JPWO2018207726A1 - Hydrogen sulfide removal apparatus and hydrogen sulfide removal method - Google Patents
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Abstract
炭化水素及び硫化水素を含有する第一の原料を油溶性の硫化水素吸収剤に接触させて硫化水素を除去する硫化水素除去部30と、プロパンの沸点以上の沸点を有する高沸点炭化水素を含有する第二の原料と前記硫化水素吸収剤に前記硫化水素を吸収させた硫化水素吸収済剤とを混合する混合部40と、を備えることを特徴とする硫化水素除去装置1。前記第一の原料から、前記高沸点炭化水素を分離する第一の分離部20を硫化水素除去部30の前段にさらに備えることが好ましい。A hydrogen sulfide removing section 30 for removing a hydrogen sulfide by bringing a first raw material containing a hydrocarbon and hydrogen sulfide into contact with an oil-soluble hydrogen sulfide absorbent, and containing a high-boiling hydrocarbon having a boiling point equal to or higher than the boiling point of propane A mixing section 40 for mixing a second raw material to be mixed with a hydrogen sulfide absorbent having the hydrogen sulfide absorbed in the hydrogen sulfide absorbent. It is preferable that a first separation unit 20 that separates the high-boiling-point hydrocarbon from the first raw material is further provided upstream of the hydrogen sulfide removal unit 30.
Description
本発明は、硫化水素除去装置及び硫化水素除去方法に関する。
本願は、2017年5月12日に日本に出願された特願2017−095944号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。The present invention relates to a hydrogen sulfide removing device and a hydrogen sulfide removing method.
This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-095944 for which it applied to Japan on May 12, 2017, and uses the content here.
石油生産に伴い産出される油田随伴ガスや天然ガスには、主成分であるメタンその他の炭化水素とともに、水分、窒素ガスや二酸化炭素、硫化水素等(二酸化炭素および硫化水素は、併せて酸性ガスと称される。)が含まれる。これらの中で、硫化水素はその毒性や臭気の他、パイプラインの腐食の原因となるため、なるべく低い濃度(例えば20ppm未満)にすることが求められている。 Oil-associated gas and natural gas produced during oil production include water, nitrogen gas, carbon dioxide, hydrogen sulfide, etc. along with methane and other hydrocarbons, which are the main components. ) Are included. Among them, hydrogen sulfide causes toxicity and odor, and also causes corrosion of pipelines. Therefore, it is required that the concentration be as low as possible (for example, less than 20 ppm).
天然ガスに含まれる硫化水素を除去する方法としては、吸着剤に硫化水素を吸着させて除去する方法や、液体の吸収剤に硫化水素を吸収させて除去する方法が知られている。吸着剤としては酸化鉄や酸化亜鉛があり、吸収剤としてはアミン系溶液や特許文献1のような長鎖のアルカンの両端にアルデヒド基を有するジアルデヒドがある。これらの中でも、アミン系溶液に硫化水素を吸収させるアミン吸収法は、二酸化炭素を同時に除去できるため、広く採用されている。
As a method of removing hydrogen sulfide contained in natural gas, a method of adsorbing and removing hydrogen sulfide by an adsorbent and a method of absorbing and removing hydrogen sulfide by a liquid absorbent are known. Examples of the adsorbent include iron oxide and zinc oxide, and examples of the absorbent include an amine-based solution and a dialdehyde having aldehyde groups at both ends of a long-chain alkane as disclosed in
しかしながら、酸化鉄等の吸着剤を用いた硫化水素除去方法では、多量の廃棄物が発生し、環境負荷が大きい。
また、アミン吸収法は、二酸化炭素及び硫化水素を吸収した吸収液を加熱再生する再生工程が必須であり、かつ、再生工程で生成する硫化水素を分離し、除去するプロセスが必要である。このため、プラントの規模が大きくなり、処理コスト等の点で採算が取れない。
特許文献1では、硫化水素を吸収した吸収剤(吸収済剤ともいう)の処理については、何ら考慮されていない。
このため、従来の技術では吸収済剤等の処理が煩雑であり、効率的に硫化水素を除去できなかった。However, the method for removing hydrogen sulfide using an adsorbent such as iron oxide generates a large amount of waste and has a large environmental load.
In addition, the amine absorption method requires a regeneration step of heating and regenerating an absorbing solution that has absorbed carbon dioxide and hydrogen sulfide, and a process of separating and removing hydrogen sulfide generated in the regeneration step. For this reason, the scale of the plant becomes large, and it is not profitable in terms of processing costs and the like.
In
For this reason, in the conventional technology, the treatment of the absorbed agent or the like is complicated, and hydrogen sulfide cannot be efficiently removed.
そこで本発明は、天然ガス等に含まれる硫化水素を効率よく除去できる、硫化水素除去装置及び硫化水素除去方法を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a hydrogen sulfide removing apparatus and a hydrogen sulfide removing method capable of efficiently removing hydrogen sulfide contained in natural gas and the like.
本発明は、以下の態様を有する。
[1]炭化水素及び硫化水素を含有する第一の原料を油溶性の硫化水素吸収剤に接触させて前記硫化水素を除去する硫化水素除去部と、プロパンの沸点以上の沸点を有する高沸点炭化水素を含有する第二の原料と前記硫化水素吸収剤に前記硫化水素を吸収させた硫化水素吸収済剤とを混合する混合部と、を備えることを特徴とする硫化水素除去装置。
[2]前記第一の原料から、前記高沸点炭化水素を分離する第一の分離部を前記硫化水素除去部の前段にさらに備えることを特徴とする、[1]に記載の硫化水素除去装置。
[3]前記硫化水素除去部で処理した第一の原料から、前記高沸点炭化水素を分離する第二の分離部を前記硫化水素除去部の後段にさらに備えることを特徴とする、[1]または[2]に記載の硫化水素除去装置。
[4]前記第一の分離部で得られた前記高沸点炭化水素と前記硫化水素吸収剤との混合物を前記硫化水素除去部に導入する導入部をさらに備えることを特徴とする、[2]に記載の硫化水素除去装置。The present invention has the following aspects.
[1] A hydrogen sulfide removing section for removing a hydrogen sulfide by bringing a first raw material containing a hydrocarbon and hydrogen sulfide into contact with an oil-soluble hydrogen sulfide absorbent, and a high-boiling carbon having a boiling point equal to or higher than that of propane. A hydrogen sulfide removing device, comprising: a mixing unit that mixes a second raw material containing hydrogen and a hydrogen sulfide absorbent that has the hydrogen sulfide absorbed into the hydrogen sulfide absorbent.
[2] The hydrogen sulfide removing device according to [1], further including a first separation unit that separates the high-boiling hydrocarbon from the first raw material before the hydrogen sulfide removing unit. .
[3] A second separation unit for separating the high-boiling-point hydrocarbon from the first raw material treated in the hydrogen sulfide removal unit is further provided downstream of the hydrogen sulfide removal unit, [1]. Or the hydrogen sulfide removing device according to [2].
[4] The apparatus further comprises an introduction section for introducing a mixture of the high-boiling-point hydrocarbon and the hydrogen sulfide absorbent obtained in the first separation section into the hydrogen sulfide removal section, [2] The hydrogen sulfide removing device according to 1.
さらに、本発明は以下の態様を有する。
[5]炭化水素及び硫化水素を含有する第一の原料を油溶性の硫化水素吸収剤に接触させて前記硫化水素を除去する硫化水素除去工程と、プロパンの沸点以上の沸点を有する高沸点炭化水素を含有する第二の原料と前記硫化水素吸収剤に前記硫化水素を吸収させた硫化水素吸収済剤とを混合する混合工程とを有し、前記第一の原料から、前記硫化水素を除去することを特徴とする硫化水素除去方法。
[6]前記硫化水素除去工程の前段に、前記第一の原料から、前記高沸点炭化水素を分離する第一分離工程をさらに有することを特徴とする、[5]に記載の硫化水素除去方法。
[7]前記硫化水素除去工程の後段に、前記硫化水素除去工程で処理した第一の原料から、前記高沸点炭化水素を分離する第二分離工程をさらに有することを特徴とする、[5]または[6]に記載の硫化水素除去方法。
[8]前記第一分離工程で得られた前記高沸点炭化水素と前記硫化水素吸収剤とを混合する予備混合工程を有し、前記硫化水素除去工程は、前記第一の原料と前記予備混合工程で得られた混合物とを接触させることを特徴とする、[6]に記載の硫化水素除去方法。
[9]前記混合工程において、前記高沸点炭化水素が加圧液化状態となる条件で、前記第二の原料と前記硫化水素吸収済剤とを混合することを特徴とする、[5]〜[8]のいずれかに記載の硫化水素除去方法。
[10]前記高沸点炭化水素が、室温で液体であることを特徴とする、[5]〜[8]のいずれかに記載の硫化水素除去方法。Further, the present invention has the following aspects.
[5] A hydrogen sulfide removing step of removing the hydrogen sulfide by bringing a first raw material containing a hydrocarbon and hydrogen sulfide into contact with an oil-soluble hydrogen sulfide absorbent, and a high-boiling carbon having a boiling point equal to or higher than that of propane. A mixing step of mixing a hydrogen-containing second raw material and a hydrogen sulfide absorbent having the hydrogen sulfide absorbed in the hydrogen sulfide absorbent, and removing the hydrogen sulfide from the first raw material A method for removing hydrogen sulfide.
[6] The method for removing hydrogen sulfide according to [5], further comprising a first separation step of separating the high-boiling hydrocarbon from the first raw material before the hydrogen sulfide removing step. .
[7] The method according to [5], further comprising, after the hydrogen sulfide removing step, a second separating step of separating the high-boiling hydrocarbon from the first raw material treated in the hydrogen sulfide removing step. Or the method for removing hydrogen sulfide according to [6].
[8] A premixing step of mixing the high-boiling-point hydrocarbon obtained in the first separation step with the hydrogen sulfide absorbent, wherein the hydrogen sulfide removing step includes mixing the first raw material with the premixed hydrogen. The method for removing hydrogen sulfide according to [6], wherein the method comprises bringing the mixture obtained in the step into contact with the mixture.
[9] In the mixing step, the second raw material and the hydrogen sulfide-absorbing agent are mixed under the condition that the high-boiling-point hydrocarbon is in a pressurized and liquefied state, [5] to [5]. 8] The method for removing hydrogen sulfide according to any one of [1] to [8].
[10] The method for removing hydrogen sulfide according to any of [5] to [8], wherein the high-boiling hydrocarbon is a liquid at room temperature.
本発明の硫化水素除去装置及び硫化水素除去方法によれば、天然ガス等に含まれる硫化水素を効率よく除去できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the hydrogen sulfide removal apparatus and the hydrogen sulfide removal method of this invention, hydrogen sulfide contained in natural gas etc. can be removed efficiently.
本発明の硫化水素除去装置は、硫化水素除去部と混合部とを備える。
本発明の硫化水素除去装置は、例えば、炭化水素の精製装置(精製された炭化水素を製造する装置)として適用できる。特に、LNG(Liquefied Natural Gas、液化天然ガス)製造装置として好適である。
本発明の硫化水素除去方法は、硫化水素除去工程と混合工程とを有する。
本発明の硫化水素除去方法は、例えば、炭化水素精製方法(精製された炭化水素を製造する方法)として適用できる。特に、LNG製造方法として好適である。The hydrogen sulfide removing device of the present invention includes a hydrogen sulfide removing unit and a mixing unit.
The hydrogen sulfide removing device of the present invention can be applied, for example, as a hydrocarbon refining device (a device for producing a purified hydrocarbon). In particular, it is suitable as an LNG (Liquid Natural Gas) liquefied natural gas (LNG) production apparatus.
The hydrogen sulfide removing method of the present invention has a hydrogen sulfide removing step and a mixing step.
The hydrogen sulfide removal method of the present invention can be applied, for example, as a hydrocarbon purification method (a method of producing a purified hydrocarbon). In particular, it is suitable as an LNG manufacturing method.
[第一の実施形態]
以下、本発明の第一実施形態に係る硫化水素除去装置、及びこの装置を用いた硫化水素除去方法について、図面を用いて詳細に説明する。
本発明の硫化水素除去装置は、炭化水素(アルカン)及び硫化水素を含有する第一の原料から硫化水素を除去し、精製された炭化水素を目的ガスとして取り出す装置である。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。[First embodiment]
Hereinafter, a hydrogen sulfide removing device according to a first embodiment of the present invention and a hydrogen sulfide removing method using the device will be described in detail with reference to the drawings.
The hydrogen sulfide removing device of the present invention is a device that removes hydrogen sulfide from a first raw material containing a hydrocarbon (alkane) and hydrogen sulfide, and takes out purified hydrocarbon as a target gas.
In addition, in the drawings used in the following description, in order to make the characteristics easy to understand, the characteristic portions may be enlarged for convenience, and the dimensional ratios and the like of the respective components are not necessarily the same as the actual ones. Absent.
<硫化水素除去装置>
図1は、本発明の第一実施形態に係る硫化水素除去装置の構成を示す系統図である。図1に示すように、硫化水素除去装置1は、セパレータ12と、第一の分離部20と、硫化水素除去部30と、混合部40と、吸収剤供給源50と、LPG(Liquefied Petroleum Gas、液化石油ガス)タンク60と、配管L1〜L8と、を備えて概略構成されている。<Hydrogen sulfide removal device>
FIG. 1 is a system diagram showing a configuration of the hydrogen sulfide removing device according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the hydrogen
原料供給源10の後段にはセパレータ12が備えられ、原料供給源10とセパレータ12とは、配管L1で接続されている。
セパレータ12の後段には第一の分離部20が備えられ、セパレータ12と第一の分離部20とは、配管L1で接続されている。
第一の分離部20の後段には硫化水素除去部30と混合部40とが備えられている。第一の分離部20と硫化水素除去部30とは、配管L2で接続されている。第一の分離部20と混合部40とは、配管L3で接続されている。配管L3にはコンプレッサー90が備えられている。硫化水素除去部30には配管L5が接続されている。硫化水素除去部30の後段には混合部40が備えられ、硫化水素除去部30と混合部40とは、配管L4で接続されている。配管L4には分岐101とポンプ71とが備えられている。
混合部40の後段にはLPGタンク60が備えられ、混合部40とLPGタンク60とは、配管L8で接続されている。配管L6は、分岐101から分岐して、硫化水素除去部30内に備えられた導入部80と接続されている。配管L6にはポンプ70と分岐102とが備えられている。配管L7は、分岐102から分岐して、吸収剤供給源50と接続されている。A
A
A hydrogen
An
(原料供給源)
原料供給源10は、炭化水素及び硫化水素を含有する第一の原料を硫化水素除去装置1に供給する供給源(供給部)である。
第一の原料は、炭化水素及び硫化水素を含有していればよく、例えば、採掘された天然ガスや、石油を精製する際に得られる液化石油ガス、石油生産に伴い産出される油田随伴ガス、石炭層から採取可能なコールベッドメタン(CBM)、石炭をコークス炉で乾留したときに得られるコークス炉ガス等が挙げられる。第一の原料には、炭化水素及び硫化水素の他、二酸化炭素、窒素、ヘリウム等のガスが含有されてもよい。
第一の原料は、気体でも液体でもよいし、気体と液体との混合体でもよく、気体と液体と固体との混合体であってもよい。(Raw material supply source)
The raw
The first raw material may contain hydrocarbons and hydrogen sulfide, for example, mined natural gas, liquefied petroleum gas obtained when refining petroleum, and gas associated with oil fields produced with oil production. And coal bed methane (CBM) that can be collected from a coal seam, and coke oven gas obtained when coal is carbonized in a coke oven. The first raw material may contain gases such as carbon dioxide, nitrogen, and helium in addition to hydrocarbons and hydrogen sulfide.
The first raw material may be a gas or a liquid, a mixture of a gas and a liquid, or a mixture of a gas, a liquid, and a solid.
原料供給源10は、第一の原料を供給できればよく、油ガス田の地上設備や、これに接続されるパイプラインや、第一の原料を一時貯留することができるタンクや、移動可能なタンク積載車両等が挙げられる。また、原料供給源10は、LNGプラントや、バイオガスプラント等にも適用可能である。
The raw
配管L1としては、金属製または樹脂製の配管等が挙げられるが、これらの配管等に限定されるものではない。また、配管L1の材質は、他の配管L2等の材質と同じであってもよく、異なっていてもよい。以下、本明細書における配管の種類、材質については同様とする。 Examples of the pipe L1 include metal or resin pipes, but are not limited to these pipes. Further, the material of the pipe L1 may be the same as the material of the other pipe L2 or the like, or may be different. Hereinafter, the same applies to the types and materials of piping in this specification.
(セパレータ)
セパレータ12は、第一の原料に含まれる水分やスラッジ等を除去する装置である。
セパレータ12としては、天然ガスや原油等から水分やスラッジ等を除去する公知の装置が用いられてもよい。セパレータ12としては、例えば、親油性の繊維等でできたコアレッサーや親水性のフィルターを用いて、第一の原料中の水分やスラッジ等を除去する装置が挙げられる。
なお、本実施形態においては、セパレータ12で炭素数5以上の炭化水素がスラッジ等として除去され、第一の分離部20へは、炭素数4以下の炭化水素(メタン、エタン、プロパン、ブタン)等が供給される。(Separator)
The
As the
In the present embodiment, hydrocarbons having 5 or more carbon atoms are removed as sludge or the like by the
(第一の分離部)
第一の分離部20は、第一の原料から、プロパンの沸点以上の沸点を有する高沸点炭化水素(以下、単に「高沸点炭化水素」ともいう)を分離する装置である。ここで、「プロパンの沸点」とは−42℃のことである。また、前記高沸点炭化水素は、プロパン及び炭素数4以上の炭化水素(アルカン)であるが、上記のようにセパレータ12を設けて、炭素数5以上の炭化水素(アルカン)は実質的に除去することが好ましい。すなわち、前記高沸点炭化水素は、主にプロパン又はブタン、あるいはその双方により構成されることが好ましい。
第一の分離部20で、第一の原料から高沸点炭化水素を含有する第二の原料が分離される。
本実施形態では、第一の分離部20で、第一の原料から高沸点炭化水素(プロパン、ブタン等)を含有する第二の原料が分離される。(First separation unit)
The
In the
In the present embodiment, the
第一の分離部20では、炭化水素の分子量や大きさの違いによって炭化水素を分離することができる分離膜が用いられる。
本実施形態において、分離膜とは、微細な貫通孔等により、気体の種類による透過率に差を備えた構造を有し、ガス透過性を有する透過体をいう。そのメカニズムは、貫通孔と分子の大きさの関係で、透過率を制御するメカニズム、気体の分子量に基づく平均自由工程を利用するメカニズム等が挙げられる。種々のメカニズムに基づき、ゼオライト等のセラミックス、ポリイミドや、セルロース、シリコーン、フッ素系高分子等の有機化合物等の多様な素材が存在する。分離膜を用いた分離装置の形態は、円筒状、中空糸、平板、あるいは、袋状の分離膜を巻いて円筒状にする等の多様な分離膜モジュールとして提供される形態が挙げられる。これらの分離膜は、第一の原料となる天然ガスの価格、製品ガスとなるメタン等の炭化水素ガスの価格等に応じて、選択することができる。In the
In the present embodiment, the separation membrane refers to a gas-permeable permeable member having a structure with a difference in transmittance depending on the type of gas due to fine through holes and the like. Examples of the mechanism include a mechanism for controlling the transmittance based on the relationship between the size of the through hole and the molecule, and a mechanism using the mean free path based on the molecular weight of the gas. Based on various mechanisms, there are various materials such as ceramics such as zeolite, polyimides, and organic compounds such as cellulose, silicone, and fluorine-based polymers. Examples of the form of the separation device using the separation membrane include a form provided as various separation membrane modules such as a cylindrical, hollow fiber, flat plate, or bag-shaped separation membrane wound into a cylindrical shape. These separation membranes can be selected according to the price of natural gas as the first raw material, the price of hydrocarbon gas such as methane as the product gas, and the like.
第一の分離部20は、第一の原料から第二の原料を分離できれば、分離膜を用いた分離装置に限定されるものではなく、炭化水素を分離するための公知の装置が用いられてもよい。第一の分離部20としては、例えば、スラグキャッチャー、トッパー、ナフサ・スプリッター等の常圧蒸留装置等が挙げられる。
The
(硫化水素除去部)
硫化水素除去部30は、第一の原料を油溶性の硫化水素吸収剤(以下、単に「吸収剤」ともいう)に接触させて硫化水素を除去する装置である。
硫化水素除去部30は、例えば、吸収塔のような反応器で構成され、吸収塔の内部には、吸収剤を供給するための導入部80が備えられる。
硫化水素除去部30は、導入部80から吸収剤を吸収塔の内部に噴霧して、第一の原料と接触させる装置である。
硫化水素除去部30としては、吸収剤を噴霧する装置に限定されず、吸収剤を吸収塔の底部に溜めた液体に、第一の原料をバブリングさせて硫化水素を除去する装置でもよい。(Hydrogen sulfide removal section)
The hydrogen
The hydrogen
The hydrogen
The hydrogen
油溶性の硫化水素吸収剤としては、長鎖のアルカン骨格の両端部近傍にアルデヒド基を有するジアルデヒドが挙げられる。上記ジアルデヒドとしては、例えば、毒性が低く、耐熱性に優れ、保存安定性を有する1,9−ノナンジアール(1,9-nonanedial)や、2−メチル−1,8−オクタンジアール(2-methyl-1,8-octanedial)等が挙げられる。
吸収剤は、溶液の形で使用することが好ましい。例えば、前記吸収剤として、1,9−ノナンジアールや、2−メチル−1,8−オクタンジアール等を2〜10倍(体積基準)の灯油、ナフサ、低分子量ポリエチレングリコール(分子量200〜1000)等の溶媒に溶解させたものが好適に用いられる。ここで、灯油とは、引火点が40℃以上で、95容量%留出温度が300℃以下の留分を意味する。なお、引火点とは、JIS K2265に準拠して測定した値を指す。また、ナフサとは、10容量%留出温度が50℃以上で、90容量%留出温度が150℃以下の留分であり、沸点範囲が30〜150℃の留分を含有する留分を意味する。
なお、本明細書において、「油溶性」とは、JIS K2203:2009に規定する1号の灯油に、化合物と灯油を2:8〜8:2の範囲で混合して、相分離しない化合物が有する性質をいうものとする。Examples of the oil-soluble hydrogen sulfide absorbent include a dialdehyde having an aldehyde group near both ends of a long-chain alkane skeleton. Examples of the dialdehyde include 1,9-nonanedial having low toxicity, excellent heat resistance, and storage stability, and 2-methyl-1,8-octanedial (2- methyl-1,8-octanedial) and the like.
The absorbent is preferably used in the form of a solution. For example, as the absorbent, kerosene, naphtha, low molecular weight polyethylene glycol (molecular weight: 200 to 1000) of 1,9-nonandial, 2-methyl-1,8-octanedial, etc. is 2 to 10 times (by volume). A solvent dissolved in a solvent such as the above is preferably used. Here, kerosene means a fraction having a flash point of 40 ° C. or higher and a 95% by volume distillation temperature of 300 ° C. or lower. The flash point refers to a value measured according to JIS K2265. Naphtha is a fraction having a 10% by volume distillation temperature of 50 ° C. or more and a 90% by volume distillation temperature of 150 ° C. or less, and a fraction containing a fraction having a boiling point range of 30 to 150 ° C. means.
In the present specification, the term “oil-soluble” refers to a compound which does not phase-separate by mixing a compound and kerosene in the range of 2: 8 to 8: 2 with kerosene No. 1 specified in JIS K2203: 2009. It has the property to have.
(混合部)
混合部40は、高沸点炭化水素を含有する第二の原料と、硫化水素吸収済剤とを混合する装置である。
混合部40としては、例えば、バッチ式の混合装置や、インライン型の混合装置等が挙げられる。(Mixing section)
The mixing
Examples of the mixing
(吸収剤供給源)
吸収剤供給源50は、硫化水素除去部30に硫化水素吸収剤を供給する供給源である。
吸収剤供給源50は、吸収剤を供給できればよく、例えば、吸収剤を一時貯留することができる備え付けのタンクや、移動可能なタンク積載車両等が挙げられる。(Absorbent supply source)
The
The
(LPGタンク)
LPGタンク60は、吸収済剤と第二の原料との混合物を一時貯留するためのタンクである。
LPGタンク60は、吸収済剤と第二の原料との混合物を一時貯留できればよく、例えば、混合物を一時貯留することができる備え付けのタンクや、移動可能なタンク積載車両等が挙げられる。(LPG tank)
The
The
<硫化水素除去方法>
次に、硫化水素除去装置1を用いた、第一の原料の硫化水素除去方法について説明する。
本実施形態は、硫化水素除去工程と、混合工程とを有し、前記硫化水素除去工程の前段に、第一の原料から高沸点炭化水素を分離する第一分離工程をさらに有する。<Hydrogen sulfide removal method>
Next, a method for removing hydrogen sulfide from the first raw material using the hydrogen
This embodiment includes a hydrogen sulfide removing step and a mixing step, and further includes a first separation step of separating a high-boiling-point hydrocarbon from the first raw material before the hydrogen sulfide removing step.
炭化水素及び硫化水素を含有する第一の原料は、原料供給源10から配管L1を介してセパレータ12へと供給される。
第一の原料中の炭化水素は、メタン、エタンと、プロパンの沸点以上の沸点を有するプロパン、ブタン等の高沸点炭化水素とを含有する。
第一の原料中には、炭化水素及び硫化水素以外にも、水分やスラッジ等が含まれている。
水分やスラッジ等が第一の原料中に含まれていると、純度の高い目的ガスや高品質のLPGを得ることができない。そのため、第一の原料中の水分やスラッジ等の不純物を除去しておくことが好ましい。
第一の原料中の水分やスラッジ等を除去することにより、純度の高い目的ガスや高品質のLPGを得ることができる。The first raw material containing hydrocarbons and hydrogen sulfide is supplied from the raw
The hydrocarbon in the first raw material contains methane, ethane, and high-boiling hydrocarbons having a boiling point equal to or higher than that of propane, such as propane and butane.
The first raw material contains water, sludge, and the like in addition to hydrocarbons and hydrogen sulfide.
If moisture, sludge, or the like is contained in the first raw material, a high-purity target gas or high-quality LPG cannot be obtained. Therefore, it is preferable to remove impurities such as moisture and sludge in the first raw material.
By removing moisture, sludge, and the like in the first raw material, a high-purity target gas and high-quality LPG can be obtained.
セパレータ12で処理された第一の原料は、水分やスラッジ等を除去され、配管L1を介して第一の分離部20へと供給される。
第一の分離部20で、第一の原料から高沸点炭化水素を含有する第二の原料が分離される(第一分離工程)。
本実施形態において、高沸点炭化水素は、プロパン、ブタンであり、室温で気体として分離される。
本明細書において、室温とは、1〜30℃をいう。The first raw material processed by the
In the
In this embodiment, the high-boiling hydrocarbons are propane and butane, which are separated as gases at room temperature.
In this specification, room temperature means 1 to 30 ° C.
第一の分離部20で処理された第一の原料は、配管L2を介して硫化水素除去部30へと供給される。硫化水素除去部30へと供給される第一の原料は、高沸点炭化水素が除去されている。したがって、硫化水素除去部30へ供給される第一の原料中の炭化水素(アルカン)は、メタンとエタンである。
分離された第二の原料は、配管L3を介して混合部40へと供給される。
本実施形態において、高沸点炭化水素は室温で気体として分離されるため、高沸点炭化水素は、コンプレッサー90で圧縮されることにより、室温で液体(LPG)として配管L3中を移動して、混合部40へと供給される。The first raw material processed in the
The separated second raw material is supplied to the
In the present embodiment, since the high-boiling hydrocarbon is separated as a gas at room temperature, the high-boiling hydrocarbon is compressed by the
吸収剤供給源50から、配管L7、分岐102、配管L6を介して導入部80へと吸収剤を供給する。導入部80に供給された吸収剤は、硫化水素除去部30中の吸収塔中で噴霧され、硫化水素を吸収する吸収操作が行われる(硫化水素除去工程)。噴霧された吸収剤は、硫化水素を吸収して硫化水素吸収済剤(以下、単に「吸収済剤」ともいう)として吸収塔底部で回収され、一部は分岐101からポンプ70で昇圧され、配管L6を循環する。
硫化水素除去部30では、第一の原料を吸収剤と吸収済剤との混合物に接触させることで、第一の原料中の硫化水素が混合物中の吸収剤に移行する。
吸収剤に硫化水素を吸収させた硫化水素吸収済剤は、配管L4中のポンプ71で昇圧された後、配管L4を介して混合部40へと供給される。The absorbent is supplied from the
In the hydrogen
The hydrogen sulfide-absorbed agent in which hydrogen sulfide has been absorbed by the absorbent is pressurized by the
硫化水素除去部30において、第一の原料は、硫化水素が除去され、目的ガスとして、配管L5に送られる。目的ガスは、必要に応じて、LNG製造工程等で、窒素やヘリウム等の不活性ガス、メタンやエタン等のLNGに分離され製品として出荷される。
硫化水素除去工程における硫化水素除去部30内の温度は、−30〜150℃が好ましく、0〜130℃がより好ましい。硫化水素除去工程における硫化水素除去部30内の圧力は、−0.1〜10MPaが好ましく、0〜1.0MPaがより好ましい。
目的ガス中の硫化水素含有濃度は、100ppm(体積基準)以下が好ましく、30ppm以下がより好ましく、10ppm以下がさらに好ましく、4ppm以下が特に好ましい。目的ガス中の硫化水素含有濃度が100ppm以下であると、漏えい事故等で漏れた目的ガスに暴露されても、嗅覚への影響を抑えられるという利点があり、30ppm以下であると、上記利点に加えて気道刺激や結膜炎等への影響を抑えられるという利点があり、4ppm以下であると、上記利点に加えてガスパイプライン用の原料ガスとして出荷できるという利点がある。
なお、硫化水素含有濃度は、0ppmであることが最も好ましいが、前記上限値以下であれば、上述したような利点が確保できるため、0ppmまで減じる場合の経済性なども考慮して0ppm超であってもよい。In the hydrogen
The temperature in the hydrogen
The concentration of hydrogen sulfide in the target gas is preferably 100 ppm (by volume) or less, more preferably 30 ppm or less, still more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 4 ppm or less. When the concentration of hydrogen sulfide in the target gas is 100 ppm or less, there is an advantage that the influence on the sense of smell can be suppressed even when the target gas is leaked due to a leak accident or the like. In addition, there is an advantage that the influence on airway irritation and conjunctivitis can be suppressed, and when it is 4 ppm or less, there is an advantage that it can be shipped as a raw material gas for a gas pipeline in addition to the above advantages.
The hydrogen sulfide-containing concentration is most preferably 0 ppm, but if it is less than the above upper limit, the above-mentioned advantages can be secured. There may be.
混合部40では、配管L3を介して供給された第二の原料と、配管L4を介して供給された吸収済剤とが混合される(混合工程)。吸収剤は油溶性のため、硫化水素を吸収した吸収済剤も油溶性である。このため、吸収済剤と第二の原料中の高沸点炭化水素とは相溶性を有し、吸収済剤と第二の原料とを混合することができる。このとき、吸収済剤と第二の原料とが、ともに液体で混合部40へと供給されることで、両者の相溶性はより向上する。
よって、混合部40において、高沸点炭化水素が加圧液化状態となる条件で、第二の原料と吸収済剤とを混合することが好ましい。また、混合部40において、高沸点炭化水素が室温で液体であることが好ましい。混合部40は、第二の原料と吸収済剤とをより良好に混合するため、攪拌機を備えてもよい。
混合部40では、第二の原料に混合される吸収済剤は、第二の原料の不純物である。このため、第二の原料に混合される吸収済剤の質量は、第二の原料100質量%に対して、10質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、既存のLPG設備を使用する場合には、0.1質量%以下がさらに好ましい。
吸収剤の溶媒に灯油またはナフサを使用している場合は、第二の原料100質量%に対して吸収済剤の溶媒を100質量%以上にすると、第二の原料の蒸気圧を下げることができる。第二の原料の蒸気圧を下げると、コンプレッサー90、配管L3、配管L8、LPGタンク60等を簡易化できる。このため、吸収済剤の溶媒の質量は、第二の原料100質量%に対して、100質量%以上が好ましい。In the
Therefore, in the
In the
If kerosene or naphtha is used as the solvent of the absorbent, the vapor pressure of the second raw material may be reduced by setting the solvent of the absorbent to 100% by mass or more with respect to 100% by mass of the second raw material. it can. When the vapor pressure of the second raw material is reduced, the
混合部40で混合された吸収済剤と第二の原料との混合物は、配管L8を介してLPGタンク60へと供給される。
なお、本実施形態においては、セパレータ12で第一の原料から炭素数5以上の炭化水素が除去されるため、第二の原料中の高沸点炭化水素はプロパン又はブタン、あるいはその双方である。このため、混合部40で混合された吸収済剤と第二の原料との混合物は、主成分をプロパン、ブタン等とするLPGとして混合部40へと供給される。
硫化水素を含有する吸収済剤は、大量のLPGで希釈されるため、吸収済剤と第二の原料との混合物中の硫化水素含有濃度を低減することができる。吸収済剤と第二の原料との混合物中の硫化水素含有濃度は、50〜100質量ppmが好ましく、50〜70質量ppmがより好ましい。吸収済剤と第二の原料との混合物中の硫化水素含有濃度が100質量ppm以下であると、LPG出荷規格に適合するため、改めて硫化水素を除去する工程を経ることなくLPG製品として出荷することが可能となる。吸収済剤と第二の原料との混合物中の硫化水素含有濃度が50質量ppm以上であると、本発明による効果がより得られやすい。The mixture of the absorbent and the second raw material mixed in the
In the present embodiment, since hydrocarbons having 5 or more carbon atoms are removed from the first raw material by the
Since the absorbent containing hydrogen sulfide is diluted with a large amount of LPG, the concentration of hydrogen sulfide in the mixture of the absorbent and the second raw material can be reduced. The concentration of hydrogen sulfide in the mixture of the absorbent and the second raw material is preferably 50 to 100 ppm by mass, and more preferably 50 to 70 ppm by mass. If the concentration of hydrogen sulfide in the mixture of the absorbent and the second raw material is 100 ppm by mass or less, the product is shipped as an LPG product without going through the process of removing hydrogen sulfide again to comply with LPG shipping standards. It becomes possible. When the concentration of hydrogen sulfide in the mixture of the absorbent and the second raw material is 50 ppm by mass or more, the effect of the present invention can be more easily obtained.
吸収済剤と第二の原料との混合物は、LPGタンク60で一時貯留された後、タンクローリー等の手段で外部へ搬出することができる。
搬出された吸収済剤と第二の原料との混合物は、別途生産された原油と混合され、既存の石油精製設備が有する水素化脱硫設備にて処理されてもよい。吸収済剤に吸収された硫化水素は、水素化脱硫設備にて分離され、別の設備の硫黄回収装置で単体硫黄として製品化することができる。After the mixture of the absorbent and the second raw material is temporarily stored in the
The mixture of the discharged absorbent and the second raw material may be mixed with a separately produced crude oil and processed in a hydrodesulfurization facility of an existing petroleum refining facility. Hydrogen sulfide absorbed by the absorbent is separated in the hydrodesulfurization facility, and can be commercialized as single sulfur in a sulfur recovery device of another facility.
本実施形態においては、目的ガス中の硫化水素含有濃度を低くすることが可能であるため、本実施形態の硫化水素除去装置は、LNGの製造装置として好適である。 In the present embodiment, the concentration of hydrogen sulfide in the target gas can be reduced, so the hydrogen sulfide removing device of the present embodiment is suitable as an LNG manufacturing device.
[第二の実施形態]
次に、本発明の第二実施形態に係る硫化水素除去装置、及びこの装置を用いた硫化水素除去方法について説明する。以下、上述した第一実施形態と異なる部分を中心に図2を説明する。図2は、本発明の第二実施形態に係る硫化水素除去装置の構成を示す系統図である。図2に示すように、硫化水素除去装置2は、セパレータ12と、重金属除去部14と、第一の硫化水素除去部32と、第二の硫化水素除去部34と、吸収剤供給源52と、第二の分離部22と、混合部42と、LPGタンク60と、配管L1’〜L8’と、配管L9〜11とを備えて概略構成されている。[Second embodiment]
Next, a hydrogen sulfide removing device according to a second embodiment of the present invention and a hydrogen sulfide removing method using the device will be described. Hereinafter, FIG. 2 will be described focusing on portions different from the first embodiment described above. FIG. 2 is a system diagram showing a configuration of the hydrogen sulfide removing device according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the hydrogen
原料供給源10の後段にはセパレータ12が備えられ、原料供給源10とセパレータ12とは、配管L1’で接続されている。
セパレータ12の後段には重金属除去部14が備えられ、セパレータ12と重金属除去部14とは、配管L1’で接続されている。重金属除去部14の後段には第一の硫化水素除去部32が備えられ、重金属除去部14と第一の硫化水素除去部32とは、配管L1’で接続されている。
第一の硫化水素除去部32の後段には第二の硫化水素除去部34と混合部42とが備えられている。第一の硫化水素除去部32と第二の硫化水素除去部34とは、配管L2’で接続されている。第一の硫化水素除去部32と混合部42とは、配管L3’で接続されている。配管L3’にはポンプ74が備えられている。
第二の硫化水素除去部34の後段には第二の分離部22が備えられ、第二の硫化水素除去部34と第二の分離部22とは、配管L5’で接続されている。第二の分離部22の後段には、混合部42が備えられ、第二の分離部22と混合部42とは、配管L10で接続されている。配管L10には、コンプレッサー92が備えられている。第二の分離部22には、配管L11が接続されている。
配管L9は、配管L3’に備えられた分岐103から分岐して、第一の硫化水素除去部32内に備えられた導入部82と接続されている。配管L9にはポンプ72と分岐104とが備えられている。
配管L4’は、配管L9の分岐104から分岐して、第二の硫化水素除去部34と接続されている。配管L4’には分岐105が備えられている。
配管L6’は、配管L4’の分岐105から分岐して、第二の硫化水素除去部34内に備えられた導入部84と接続されている。配管L6’にはポンプ73と分岐106とが備えられている。
配管L7’は、配管L6’の分岐106から分岐して、吸収剤供給源52と接続されている。
混合部42の後段にはLPGタンク60が備えられ、混合部42とLPGタンク60とは、配管L8’で接続されている。A
The heavy
A second hydrogen
The
The pipe L9 branches from the
The pipe L4 ′ branches from the
The pipe L6 ′ branches from the
The pipe L7 'branches from the
An
(重金属除去部)
重金属除去部14は、第一の原料から、水銀蒸気等の重金属成分を除去するための装置である。
重金属除去部14としては、特に限定されず、重金属を除去する公知の装置を用いることができる。重金属除去部14としては、例えば、シリカゲルやアルミナ等に金属硫化物を担持した吸着剤や、活性炭に金属硫化物を担持した吸着剤を充填した水銀除去装置等が挙げられる。(Heavy metal removal section)
The heavy
The heavy
(第一の硫化水素除去部)
第一の硫化水素除去部32は、上述した第一の実施形態における硫化水素除去部30と同様、第一の原料を油溶性の硫化水素吸収剤に接触させて硫化水素を除去する装置である。(First hydrogen sulfide removal unit)
The first hydrogen
(第二の硫化水素除去部)
第二の硫化水素除去部34は、上述した第一の実施形態における硫化水素除去部30と同様、第一の原料を油溶性の硫化水素吸収剤に接触させて硫化水素を除去する装置である。(Second hydrogen sulfide removal unit)
The second hydrogen
本実施形態においては、上述した第一の実施形態における第一の分離部20を第一の硫化水素除去部32の前段に備えていない。そのため、第一の硫化水素除去部32へと供給される第一の原料には、高沸点炭化水素が含まれる。第一の硫化水素除去部32において、硫化水素とともに高沸点炭化水素の一部が吸収剤に吸収される。このため、第一の硫化水素除去部32は、第一の原料から高沸点炭化水素を分離する第一の分離部としての機能を有する。第二の硫化水素除去部34についても同様である。
第一の硫化水素除去部32と第二の硫化水素除去部34とは、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。In the present embodiment, the
The first hydrogen
(第二の分離部)
第二の分離部22は、上述した第一の実施形態における第一の分離部20と同様、第一の原料から、プロパンの沸点以上の沸点を有する高沸点炭化水素を分離する装置である。
第二の分離部22は、上述した第一の実施形態における第一の分離部20と、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。(Second separation unit)
The
The
(混合部)
混合部42は、上述した第一の実施形態における混合部40と同様、高沸点炭化水素を含有する第二の原料と、硫化水素吸収済剤とを混合する装置である。
混合部42としては、例えば、バッチ式の混合装置や、インライン型の混合装置等が挙げられる。
混合部42は、混合部40と互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。(Mixing section)
The mixing
Examples of the mixing
The mixing
吸収剤供給源52は、上述した第一の実施形態における吸収剤供給源50と、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
ポンプ72〜74は、上述した第一の実施形態におけるポンプ70〜71と、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
コンプレッサー92は、上述した第一の実施形態におけるコンプレッサー90と、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。The absorbent supply source 52 may be the same as or different from the
The
The
次に、硫化水素除去装置2を用いた、第一の原料の硫化水素除去方法について説明する。
本実施形態は、硫化水素除去工程と、混合工程とを有し、前記硫化水素除去工程の後段に、前記硫化水素除去工程で処理した第一の原料から、高沸点炭化水素を分離する第二分離工程をさらに有する。Next, a method for removing hydrogen sulfide from the first raw material using the hydrogen
This embodiment has a hydrogen sulfide removing step and a mixing step, and a second step of separating a high-boiling hydrocarbon from the first raw material treated in the hydrogen sulfide removing step after the hydrogen sulfide removing step. The method further includes a separation step.
第一の原料は、セパレータ12で水分やスラッジ等が除去され、その後、重金属除去部14で水銀蒸気等の重金属が除去される。水分やスラッジ等、重金属が除去された第一の原料は、配管L1’を介して第一の硫化水素除去部32へと供給される。
吸収剤は、吸収剤供給源52から、配管L7’、分岐106、配管L6’を介して導入部82へと供給される。導入部82に供給された吸収剤は、第二の硫化水素除去部34中の吸収塔中で噴霧され、硫化水素を吸収する吸収操作が行われる(硫化水素除去工程)。
噴霧された吸収剤は、硫化水素を吸収して吸収済剤として吸収塔底部で回収され、一部は分岐105からポンプ73で昇圧され、配管L6’を循環する。配管L6’からオーバーフローした吸収済剤は、配管L4’、分岐104、配管L9を介して、導入部84へと供給される。導入部84に供給された吸収済剤は、第一の硫化水素除去部32中の吸収塔中で噴霧され、硫化水素を吸収する吸収操作が行われる。噴霧された吸収済剤は、さらに硫化水素を吸収して吸収塔底部で回収され、一部は分岐103からポンプ72で昇圧され、配管L9を循環する。
さらに硫化水素を吸収させた吸収済剤は、配管L3’中のポンプ74で昇圧され、室温で液体として配管L3’を介して混合部42へと供給される。From the first raw material, moisture and sludge are removed by the
The absorbent is supplied from the absorbent supply source 52 to the
The sprayed absorbent absorbs hydrogen sulfide and is collected as an absorbent at the bottom of the absorption tower. A part of the spray is pressurized by the
Further, the absorbed agent that has absorbed the hydrogen sulfide is pressurized by the
一方、第一の硫化水素除去部32で硫化水素と高沸点炭化水素の一部が除去された第一の原料は、配管L2’を介して第二の硫化水素除去部34へと供給される。
第二の硫化水素除去部34でさらに硫化水素と高沸点炭化水素の一部が除去された第一の原料は、配管L5’を介して第二の分離部22へと供給される。
第二の分離部22は、供給される第一の原料から硫化水素が除去されている(第二分離工程)。そのため、第二の分離部22で高沸点炭化水素が分離されたガスは、目的ガスとして配管L11を介して外部へと搬出することが可能となる。On the other hand, the first raw material from which hydrogen sulfide and a part of the high-boiling-point hydrocarbon have been removed in the first hydrogen
The first raw material from which hydrogen sulfide and some of the high-boiling hydrocarbons have been further removed in the second hydrogen
In the
一方、高沸点炭化水素を含有する第二の原料は、コンプレッサー92で圧縮され、室温で液体として配管L10を介して混合部42へと供給される。
混合部42では、配管L3’から供給される吸収済剤と、配管L10から供給される第二の原料とが混合される(混合工程)。混合部42で混合された吸収済剤と第二の原料との混合物は、硫化水素を含む液体として、配管L8’を介してLPGタンク60へと供給される。On the other hand, the second raw material containing a high-boiling-point hydrocarbon is compressed by the
In the
本実施形態では、LPGと混合された吸収済剤は、減圧することで容易にLPG成分を除去できる。LPG成分を除去した吸収済剤は、必要に応じて再生プロセスで再生し、吸収剤とすることができる。再生プロセスで除去された硫化水素は、既存の硫化水素処理設備で処理することが可能である。この場合、吸収剤の溶媒(希釈溶剤)は、灯油、トルエン等が好ましい。
本実施形態は、特に小規模で、LPG成分が少ない(例えば濃度1体積%未満)場合に有効で、スラグキャッチャー等の大規模な設備を必要としない点で、効率が良い。
加えて、LPG成分を吸収剤に吸収させて輸送することが可能であるため、設備を簡略化できる。In this embodiment, the absorbed agent mixed with LPG can easily remove the LPG component by reducing the pressure. The absorbed agent from which the LPG component has been removed can be regenerated by a regenerating process as needed to be used as an absorbent. The hydrogen sulfide removed in the regeneration process can be processed by existing hydrogen sulfide processing equipment. In this case, the solvent (diluting solvent) of the absorbent is preferably kerosene, toluene or the like.
The present embodiment is particularly effective when the scale is small and the LPG component is small (for example, the concentration is less than 1% by volume), and the efficiency is high in that a large-scale facility such as a slag catcher is not required.
In addition, since the LPG component can be absorbed and transported by the absorbent, the equipment can be simplified.
[第三の実施形態]
次に、本発明の第三実施形態に係る硫化水素除去装置、及びこの装置を用いた硫化水素除去方法について説明する。以下、上述した第一実施形態、第二実施形態と異なる部分を中心に図3を説明する。図3は、本発明の第三実施形態に係る硫化水素除去装置の構成を示す系統図である。図3に示すように、硫化水素除去装置3は、吸収剤供給源54と、第一の分離部24と、硫化水素除去部36と、重金属除去部14と、水分除去部16と、第二の分離部26と、混合部44と、配管L12〜L24とを備えて概略構成されている。[Third embodiment]
Next, a hydrogen sulfide removing device according to a third embodiment of the present invention and a hydrogen sulfide removing method using the device will be described. Hereinafter, FIG. 3 will be described focusing on portions different from the first embodiment and the second embodiment described above. FIG. 3 is a system diagram showing a configuration of the hydrogen sulfide removing device according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the hydrogen
原料供給源10の後段には第一の分離部24が備えられ、原料供給源10と第一の分離部24とは、配管L12で接続されている。第一の分離部24の後段には硫化水素除去部36が備えられ、第一の分離部24と硫化水素除去部36とは、配管L13で接続されている。第一の分離部24の後段には、配管L14が接続されている。
原料供給源18の後段には配管L15が接続され、配管L17に備えられた分岐109と接続されている。配管L15は、分岐107で配管L14と合流し、分岐108で配管L16と合流し、分岐109で配管L17と合流する。
吸収剤供給源54の後段には配管L16が接続され、分岐108で配管L15と合流する。
硫化水素除去部36の後段には重金属除去部14と混合部44とが備えられている。硫化水素除去部36と重金属除去部14とは、配管L18で接続されている。硫化水素除去部36と混合部44とは、配管L19で接続されている。配管L19には分岐110が備えられている。配管L17は、分岐110で分岐し、硫化水素除去部36内に備えられた導入部86と接続されている。配管L17にはポンプ75が備えられている。
重金属除去部14の後段には、水分除去部16が備えられ、重金属除去部14と水分除去部16とは、配管L18で接続されている。水分除去部16の後段には、第二の分離部26が備えられ、水分除去部16と第二の分離部26とは、配管L18で接続されている。第二の分離部26には、配管L20〜L22が接続されている。
第二の分離部26の後段には混合部44が備えられ、第二の分離部26と混合部44とは、配管L23で接続されている。
混合部44の後段には、配管L24が接続されている。A
A pipe L15 is connected to the subsequent stage of the raw
A pipe L16 is connected to a stage subsequent to the
The heavy
A
A mixing
A pipe L24 is connected to a stage subsequent to the
(水分除去部)
水分除去部16は、第一の原料から水蒸気等の水分を除去する装置である。
水分除去部16としては、天然ガスや原油等から水分を除去する公知の装置が用いられてもよい。水分除去部16としては、例えば、親水性のフィルターを用いて、第一の原料中の水分を除去する装置が挙げられる。(Moisture removal section)
The
As the
第二の分離部26は、上述した第一の実施形態における第一の分離部20と同様、第一の原料から、プロパンの沸点以上の沸点を有する高沸点炭化水素を分離する装置である。
第二の分離部26は、上述した第一の実施形態における第一の分離部20と、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。The
The
硫化水素除去部36は、上述した第一の実施形態における硫化水素除去部30と同様、第一の原料を油溶性の硫化水素吸収剤に接触させて硫化水素を除去する装置である。
硫化水素除去部36は、上述した第一の実施形態における硫化水素除去部30と、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。The hydrogen
The hydrogen
混合部44は、上述した第一の実施形態における混合部40と同様、高沸点炭化水素を含有する第二の原料と、硫化水素吸収済剤とを混合する装置である。
混合部44としては、例えば、バッチ式の混合装置や、インライン型の混合装置等が挙げられる。
混合部44は、混合部40と互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。The mixing
Examples of the mixing
The mixing
原料供給源18は、上述した第一の実施形態における原料供給源10と、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
吸収剤供給源54は、上述した第一の実施形態における吸収剤供給源50と、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
ポンプ75は、上述した第一の実施形態におけるポンプ70〜71と、互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。The raw
The
The
次に、硫化水素除去装置3を用いた、第一の原料の硫化水素除去方法について説明する。
本実施形態は、第一の原料中の高沸点炭化水素が比較的多い場合に好適な実施形態である。
本実施形態は、第一分離工程と、硫化水素除去工程と、混合工程とを有し、前記第一分離工程で得られた高沸点炭化水素と硫化水素吸収剤とを混合する予備混合工程をさらに有する。前記硫化水素除去工程は、第一の原料と前記予備混合工程で得られた混合物とを接触させることを特徴とする。Next, a method for removing hydrogen sulfide from the first raw material using the hydrogen
This embodiment is a preferred embodiment when the high boiling point hydrocarbon in the first raw material is relatively large.
This embodiment includes a first separation step, a hydrogen sulfide removal step, and a mixing step, and a pre-mixing step of mixing the high-boiling hydrocarbon and the hydrogen sulfide absorbent obtained in the first separation step. Have more. In the hydrogen sulfide removing step, the first raw material is brought into contact with the mixture obtained in the premixing step.
第一の原料は、原料供給源10から配管L12を介して第一の分離部24へと供給される。第一の分離部24で、第一の原料から高沸点炭化水素を含有する第二の原料が分離される(第一分離工程)。第一の分離部24は、上述した分離部と同じものであってもよく、異なっていてもよい。本実施形態では、第一の分離部24は、セパレータ及びスラグキャッチャーを兼ねる。第一の分離部24で分離された第二の原料は、炭素数3〜4のアルカンを含み、炭素数5〜10のアルカンを主成分とする、いわゆるコンデンセートオイルである。コンデンセートオイルとは、天然ガス田より天然ガスの採取、精製を行う過程で得られる常温、常圧で液体の炭化水素のことであり、油田から得られる一般の原油に比べて極めて軽質でナフサに近い性状である。コンデンセートオイルは、配管L14を介して配管L15中に備えられた分岐107で、原料供給源18から供給されたナフサや灯油等と合流する。
The first raw material is supplied from the raw
吸収剤は、吸収剤供給源54から、配管L16を介して、分岐108へと供給され、コンデンセートオイルとナフサや灯油等との混合物と合流する。分岐108では、コンデンセートオイルとナフサや灯油等と吸収剤とが混合され(予備混合工程)、これらの混合物は、配管L15を介して配管L17中に備えられた分岐109へと供給される。配管L17中の混合物は、ポンプ75によって、導入部86へと供給される。導入部86に供給された吸収剤と高沸点炭化水素との混合物は、硫化水素除去部36中の吸収塔中で噴霧され、硫化水素を吸収する吸収操作が行われる(硫化水素除去工程)。噴霧された吸収剤と高沸点炭化水素との混合物は、吸収済剤として吸収塔底部で回収され、一部は分岐110からポンプ75で昇圧され、配管L17を循環する。
The absorbent is supplied from the
本実施形態では、導入部86は、硫化水素除去部36に、コンデンセートオイルとナフサや灯油等の高沸点炭化水素と、吸収剤との混合物を導入する。硫化水素除去部36に導入される吸収剤が、既に高沸点炭化水素と混合されている点で、本実施形態の導入部86は、上述した第一実施形態における導入部80並びに第二実施形態における導入部82及び導入部84とは異なる。
In the present embodiment, the
硫化水素を吸収させた吸収剤と高沸点炭化水素との混合物は、液体の吸収済剤として配管L19を介して混合部44へと供給される。
本実施形態においては、吸収済剤は常温で液体として配管L19内を移動するため、配管L19中にはコンプレッサーは不要となる。The mixture of the absorbent that has absorbed hydrogen sulfide and the high-boiling hydrocarbon is supplied to the
In the present embodiment, since the absorbed agent moves as a liquid at room temperature in the pipe L19, a compressor is not required in the pipe L19.
一方、硫化水素が除去された第一の原料は、配管L18を介して第二の分離部26へと供給される。第一の原料は、重金属除去部14で水銀蒸気等の重金属が除去され、その後、水分除去部16で水蒸気等の水分が除去される。重金属及び水分が除去された第一の原料は、配管L18を介して第二の分離部26へと供給される。
On the other hand, the first raw material from which hydrogen sulfide has been removed is supplied to the
第二の分離部26において、硫化水素、重金属成分、水分が除去された第一の原料は、二酸化炭素等の不活性ガス成分と、LNG成分と、LPG成分と、コンデンセートオイル成分とに分離される。分離された不活性ガス成分は、配管L20を介して外部に排出され、LNG成分は、配管L21を介して製品として出荷される。分離されたLPG成分は配管L22を介して製品として出荷され、コンデンセートオイル成分は、配管L23を介して混合部44へと供給される。
混合部44では、吸収済剤とコンデンセートオイル成分とが混合されて(混合工程)、配管L24を介して外部の石油精製施設等へと供給される。In the
In the
本実施形態では、硫化水素を吸収した吸収済剤が室温でも液体であるため、吸収済剤を輸送する際に、室温でも耐圧容器を必要としないメリットがある。
また、本実施形態では、天然ガスのLNGに代えて、GTL(Gas to Liquids、液体燃料)等その他の液化処理で置き換えることも可能である。In the present embodiment, since the absorbent that has absorbed hydrogen sulfide is liquid even at room temperature, there is an advantage that a transportable absorbent does not require a pressure-resistant container even at room temperature.
Further, in the present embodiment, instead of LNG of natural gas, GTL (gas to liquids, liquid fuel) or other liquefaction processing can be used.
本実施形態のLPGは硫化水素を含有するが、第二の原料と吸収済剤とを混合することにより、硫化水素の濃度が薄められ、LPGを製品として出荷することが可能となる。
また、LPGのような耐圧容器で貯蔵し搬送する場合、吸収済剤から遊離した微量の硫化水素を付臭剤として使用することができ、半製品の貯蔵、搬送時のガス漏れチェックが可能となる利点を有する。Although the LPG of the present embodiment contains hydrogen sulfide, the concentration of hydrogen sulfide is reduced by mixing the second raw material and the absorbent, so that LPG can be shipped as a product.
In addition, when storing and transporting in a pressure-resistant container such as LPG, a small amount of hydrogen sulfide released from the absorbed agent can be used as an odorant, and gas leakage can be checked during storage and transport of semi-finished products. There are advantages.
以上説明したように、本発明の硫化水素除去装置によれば、第一の原料から効率よく硫化水素を除去することができる。その結果、高品質なLNGを得ることができる。加えて、本発明の硫化水素除去装置では、油溶性の硫化水素吸収剤を用いているため、硫化水素を吸収した吸収済剤も油溶性であり、吸収済剤を高沸点炭化水素と混合することにより、LPGを得ることができる。
また、本発明の硫化水素除去装置によれば、硫化水素に限らず、S−H(チオール)結合を有するメルカプタン類(硫化水素と総称して硫化水素類ともいう)も除去することができる。As described above, according to the hydrogen sulfide removing device of the present invention, hydrogen sulfide can be efficiently removed from the first raw material. As a result, high quality LNG can be obtained. In addition, in the hydrogen sulfide removing device of the present invention, since the oil-soluble hydrogen sulfide absorbent is used, the absorbent that has absorbed hydrogen sulfide is also oil-soluble, and the absorbent is mixed with the high-boiling hydrocarbon. Thereby, LPG can be obtained.
Further, according to the hydrogen sulfide removing apparatus of the present invention, not only hydrogen sulfide but also mercaptans having an SH (thiol) bond (generically referred to as hydrogen sulfide) can be removed.
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
例えば、上述した硫化水素除去装置2は、二つの硫化水素除去部を有するが、硫化水素除去部は、三つでもよく、四つ以上でもよい。硫化水素除去部の数が増えると、プラントの規模は大きくなるが、第一の原料に含まれる硫化水素の濃度をより低減することができる。
また、本実施形態では、高沸点炭化水素としてLPGが得られる場合について説明してきたが、LPGと原油を混ぜて、クルードオイルを得て、クルードオイルを出荷する形態としてもよい。As described above, the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the embodiments, and includes a design and the like within a range not departing from the gist of the present invention.
For example, the above-described hydrogen
Further, in the present embodiment, the case where LPG is obtained as a high-boiling-point hydrocarbon has been described. However, the LPG and crude oil may be mixed to obtain crude oil, and crude oil may be shipped.
本発明の硫化水素除去装置および硫化水素除去方法を用いることで、第一の原料に含まれる硫化水素を除去することができ、精製された目的ガスを製造することができる。また、多量の廃棄物を排出することなく、付加価値の高いLPG等を得ることができる。さらに、アミン吸収法で硫化水素を除去する場合と比較して、再生プロセスが不要となり、プラントの規模を小さくすることができ、効率よく硫化水素を除去することができる。加えて、規模の小さな油ガス田でも、生産地での硫化水素除去が容易になり、省エネルギー化を図ることができる。 By using the hydrogen sulfide removing device and the hydrogen sulfide removing method of the present invention, hydrogen sulfide contained in the first raw material can be removed, and a purified target gas can be produced. Further, a high value-added LPG or the like can be obtained without discharging a large amount of waste. Furthermore, compared with the case where hydrogen sulfide is removed by the amine absorption method, a regeneration process is not required, the size of the plant can be reduced, and hydrogen sulfide can be removed efficiently. In addition, even in small-scale oil and gas fields, hydrogen sulfide can be easily removed at the production site, and energy can be saved.
1、2、3 硫化水素除去装置
10、18 原料供給源
12 セパレータ
14 重金属除去部
16 水分除去部
20、24 第一の分離部
22、26 第二の分離部
30、32、34、36 硫化水素除去部
40、42、44 混合部
50、52、54 吸収剤供給源
60 LPGタンク
70〜75 ポンプ
80、82、84、86 導入部
90、92 コンプレッサー
101〜110 分岐
L1〜L24、L1’〜L8’ 配管1, 2, 3 hydrogen
Claims (10)
プロパンの沸点以上の沸点を有する高沸点炭化水素を含有する第二の原料と前記硫化水素吸収剤に前記硫化水素を吸収させた硫化水素吸収済剤とを混合する混合部と、
を備えることを特徴とする硫化水素除去装置。A hydrogen sulfide removing unit that removes the hydrogen sulfide by contacting a first raw material containing a hydrocarbon and hydrogen sulfide with an oil-soluble hydrogen sulfide absorbent,
A mixing section for mixing a second raw material containing a high-boiling hydrocarbon having a boiling point equal to or higher than the boiling point of propane and a hydrogen sulfide-absorbed absorbent obtained by absorbing the hydrogen sulfide into the hydrogen sulfide absorbent,
A hydrogen sulfide removing device, comprising:
プロパンの沸点以上の沸点を有する高沸点炭化水素を含有する第二の原料と前記硫化水素吸収剤に前記硫化水素を吸収させた硫化水素吸収済剤とを混合する混合工程と、
を有することを特徴とする硫化水素除去方法。A hydrogen sulfide removing step of removing the hydrogen sulfide by contacting a first raw material containing hydrocarbons and hydrogen sulfide with an oil-soluble hydrogen sulfide absorbent,
A mixing step of mixing a second raw material containing a high-boiling hydrocarbon having a boiling point equal to or higher than the boiling point of propane and a hydrogen sulfide-absorbed absorbent obtained by absorbing the hydrogen sulfide into the hydrogen sulfide absorbent,
A method for removing hydrogen sulfide, comprising:
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