变成了固体，从而堵塞设备和管线。因此，有机硫的脱除在天然气液化领域受到了普遍关注。

天然气深度脱有机硫，主要工艺有物理、化学吸收法、水解或加氢转化。物理、化学吸收法最常用的工艺为砜胺法，其主体溶剂成分为二异丙醇胺和环丁砜。水解或加氢转化是在催化剂的作用下将有机硫转化成容易被脱除的H₂S。以上有机硫脱除工艺，均能获得95-99.9％转化率，满足液化天然气的净化指标要求。一方面，砜胺法脱硫剂价格高，对烃类有较高的溶解度，造成烃类组分的损失；另一方面，水解或加氢转化工艺特别适合于大型高含硫天然气净化厂 (一般专门设有氢气和硫磺回收及尾气处理装置)，但对于天然气液化工厂而言，单独设置氢气和硫磺回收装置工艺复杂、投资高。

相比较于水解、加氢以及砜胺吸收脱除有机硫工艺而言，吸附法具有处理气量大、吸附操作在常温下进行、流程简单、设备紧凑、脱硫剂用量少、再生周期长以及操作费用低等一系列优点，在液化天然气工厂净化方面，有着非常显著的优势。

吸附法是借助于吸附剂表面自由力场,主要是通过吸附剂与吸附质之间的分子力而产生的一种物理吸附,能够选择性地吸附气体中的某些吸附质。从吸附质本性看，被吸附气体的沸点越高，越容易被吸附。中国专利CN 202909602 U(一种脱除有机硫的装置)中描述了一种采用活性炭吸附有机硫的装置，甲硫醇的去除效率达到99％；CN 106334530 A(一种用于脱除有机硫化物的多孔复合脱硫剂的制备方法)描述了采用一种金属有机框架化合物与活性炭复合，制成多孔复合脱硫剂，提高了有机硫、硫醚脱除性能，改善了脱硫剂的再生性能。

分子筛相比于活性炭而言，选择性更高，特别是对于含有一定重烃组分的原料气而言，分子筛可以选择性地脱除原料气中的有机硫(活性炭是全部吸附，选择性差)。因此，针对目前天然气脱有机硫方法中存在的不足，提供一种工艺流程简单、吸附性能好的分子筛脱除有机硫的方法。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种结构简单，设备投资少、运行成本低廉，使用工艺简单的脱除液化天然气中有机硫的设备，以便能经济、高效地脱除液化天然气中的少量有机硫。

本实用新型的技术方案是：

一种脱除液化天然气有机硫的装置，包括塔一、塔二、再生气预冷器、再生气冷却器、再生气分离器和再生气加热器，所述的塔一和塔二结构和作用均相同，所述的塔一可作为有机硫吸附塔或者是有机硫再生塔使用，所述的塔二可作为有机硫吸附塔或者是有机硫再生塔使用；

含有机硫的天然气一部分经流量与压差计量后由输入管道从顶部入口送入填装有分子筛的作为有机硫吸附塔的塔一或者是塔二，经有机硫吸附塔塔一或者是塔二吸附除硫之后从底部的输出管道输出脱除有机硫的天然气14进行下一步处理；含有机硫的天然气一部分经流量与压差计量后作为再生气由输入管道进入再生气加热器中加热，经加热的含有机硫的天然气作为再生气由输入管道进入装有分子筛的作为有机硫再生塔的塔二或者塔一的底部，再生气从塔二或者塔一顶部出来由输入管道、输出管道依次经再生气预冷器、再生气冷却器冷却，冷却后的再生气最后由输入管道进入再生气分离器进行分离，分离后的再生气由输出管道输送与有机硫吸附塔输入管道汇合进行循环，所述的再生气分离器的底部设置有排污口；

所述的再生气冷却器冷源进口与冷源供应罐连接，冷源出口与冷源收回罐连接；

所述的再生气加热器热源进口与热源供应罐连接，热源出口与热源收回罐连接；

所述的塔二或者塔一的输入管道和输出管道上分别设置有程序阀，所述的再生气预冷器的输入管道和输出管道上分别设置有程序阀，所述的再生气加热器的输入管道和输出管道上分别设置有程序阀；

所述的塔二和塔一同时与分子筛吸附剂进口管线连接，分子筛进口管线上设置有多个控制进入塔一和塔二的程序阀，所有的程序阀分别与控制系统连接，所述的流量与压差计量与控制系统连接。

具体的，所述的含有机硫的天然气与再生气加热器连通的输入管线上设置有旁路管线，该旁路管线与有机硫再生塔底部连接，所述的旁路管线上设置有程序阀，该程序阀与控制系统连接。

具体的，所述的再生气预冷器结构型式为空气冷却器。

具体的，所述的再生气冷却器为板翅式，提供冷源的介质为丙烷、氟利昂等冷剂。

具体的，所述的再生气加热器为卧式管壳式，加热温度为200℃-230℃，提供热源的介质为导热油或蒸汽。

具体的，所述的有机硫再生塔的顶部出口温度在40℃--220℃之间。

本实用新型的有益效果是：1.该设备设置有两个结构和性能都相同的两个有机硫吸附塔合有机硫再生塔，两个装填有分子筛的吸附塔和再生塔在循环运行过程中可以进行切换，使得分子筛再生速度满足生产需要。设备的每一次运行，各吸附塔依次进行吸附和再生，以保证天然气脱有机硫过程连续进行；2.再生气来源于原料气，通过流量与压差控制，确保再生气能回到有机硫吸附塔入口处进行循环；3.所述有机硫吸附塔和再生塔采用控制系统进行程序控制，减少了人工控制的误差；4.所述再生气冷却采用空冷预冷和冷剂联合冷却工艺，确保再生气中有机硫在再生气分离器中有效分离，避免再生气回到原料气中，造成有机硫的累积；5.所述加热采用的是导热油或蒸汽加热，可以循环利用，节约能源的同时也节约了成本；使用再生的天然气循环返回系统，避免了浪费；6采用的分子筛对有机硫具有强烈的吸附能力，作为吸附剂脱除天然气中的有机硫，将具有良好的效果。本实用新型结构新颖，工艺简单，脱硫效果高。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

1有机硫吸附塔、2有机硫再生塔、3再生气预冷器、4再生气冷却器、5再生气分离器、6再生气加热器、7控制系统、8含有机硫天然气、9排污口、10 冷源供应罐、11冷源收回罐、12热源供应罐、13热源收回罐、14脱除有机硫的天然气。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

如图1所示为本实施例提供的一种脱除液化天然气有机硫的装置的结构示意图，本实施例中塔一作为有机硫吸附塔1使用，塔二作为有机硫再生塔2使用，含有机硫的天然气8一部分经流量与压差计量后由输入管道从顶部入口送入填装有分子筛吸附剂的有机硫吸附塔1，经有机硫吸附塔1吸附除硫之后从底部输出管道输出脱除有机硫的天然气14进行下一步处理，含有机硫的天然气8 一部分经流量与压差计量机构后作为再生气由输入管道进入再生气加热器6中加热，所述的含有机硫的天然气8与再生气加热器6连通的输入管线上设置有旁路管线，该旁路管线与有机硫再生塔底部连接，所述的旁路管线上设置有程序阀，该程序阀与控制系统连接。经加热的含有机硫的天然气8作为再生气由输入管道进入装有分子筛吸附剂的有机硫再生塔2底部，再生气从有机硫再生塔2顶部出来由输入管道、输出管道依次经再生气预冷器3、再生气冷却器4冷却，冷却后的再生气最后由输入管道进入再生气分离器5进行分离，分离后的再生气由输出管道输送与有机硫吸附塔1输入管道汇合进行循环，所述的再生气分离器5的底部设置有排污口9。

所述的再生气冷却器4冷源进口与冷源供应罐10连接，冷源出口与冷源收回罐11连接。

所述的再生气加热器6热源进口与热源供应罐12连接，热源出口与热源收回罐13连接。

所述的有机硫再生塔2的输入管道和输出管道上分别设置有程序阀，所述的再生气预冷器3的输入管道和输出管道上分别设置有程序阀，所述的再生气加热器6的输入管道和输出管道上分别设置有程序阀。所述的有机硫吸附塔1 与分子筛吸附剂进口管线连接，有机硫再生塔2与分子筛吸附剂进口管线连接，分子筛进口管线上设置有多个控制进入有机硫吸附塔1和有机硫再生塔2的程序阀，所有的程序阀分别与控制系统7连接，所述的流量与压差计量与控制系统7电性连接，所述的流量与压差计量包括常规使用的流量计、压力表、计量泵等一些流量和压差计量设备这些设备都与控制系统连接。

在本实施例提供的设备实际使用过程中，所述分子筛型号为NaY、10X 和13X中的一种或者任意几种的组合。所述的再生气预冷器3结构型式为空气冷却器。所述的再生气冷却器4为板翅式，提供冷源的介质为丙烷、氟利昂等冷剂。所述的再生气加热器6为卧式管壳式，加热温度为200℃-230℃，提供热源的介质为导热油或蒸汽。

本实施例提供的额天然气除硫设备的运行过程如下：

a、含有机硫的天然气8一部分经管道送入有机硫吸附塔1的顶部，在有机硫吸附塔1内完成有机硫的吸附；

b、经吸附脱除有机硫后的天然气从有机硫吸附塔1的底部排出，得到净化后的天然气，进入下一个工序；

c、含有机硫的天然气8一部分经流量与压差控制后作为再生气进入再生气加热器6中加热，经加热后的再生气进入有机硫再生塔2底部，对有机硫再生塔2中的分子筛进行加热使分子筛再生；

d、当有机硫再生塔2的顶部出口温度在220℃保持恒定10min后，再生气加热器6停止加热，关闭控制进入有机硫再生塔2底部的加热再生气的程序阀；未经加热的再生气通过旁通管线进入有机硫再生塔2底部进行冷吹，当有机硫再生塔2顶部出口温度在40℃左右保持恒定10min，冷吹结束，再生气加热器6 开始加热，加热后的再生气进入有机硫再生塔2底部正常循环；

e、从有机硫再生塔2顶部出来的再生气经再生气预冷器3和再生气冷却器 4冷却、再生气分离器5分离后返回有机硫吸附塔2入口管线，进行循环利用；

在连续生产过程中，分子筛再生时间有限，需要塔一和塔二按周期切换，进行吸附、再生过程，也就是说进行切换后塔一作为有机硫再生塔而塔二作为有机硫吸附塔使用。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (4)

1.一种脱除液化天然气有机硫的装置，包括塔一、塔二、再生气预冷器(3)、再生气冷却器(4)、再生气分离器(5)和再生气加热器(6)，其特征在于，所述的塔一和塔二结构和作用均相同，所述的塔一可作为有机硫吸附塔(1)或者是有机硫再生塔(2)使用，所述的塔二可作为有机硫吸附塔(1)或者是有机硫再生塔(2)使用；

含有机硫的天然气(8)一部分经流量与压差计量后由输入管道从顶部入口送入填装有分子筛的作为有机硫吸附塔的塔一或者是塔二，经有机硫吸附塔塔一或者是塔二吸附除硫之后从底部的输出管道输出脱除有机硫的天然气(14)进行下一步处理；含有机硫的天然气(8)一部分经流量与压差计量后作为再生气由输入管道进入再生气加热器(6)中加热，经加热的含有机硫的天然气(8)作为再生气由输入管道进入装有分子筛的塔二或者塔一的底部，再生气从塔二或者塔一顶部出来由输入管道、输出管道依次经再生气预冷器(3)、再生气冷却器(4)冷却，冷却后的再生气最后由输入管道进入再生气分离器(5)进行分离，分离后的再生气由输出管道输送与有机硫吸附塔(1)输入管道汇合进行循环，所述的再生气分离器(5)的底部设置有排污口(9)；

所述的再生气冷却器(4)冷源进口与冷源供应罐(10)连接，冷源出口与冷源收回罐(11)连接；

所述的再生气加热器(6)热源进口与热源供应罐(12)连接，热源出口与热源收回罐(13)连接；

所述的塔二或者塔一的输入管道和输出管道上分别设置有程序阀，所述的再生气预冷器(3)的输入管道和输出管道上分别设置有程序阀，所述的再生气加热器(6)的输入管道和输出管道上分别设置有程序阀；

所述的塔二和塔一同时与分子筛吸附剂进口管线连接，分子筛进口管线上设置有多个控制进入塔一和塔二的程序阀，所有的程序阀分别与控制系统(7)连接，所述的流量与压差计量机构与控制系统(7)连接。

2.根据权利要求1所述脱除液化天然气有机硫的装置，其特征在于，所述的含有机硫的天然气(8)与再生气加热器(6)连通的输入管线上设置有旁路管线，该旁路管线与塔二和塔一底部同时连接，所述的旁路管线上设置有多个控制再生气进入塔二或者塔一的程序阀，该程序阀与控制系统连接。

3.根据权利要求1所述脱除液化天然气有机硫的装置，其特征在于，所述的再生气预冷器(3)结构型式为空气冷却器。

4.根据权利要求2所述脱除液化天然气有机硫的装置，其特征在于，所述的再生气冷却器(4)为板翅式，提供冷源的介质为丙烷或氟利昂。

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