一种用于从气体物流中除去含硫杂质的方法，所述方法包括如下步骤：(a)向第一吸收装置提供包含天然气、硫化氢、有机硫化合物和二氧化碳的气体物流，得到贫含硫化氢的气体物流和富含硫化氢的吸收剂；(b)向第二吸收装置提供所述贫含硫化氢的气体物流，得到清洁的气体物流和富含有机硫化合物和二氧化碳的吸收剂；(c)向第一再生器提供来自第一吸收装置的富含硫化氢的吸收剂，以获得贫吸收剂和富含硫化氢的气体物流；(d)向包括Claus熔炉和Claus催化级的Claus装置提供所述富含硫化氢的气体以转化硫化氢来获得硫和Claus尾气；(e)向第二再生器提供所述富含有机硫化合物和二氧化碳的吸收剂以获得贫吸收剂和富含有机硫化合物和二氧化碳的气体物流；(f)完全氧化所述富含有机硫化合物和二氧化碳的气体物流的所有硫物种以获得富含二氧化硫的气体物流；(g)冷却所述富含二氧化硫的物流以获得蒸汽、水和冷却的富含二氧化硫的气体物流；(h)向第三吸收装置提供所述富含二氧化硫的气体物流以获得富含二氧化硫的吸收剂和贫含二氧化硫的气体物流；和(i)向第三再生器提供来自第三吸收装置的富含二氧化硫的吸收剂，以获得贫吸收剂和纯化的二氧化硫气体物流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】一种用于从气体物流中除去含硫杂质的方法，所述方法包括如下步骤：(a)向第一吸收装置提供包含天然气、硫化氢、有机硫化合物和二氧化碳的气体物流，得到贫含硫化氢的气体物流和富含硫化氢的吸收剂；(b)向第二吸收装置提供所述贫含硫化氢的气体物流，得到清洁的气体物流和富含有机硫化合物和二氧化碳的吸收剂；(c)向第一再生器提供来自第一吸收装置的富含硫化氢的吸收剂，以获得贫吸收剂和富含硫化氢的气体物流；(d)向包括Claus熔炉和Claus催化级的Claus装置提供所述富含硫化氢的气体以转化硫化氢来获得硫和Claus尾气；(e)向第二再生器提供所述富含有机硫化合物和二氧化碳的吸收剂以获得贫吸收剂和富含有机硫化合物和二氧化碳的气体物流；(f)完全氧化所述富含有机硫化合物和二氧化碳的气体物流的所有硫物种以获得富含二氧化硫的气体物流；(g)冷却所述富含二氧化硫的物流以获得蒸汽、水和冷却的富含二氧化硫的气体物流；(h)向第三吸收装置提供所述富含二氧化硫的气体物流以获得富含二氧化硫的吸收剂和贫含二氧化硫的气体物流；和(i)向第三再生器提供来自第三吸收装置的富含二氧化硫的吸收剂，以获得贫吸收剂和纯化的二氧化硫气体物流。【专利说明】
本专利技术涉及用于从气体物流中除去含硫杂质的方法。当硫化氢与二氧化碳的比使得要求富集硫化氢以除去硫化氢时，该方法特别有用。
技术介绍
要求深度脱除杂质的一种气体物流为天然气。包含H2S和有机硫杂质的天然气可以源自不同来源。例如，许多天然气井生产酸性天然气，即包含H2S和任选的其它杂质的天然气。天然气为应用于源自天然气井的轻质烃和任选的其它气体(氮、二氧化碳、氦)的混合物的统称。天然气的主要组分为甲烷。此外，通常也存在其它烃如乙烷、丙烷、丁烷或更高级烃。 在过去从包含含硫化合物的天然气中除去这种含硫化合物一直非常重要，而由于持续紧缩的环境法规，今天这一点甚至更加重要了。已经花费了相当大的努力来寻找有效和经济高效的方法以除去这些不希望的化合物。此外，这种气体物流也可包含不同量的二氧化碳，通常必须除去至少部分二氧化碳，这取决于气体物流的用途。 在本领域中，通过利用可用于这种目的的不同烷醇胺中的一种来处理天然气以使该气体脱硫是已知的。通常，应用含水溶液中的胺，它可包含化学添加剂以强化该吸收剂的一些特征。胺已经获得了广泛接受和欢迎，因为它可以产生稳定满足对气体纯度的严格要求和相对便宜的天然气产物。早就已知和应用的一种吸收剂为伯胺单乙醇胺(MEA)。目前，甲基二乙醇胺(MDEA)为使用最多的使包含含硫化合物的天然气脱硫的吸收剂之一。 胺吸收过程获得清洁的气体物流和包含硫杂质和二氧化碳的气体物流。通常，二氧化碳不从气体物流中分离，而是将该气体物流作为进料直接送至硫回收装置。作为硫回收步骤，常常利用Claus过程。该多步骤过程从气态硫化氢产生硫。 Claus过程包括两个步骤。第一步骤为热步骤和第二步骤为催化步骤。在热步骤中，在高于850°C的温度下氧化气体中的部分硫化氢以产生二氧化硫和水: 2H2S+302 — 2SO 2+2H20 (I) 在催化步骤中，在热步骤中产生的二氧化硫与硫化氢反应以产生硫和水: 2S02+4H2S — 6S+4H20(II) 反应(II)中产生的气态元素硫可以在冷凝器中回收，初始作为液体硫回收，之后进一步冷却以提供固态元素硫。在一些情况下，催化步骤和硫冷凝步骤可以重复一次以上、通常高至三次以改进元素硫的回收。 Claus过程的第二催化步骤要求二氧化硫，即反应(I)的产物之一。但还要求硫化氢。通常大约三分之一的硫化氢气体在反应(I)中被氧化为二氧化硫，从而获得在催化步骤(反应(II))中所希望的二氧化硫与硫化氢的1:2摩尔比用于反应产生硫。Claus过程的残余废气可包含可燃组分和含硫化合物，如当存在过量或不足的氧(和得到产量过剩或产量不足的二氧化硫)时。这些可燃组分可以适合地在Claus废气处理装置如Shell Claus废气处理(SCOT)装置中进一步处理。 因此，对于Claus过程，总反应可以写为: 2H2S+02—2S+2H20 (III) 因此，Claus过程转化含硫物种。但在一些情况下二氧化碳也大量存在于进入Claus装置的物流中。二氧化碳为不参与Claus反应的惰性气体，但是因为Claus过程的热力学，二氧化碳将不利地影响反应产生硫。二氧化碳的存在稀释了反应物-硫化氢、有机硫化合物、氧和二氧化硫，迟延了反应和降低了转化为硫的百分比。稀释效应直接影响Claus过程的化学平衡。在进入SRU的气体进料富含硫化氢的情况下，二氧化碳的稀释效应可能被忽略。但在二氧化碳的量超过硫化氢的量5倍或更多倍的情况下，已经可以察觉到对热力学平衡的影响。 大量二氧化碳稀释硫化氢的另一个效果为Claus燃烧器的火焰稳定性不能保证。二氧化碳用作有效的灭火化学品，和当大量存在于反应熔炉中时，它可以抑制燃烧，和甚至完全扑灭火焰。二氧化碳的稀释效应将降低Claus熔炉中火焰温度至不能完全燃烧其它硫化合物如有机硫化合物和硫醇的程度。这可通过向Claus燃烧熔炉中加入含碳进料以改进燃烧和维持足够的火焰温度来解决。向火焰加入如天然气的缺点是可能形成不希望的副产品如硫化羰和二硫化碳。这些为甲烧和其它径、二氧化碳、硫化氢和氧之间的反应产物，和尽管它们存在于熔炉流出物中的浓度可能小于1%，但它们有效地束缚了在Claus装置的催化区域中未完全水解回硫化氢的部分硫，因此降低了硫化氢至硫的总转化率。 在用于深度除去杂质的常规流程中，首先利用配制用于深度除去进料中所有杂质的溶剂在吸收装置中处理具有低的硫化氢与二氧化碳比的进料，由此产生符合规格的烃物流。相比于二氧化碳，来自第一装置的再生器的酸性气体需要富集硫化氢。因此，在包含用于硫化氢吸收的特定吸收剂的第二吸收装置中处理所述气体。该第二装置用作富集装置，其主要任务是相比于二氧化碳产生的气体的硫化氢含量使得它们适合在常规Claus装置中转化为硫。设计这些装置来利用动力学效应以强化富集过程。排出的气体主要包含二氧化碳和预期在焚烧之后可以排放。 这种常规的流程在如CA-A-2461952中进行了描述。它描述了用于富集酸性气体的方法。来自第一高压吸收塔的气体为脱硫气体。将富胺送至第二吸收塔中，其中它与循环的酸性气体混合以改进硫化氢与二氧化碳的比。然后再生富胺和将来自该再生器的酸性气体送至硫回收装置或返回第二吸收塔。在所述方法中在两个点排除二氧化碳:首先，在高压吸收塔中仅部分吸收二氧化碳和部分二氧化碳滑流进入进料气体中，和其次在第二吸收塔中二氧化碳滑流通过胺，其中它作为被水饱和的基本上纯的二氧化碳从塔顶除去。 这些常规流程的问题是如果除了硫化氢之外存在其它硫杂质如有机硫化合物如硫化羰(COS)、硫醇(RSH)、二硫化碳(CS2)和也可能存在苯、甲苯和二甲苯(BTX)，这些化合物最终在离开富集装置的排放的二氧化碳物流中。该二氧化碳物流需要额外的处理步骤以在焚烧和排放之前降低它的硫含量。但有关与溶剂的相互作用，有机硫化合物和BTX具有与二氧化碳相似的特性，因此利用目前工业上可获得的溶剂基方法很难被除去。 本专利技术的目的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于从气体物流中除去含硫杂质的方法，所述方法包括如下步骤：(a)向第一吸收装置提供包含天然气、硫化氢、有机硫化合物和二氧化碳的气体物流，得到贫含硫化氢的气体物流和富含硫化氢的吸收剂；(b)向第二吸收装置提供所述贫含硫化氢的气体物流，得到清洁的气体物流和富含有机硫化合物和二氧化碳的吸收剂；(c)向第一再生器提供来自第一吸收装置的富含硫化氢的吸收剂，以获得贫吸收剂和富含硫化氢的气体物流；(d)向包括Claus熔炉和Claus催化级的Claus装置提供所述富含硫化氢的气体以转化硫化氢来获得硫和Claus尾气；(e)向第二再生器提供所述富含有机硫化合物和二氧化碳的吸收剂以获得贫吸收剂和富含有机硫化合物和二氧化碳的气体物流；(f)完全氧化所述富含有机硫化合物和二氧化碳的气体物流中的所有硫物种以获得富含二氧化硫的气体物流；(g)冷却所述富含二氧化硫的物流以获得蒸汽、水和冷却的富含二氧化硫的气体物流；(h)向第三吸收装置提供所述富含二氧化硫的气体物流以获得富含二氧化硫的吸收剂和贫含二氧化硫的气体物流；和(i)向第三再生器提供来自第三吸收装置的富含二氧化硫的吸收剂，以获得贫吸收剂和纯化的二氧化硫气体物流。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·瓦伦佐拉，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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