本發明專利技術涉及天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法與裝置，提供了一種天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法，該方法包括：(a)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的天然氣第一次吸收硫化氫過程與有機硫水解過程之間增加氣-液微旋流分離，以脫除原料天然氣中夾帶的富胺液；以及(b)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的有機硫水解過程，即，將有機硫轉化為無機硫的過程之后的硫化氫吸收塔頂內部采用氣-液微旋流分離，以脫除凈化后天然氣中夾帶的胺液。還提供了一種天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗裝置。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于石油化工與環保領域，涉及高含硫(H2S的含量為13-18% (體積))天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗的方法及裝置，適用于天然氣凈化單位天然氣脫硫單元吸收塔部分的工藝。具體地說，本專利技術提供了對天然氣中脫除有機及無機硫的旋流強化方法及裝置。
技術介紹
從地層中開采出來的天然氣往往含有砂和混入的鐵銹等固體雜質，以及水、水蒸氣、硫化物和二氧化硫等有害物質。其中，硫化物分為無機和有機兩種，無機的主要是硫化氫，硫化氫及其燃燒產物二氧化硫都具有強烈刺鼻氣味，對眼黏膜和呼吸道有破壞作用。另一方面，天然氣中的硫化氫又是制造硫、硫酸、化肥的重要原料，不應讓它浪費掉。天然氣是一種多組分的混合氣體，主要成分是烷烴，其中甲烷占絕大多數，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般還含有硫化氫、二氧化碳、氮和水氣，以及微量的惰性氣體，如氦和氬等。在標準狀況下，甲烷至丁烷以氣體狀態存在，戊烷以上為液體。天然氣在燃燒過程中產生的能影響人類呼吸系統健康的物質極少，產生的二氧化碳僅為煤的40%左右，產生的二氧化硫也很少。天然氣燃燒后無廢渣、廢水產生，相較于煤炭、石油等能源具有使用安全、熱值高、潔凈等優勢。沈本賢等人專利技術的XDS復合高效脫硫溶劑(高酸性石油天然氣的高效凈化脫硫劑，專利申請號200910233505. I)，其對于硫含量高的天然氣具有比較好的處理能力，且其具有化學性質穩定、起泡少、降解低、損耗少、反應速度快等優點，可在活化劑參與下脫除合成氨中的二氧化碳以&H2S。另外，還可以作為殺蟲劑、乳化劑、織物助劑的半成品、抗腫瘤藥物鹽酸氮芥的中間體、胺基甲酸酯涂料的催化劑、纖維助劑等，同時，也是油漆的一種促干劑。上海華暢環保設備發展有限公司專利技術的短流程循環氫脫硫方法與裝置(專利號ZL 200810201686. 5)提供了一種短流程循環氫脫硫方法，效果明顯，得到了廣泛的工業化應用。但是，對于高含硫天然氣的脫硫，與包括循環氫脫硫在內的現有技術存在明顯的不同，因為該天然氣的分子量比較大，所以簡單地套用現有的脫硫方法和脫硫劑并無法實現有效的脫硫以及脫硫溶劑降耗。因此，本領域迫切需要開發出一種能夠有效地對高含硫天然氣進行脫硫并降低脫硫溶劑損耗的方法與裝置。
技術實現思路
本專利技術提供了一種新穎的天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法與裝置，從而解決了現有技術中存在的問題。一方面，本專利技術提供了一種天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法，該方法包括(a)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的天然氣第一次吸收硫化氫過程與有機硫水解過程之間增加氣-液微旋流分離，以脫除原料天然氣中夾帶的富胺液；以及(b)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的有機硫水解過程，即，將有機硫轉化為無機硫的過程之后的硫化氫吸收塔頂內部采用氣-液微旋流分離，以脫除凈化后天然氣中夾帶的胺液。在一個優選的實施方式中，該方法還包括將步驟(a)中得到的經氣-液微旋流分離分離了富胺液并飽 和了水蒸氣的天然氣由110°c加熱至140°C。在另一個優選的實施方式中，在步驟(a)中經過氣-液旋流分離處理后，天然氣中所攜帶的粒度在2 μ m或更大的胺液的去除率達到90%或更高，壓降小于20mm H2O柱。在另一個優選的實施方式中，原料天然氣中的氣體流量為69718kg/h、液體流量為1150kg/h ;經處理后最終得到的天然氣中的H2S含量低于6mg/Nm3，C02#量低于3mol%，以S計的硫化物含量低于200mg/Nm3。在另一個優選的實施方式中，所述脫硫溶劑選自XDS復合高效脫硫溶劑、位阻胺和甲基二乙醇胺。另一方面，本專利技術提供了一種天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗裝置，該裝置包括位于用于天然氣脫除有機及無機硫過程的第一級主吸收塔與轉化有機硫的水解反應器之間的氣-液微旋流分離器，用以脫除天然氣中夾帶的富胺液；以及內置于用于天然氣脫除有機及無機硫過程中的有機硫水解過程，S卩，將有機硫轉化為無機硫的過程之后的第二級主吸收塔中的氣-液微旋流分離器，用以脫除凈化后天然氣中夾帶的胺液。在一個優選的實施方式中，該裝置還包括位于氣-液微旋流分離器與水解反應器之間的預熱器，用以將經氣-液微旋流分離器分離了富胺液并飽和了水蒸氣的天然氣由110°C 加熱至 140°C。在另一個優選的實施方式中，所述預熱器采用飽和蒸汽作為加熱介質。在另一個優選的實施方式中，所述第一級主吸收塔和第二級主吸收塔采用級間冷卻技術。在另一個優選的實施方式中，所述氣-液微旋流分離器是由一個或多個微旋流分離管并聯組成的；并且任選地，通過外設壓力容器組裝成一個整體，公用進出口；其材質均采用耐堿腐蝕材料。附圖說明圖I是根據本申請的一個實施方式的高含硫天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗工藝流程示意圖。具體實施例方式在現有的天然氣脫除有機及無機硫過程中，在天然氣兩級主吸收塔部分中采用的是傳統的分液罐，但是長期以來，該工藝過程的脫硫效率以及脫硫溶劑降耗受到限制，并不能滿足日益增長的對于提高脫硫效率以及脫硫溶劑降耗的要求，尤其是對于高含硫天然氣的脫硫。微旋流分離技術的原理是依靠兩相的密度差，利用流體在微旋流管內高速旋轉產生的離心力將固體微粒從液體中分離出來，從而達到分離或液體凈化的目的。根據上述微旋流分離技術原理，應完全可以用于天然氣凈化的過程之中。申請人在經過創造性的勞動后發現，在天然氣凈化過程中引入微旋流分離器，能夠更加有效使得整個流程向著理想的方向進行，且結合上微旋流器自身的成本低，占地少等特點，優勢十分明顯。氣-液微旋流分流器由若干微旋流芯管組成，其分離效率遠高于常規分離器，這已經得到了業界的認可，其具備其他分離方法所不具備的優點，如分離效果好，體積小，阻力小，工作穩定，安裝方面，占地面積小，生產成本低。因此，本專利技術的專利技術人經過了廣泛而深入的研究，突破了現有技術的限制，跨領域地、創造性地提出了在天然氣兩級主吸收塔部分中將傳統的分液罐用氣-液微旋流分離器取代(其中，氣-液微旋流分離器的液腿高度調整為原來液腿高度的4倍，且氣-液微旋流分離器的壓降達到30_ H2O柱或更低)，使得分離效果更加明顯，效率大大提高，后續工藝得以能夠更好的保障。基于上述發現，本專利技術得以完成。在本專利技術的第一方面，提供了一種高含硫天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法，該方法包括在天然氣的第一次吸收硫化氫過程與有機硫水解過程之間增加氣-液微旋流分離，以脫除天然氣中夾帶的富胺液；在天然氣的有機硫水解過程，即，將有機硫轉化為無機硫的過程之后的硫化氫吸收塔頂內部采用氣-液微旋流分離，以脫除凈化后天然氣中夾帶的胺液。 在本專利技術中，對于脫硫溶劑沒有特別的限制，可以采用本領域常用的脫硫溶劑，其非限制性的例子包括XDS復合高效脫硫溶劑、位阻胺及甲基二乙醇胺。在本專利技術中，在有機硫水解過程之前經過氣-液旋流分離器處理后，天然氣中所攜帶的粒度在2μπι以上的胺液的去除率達到90%以上，壓降小于20mmH20柱，減小了氣體中未汽化的水、胺液和雜質對水解過程的不良影響。在本專利技術的第二方面，提供了一種高含硫天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗裝置，該裝置包括在第一級主吸收塔和轉化有機硫的水解反應器之間設置有氣-液微旋流分離器，用以脫除未汽化的水和胺本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法，該方法包括：(a)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的天然氣第一次吸收硫化氫過程與有機硫水解過程之間增加氣?液微旋流分離，以脫除原料天然氣中夾帶的富胺液；以及(b)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的有機硫水解過程，即，將有機硫轉化為無機硫的過程之后的硫化氫吸收塔頂內部采用氣?液微旋流分離，以脫除凈化后天然氣中夾帶的胺液。
【技術特征摘要】
1.一種天然氣脫除有機及無機硫過程中脫硫溶劑降耗方法，該方法包括 (a)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的天然氣第一次吸收硫化氫過程與有機硫水解過程之間增加氣-液微旋流分離，以脫除原料天然氣中夾帶的富胺液；以及 (b)在天然氣脫除有機及無機硫過程中的有機硫水解過程，即，將有機硫轉化為無機硫的過程之后的硫化氫吸收塔頂內部采用氣-液微旋流分離，以脫除凈化后天然氣中夾帶的胺液。2.如權利要求I所述的方法，其特征在于，該方法還包括將步驟(a)中得到的經氣-液微旋流分離分離了富胺液并飽和了水蒸氣的天然氣由110°C加熱至140°C。3.如權利要求I或2所述的方法，其特征在于，在步驟(a)中經過氣-液旋流分離處理后，天然氣中所攜帶的粒度在2 μ m或更大的胺液的去除率達到90%或更高，壓降小于20mmH2O 柱。4.如權利要求I或2所述的方法，其特征在于，原料天然氣中的氣體流量為69718kg/h、液體流量為1150kg/h ;經處理后最終得到的天然氣中的H2S含量低于6mg/Nm3，CO2含量低于3mol%，以S計的硫化物含量低于200mg/Nm3。5.如權利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述脫硫溶劑選自XDS復合高效脫硫溶劑、位阻胺和甲基二乙醇胺。6.一種天然氣...
【專利技術屬性】
技術研發人員：范軼，李浩，朱學軍，汪華林，許德建，沈玲，封金蘭，
申請(專利權)人：上海華暢環保設備發展有限公司，
類型：發明
國別省市：
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