从气体中除去含硫的污染物、芳族化合物和烃的方法技术

本发明专利技术涉及一种从可包含ＣＯ↓［２］及高级脂族和芳族烃的天然气中脱除硫醇和Ｈ↓［２］Ｓ形式的含硫污染物并回收元素硫的方法，其中在第一吸收步骤中，从气体中脱除含硫的污染物，形成净化气体流和酸性气体流，将酸性气体加至第二吸收步骤中，在此，酸性气体被分离成为富含Ｈ↓［２］Ｓ和贫含硫醇的第一气体流以及富含硫醇和贫含Ｈ↓［２］Ｓ的第二气体流，其中第一气体流被加至克劳斯设备中，通过Ｈ↓［２］Ｓ的选择性氧化成为尾气中的元素硫，而第二气体流，如果希望的话，在进行进一步的处理后，通过硫化合物的选择性氧化成为元素硫。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
从气体中除去含硫的污染物、芳族化合物和烃的方法本专利技术涉及一种被H2S和硫醇形式的硫化合物以及CO2污染了的烃气，特别是天然气的净化方法。更具体地说，本专利技术涉及一种将硫醇转化成H2S并从含H2S的气体中脱除CO2、吸收的烃和芳族化合物而由H2S形成元素硫的方法。在天然气、炼油厂气及合成气的净化过程中，均排出了含硫气体，特别是H2S，应当将它们除去以限制将其排放入大气，特别是限制将硫化合物燃烧时形成的SO2排放入大气。从天然气中脱除硫化物的程度取决于气体的用途及设定的质量要求。当气体必须满足所谓的“管道技术要求(pipeline specifications)”时，H2S的含量应当降至低于5mg/Nm3。同样要求考虑设置其它硫化合物的最大含量。现有技术中公开了许多种方法，可用于减少气体如天然气中的硫化合物含量。为了从气体中除去含硫成分，通常采用下述方法。第一步，将处理的气体净化，从气体中除去含硫成分，再这些含硫成分中回收硫，此后再进行残余气体的硫纯化步骤。在该硫纯化步骤中，试图在残余气体经烟道排放入大气之前回收最后一部分硫。在纯化步骤中，所用方法中常采用含水溶剂(吸收剂)。这些方法被分成五种，即化学溶剂法、物理溶剂法、物理/化学溶剂法、氧化还原法，即在含水溶液中H2S被直接氧化成硫；最后是固定床法，将H2S化学或物理吸收或吸附或选择性催化氧化成元素硫。上述前三种处理手段通常在用于脱除基本上存在于大量气体中的大量含硫成分的工业中采用。后两种处理手段受到所要处理的硫的-->数量及含硫成分的浓度的限制。因而，这两种方法较少适用于大规模工业气体净化工厂中高浓度硫的脱除。化学溶剂法包括所谓的胺法，其中使用链烷醇胺的水溶液或碳酸钾溶液。物理溶剂法中，使用不同的化学物质。例如聚乙二醇(DMPEG)，公知名为Selexol；N-甲基吡咯烷酮(NMP)，公知名为Purisol；或甲醇，公知名为Rectisol。在物理/化学法中，公知的是Sulfinol法。在该方法中，采用溶解于少量水中的链烷醇胺与四氢噻吩砜的混合物。在上述三种方法中，使用吸收装置和再生器。在吸收装置中，含硫成分被化学或物理结合至溶剂上。通过使再生器减压和/或增加温度，含硫成分从溶剂上解吸下来，从而可使溶剂重复使用。该方法的详细描述可参见：R.N.Medox＂Gas and Liquid Sweetening＂CampbellPeroleum Series(1977)。在该方法中，除了含硫成分外，根据所选择的溶剂不同，CO2也可全部或部分被除去。从再生器中将脱除的硫化合物及CO2送至硫回收设备中以从H2S及其它硫化合物回收硫。常规用于从所得到的硫化合物特别是H2S中回收硫的方法为克劳斯(Claus)法。该方法在下述文献中有详细描述：H.G.Paskall,＂Capability of the modified Claus process＂,Western Research Development,Calgary,Alberta,Canada,1979。克劳斯法包括加热步骤及典型的2或3反应器步骤。在加热步骤中，将1/3的H2S燃烧生成SO2，如下述反应式-->此后，其余2/3的H2S再与形成的SO2反应形成硫和水，如下述反应式克劳斯法的效率取决于许多种因素。例如，增加气体中水含量克劳斯反应的平衡就会向H2S方向转移。使用尾气回收硫设备可增加硫回收设备的效率；公知的方法为SUPERCLAUSTM法和SCOT法。在SUPERCLAUSTM法中，采用一种催化剂，其如EP242 920、EP409 353以及WO-A 95 07856所述，其中该催化剂用于第三或第四反应器段，如下文所述：＂Hydrocarbon Processing＂April 1989,pp.40-42。使用该方法，在被处理气体物流中存在的最终残余的H2S按照下述反应被选择性氧化成元素硫，以这种方式，很容易使硫回收单元的效率提高至99.5％。某些时候，加入克劳斯设备中的气体包含大量的CO2，例如高达98.5％，它对于加热步骤中的火焰温度的不利作用非常大。大量的CO2可能造成火焰不稳定，进而降低了加热步骤的效率，从而使克劳斯设备的总效率降低。同样，气体中还可能包含大量的烃。当含硫气体被加工成炼油厂气时，烃含量一般较低，通常＜2％(体积)。在天然气净化过程中，当采用物理或物理/化学法时，分别吸收大量的烃和芳族化合物的结果可能会结束于通入硫回收设备的气体(克劳斯气体)。在克劳斯设备的加热段，这些烃会完全燃烧，这是因-->为烃与氧气的反应速度高于H2S与氧气的反应速度。当存在大量的CO2时，火焰温度将会较低，因此，燃烧过程中成分的反应速度也降低。结果，在加热段的燃烧器的火焰中有可能形成烟灰。烟灰的形成会引起克劳斯设备的催化反应器堵塞，特别是第一反应器。同样，用于将H2S转化成硫所需的氧气与用于燃烧烃和芳族化合物所需的氧气之比值可能会使克劳斯法不再能进行适当的控制。这些问题在工业生产上是公知的。更重要的是，除了H2S和上述大量的CO2外，气体中还常常会存在硫醇。在工业生产中，采用化学方法不能从欲净化的气体如天然气中除去硫醇，从而需要采用固定床法进行再净化。通常采用分子筛来除去这些硫醇。但是，当这种固定床被硫醇饱和后，分子筛必须进行再生，为此，通常需使用纯的天然气。然后，应对这种再生气体再进行纯化。在分子筛的再生过程中，在再生的开始阶段，硫醇大部分被释放。同样在一些方法中，来自后纯化段的硫醇会返回克劳斯设备中。这些硫醇会使克劳斯设备的加热段产生峰值负担，从而严重地干扰了空气控制。这种方法在下述文献中有述：Oil and Gas Journal 57,19 August,1991,pp.57-59。进而，该方法会导致天然气损失，很可能会高达约10％。包含硫化羰和/或其它有机成分如硫醇和/或二烷基二硫化物的含硫气体的处理方法也是公知的。该方法可参见GB1563251和GB1470950。本专利技术的目的是提供一种从可包含CO2及高级脂族和芳族烃的烃气中脱除硫醇和H2S形式的含硫污染物并回收元素硫的方法，本专利技术的方法不会产生如上所列出的缺陷。更具体地说，本专利技术的目的是-->提供一种使得尾气中不包含或仅包含极少量有害物质的方法，从而尾气可排放入大气而无非议。本专利技术的另一个目的是提供一种可使含硫污染物在很大程度上以元素硫形式被回收的方法，例如元素硫的回收率可超过90％，特别是超过95％。令人惊奇地发现，采用本专利技术的方法可非常有效地净化大量的气体，同时可满足对于排放无毒物质的严格要求，并且可以满足硫的回收率。本专利技术提供了一种净化污染的烃气并回收硫的简便方法，按照该方法，在第一吸收步骤中，从气体中脱除含硫的污染物形成净化气体流和酸性气体流，将酸性气体加至第二吸收步骤，在此，酸性气体被分离成为富含H2S和贫含硫醇的第一气体流以及富含硫醇和贫含H2S的第二气体流，其中第一气体流被加至克劳斯设备中，通过H2S的选择性氧化成为尾气中的元素硫，而第二气体流，如果希望的话，在进行进一步的处理后，通过硫化合物的选择性氧化成为元素硫。按照本专利技术的一个优选实施方案，第一吸收步骤中采用化学、物理或化学/物理吸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从可包含ＣＯ↓［２］及高级脂族和芳族烃的烃气中脱除硫醇和Ｈ↓［２］Ｓ形式的含硫污染物并回收元素硫的方法，其中在第一吸收步骤中，从气体中脱除含硫的污染物形成净化气体流和酸性气体流，将酸性气体加至第二吸收步骤中，在此，酸性气体被分离成为富含Ｈ↓［２］Ｓ和贫含硫醇的第一气体流以及富含硫醇和贫含Ｈ↓［２］Ｓ的第二气体流，其中第一气体流被加至克劳斯设备中，通过Ｈ↓［２］Ｓ的选择性氧化成为尾气中的元素硫，而第二气体流，如果希望的话，在进行进一步的处理后，通过硫化合物的选择性氧化成为元素硫。

【技术特征摘要】
NL 1996-1-19 10021351、一种从可包含CO2及高级脂族和芳族烃的烃气中脱除硫醇和H2S形式的含硫污染物并回收元素硫的方法，其中在第一吸收步骤中，从气体中脱除含硫的污染物形成净化气体流和酸性气体流，将酸性气体加至第二吸收步骤中，在此，酸性气体被分离成为富含H2S和贫含硫醇的第一气体流以及富含硫醇和贫含H2S的第二气体流，其中第一气体流被加至克劳斯设备中，通过H2S的选择性氧化成为尾气中的元素硫，而第二气体流，如果希望的话，在进行进一步的处理后，通过硫化合物的选择性氧化成为元素硫。2、根据权利要求1的方法，其中所述的第二气体流在进行选择性氧化之前被氢化。3、根据权利要求1或2的方法，其中第一气体流的尾气和第二气体流的选择性氧化是在同一反应器中进行的。4、根据权利要求1或2的方法，其中第一气体流的尾气和第二气体流的选择性氧化是在两个不同的反应器中进行的。5、根据权利要求1-4任一项的方法，其中利用一种化学、物理或化学/物理吸收剂进行第一吸收步骤，所述的吸收剂基本上除去了气体中的所有硫化合物和CO2。6、根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：扬阿道夫拉加什，特奥多鲁斯约瑟夫彼得鲁斯万波尔，
申请(专利权)人：斯托克工程师和承包人公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]