用于处理ＤＳＯ的方法及设备技术

本发明专利技术涉及一种用于处理含有硫醇和酸性气体的气体的方法，其包括以下步骤：（１）从上述气体中分离酸性气体，并得到一种脱硫气和一种含有Ｈ↓［２］Ｓ的酸性气体流；（２）根据Ｃｌａｕｓ反应，使步骤（１）中所得的Ｈ↓［２］Ｓ进行反应；（３）使该硫醇浓缩于上述脱硫气的至少一种馏分中；（４）从上述馏分中提取硫醇；该方法还包括：（５）使该硫醇转化为由硫醇获得的二烷基二硫化物（ＤＳＯ）；（６）使ＤＳＯ氢化生成Ｈ↓［２］Ｓ；及（７）根据Ｃｌａｕｓ反应，使步骤（６）中如此所得的Ｈ↓［２］Ｓ进行反应。本发明专利技术还涉及一种用于实施该方法的设备。

【技术实现步骤摘要】
用于处理DSO的方法及设备
本专利技术涉及一种用于使二硫化物(DSO)氢化为硫化氢和烃类并在Claus装置中进行转化的方法，其中所述二硫化物是通过转化液化石油气(LPG)中所含的硫醇而得到的。该方法同样良好地适用于天然气液化设备，其涉及处理天然气或炼油厂气的设备。
技术介绍
在温度和压力的标准条件下，提取自下层土的天然气是气态烃的混合物。典型地，天然气由例如以下气体组成：75％甲烷、20％以乙烷为主的其他气态烃及5％酸性气体，即二氧化碳(CO2)及硫化氢(H2S)。液化石油气(GLP)通常主要由三碳链或四碳链的气态烃组成，即丙烷、丁烷及其不饱和形式丙烯和丁烯。与这些成分相伴随的是微量的污染物，基本上为含硫化合物，即羰基硫(COS)和硫醇。硫醇主要分为甲硫醇(CH3SH)、乙硫醇(C2H5SH)、丙硫醇(C3H7SH)以及可能的更高分子量的硫醇。天然气的酸性越强，即其中二氧化碳和硫化氢的含量越高，则含硫化合物及硫醇的含量越高。在某些天然气沉积物中，硫醇含量可因此超出商用天然气容许的极限。因此，无论该气体以气态形式还是以液态形式售出，必须提取硫醇。因为含有硫醇的气体为酸性，所以对其实施脱酸作用的第一步以提取H2S和CO2。然而若采用通常主要用胺溶液加以清洗的传统脱酸方法，则仅提取出少量的硫醇。认为以该方式所吸收的天然气中存在的硫醇几乎不足三分之一，否则不足四分之一。因此其提取过程需要实施附加提取。目前通常采用两种处理方式：分子筛吸收或低温冷凝。-->US-A-5,291,736和US 5,659,109指出LPG的低温冷凝伴随着硫醇的冷凝。然后发现硫醇浓缩于冷凝液中。文章《用于从NG和NGL流中去除硫醇和羰基硫化物的气体加工选择(Gas processing options for mercaptans and carbonyl sulfide removal fromNG and NGL streams)》(UOP，AIChE 1993，Spring National Meeting，Houston，Texas，March 28to April 1st，1993)显示了三种装置的流程图，其中的第一种(装置A-图1)为高含硫化合物含量的气体的液化装置。其指出同时冷凝的硫醇严重污染了LPG产品，并且硫醇自然地浓缩于丙烷和丁烷中。测得LPG中的硫醇含量分别达到丙烷和丁烷中112重量ppm和228重量ppm的水平。该水平在商业上是无法接受的，从而需对LPG进行处理。无论冷凝烃类的来源如何，由下层土天然气提取或由炼油厂气提取，冷却过程中的低温冷凝都使天然气液化，烃类液体混合物基本上由混有更大分子量的烃类的乙烷组成。注意到甲硫醇和乙硫醇优选浓缩于丁烷和丙烷中，而丙硫醇和更大分子量的硫醇则留在冷凝物中。以下说明集中于LPG丁烷和丙烷馏分，但只要其密度允许用氢氧化钠(见下文)进行清洗处理，则根据本专利技术的方法也适用于所有馏分(如冷凝物)。因此，丁烷和丙烷中的硫含量通常高于1000ppm，否则高于1％。在如此高的含量水平下，无法利用分子筛从丙烷和丁烷中提取硫醇。通过氢氧化钠的清洗加以实施，给出甲硫醇的一个实例：        用氧使氢氧化钠溶液再生，从而使硫醇转化为二硫化物。        总反应可写为：-->        两个甲硫醇分子生成一个二甲基二硫化物分子。该反应与其他硫醇相似。根据该反应从硫醇获得的二硫化物混合物通常称为含二硫化物的油(DSO)。为去除DSO，最标准的措施包括将其与烃类馏分(冷凝物、石脑油或其他)混合，然后在精炼厂中进行处理。然而主要在气体处理设备中，这些馏分恰好无用，因此需要在原位对DSO进行处理。一种去除DSO的实用方法是，根据以下作为实例给出的二甲基二硫化物的反应，在基于Claus反应的硫再生装置中，对其连同H2S实施氧化处理：        然而为使反应进行完全，必须在相对于化学计量数过量的氧气存在的情况下进行，但在无氧的情况下于Claus装置中发生H2S的氧化反应。可与H2S一起燃尽的DSO的量因此受到限制，并通常次于处理LPG期间所产生的量。目前工业上已不再采用该方法。另一种去除DSO的方法是在Claus装置外将其燃尽。为了完全燃烧，必须在过量的空气中进行。燃烧所产生的烟含有二氧化硫SO2。可将其引入Claus装置中，但必须首先分离仍存在于烟中的剩余氧气。因此需用物理溶剂对烟进行清洗，该溶剂将二氧化硫从剩余氧气中分离，并在注入Claus装置前使前者浓缩。然而该技术存在不便之处，在极具腐蚀性的介质中进行操作，且设备需使用贵金属冶金制品，如不锈钢。该方法在由North Dome天然气供料的Dolphin处理设备中进行工业应用。与上述两种方法相比，本专利技术涉及在气体处理设备的整个硫处理链中并入DSO处理。-->
技术实现思路
根据本专利技术的方法涉及由硫醇的转化而获得的DSO的氢化作用。该氢化作用的主要产物为硫化氢和烃类。将H2S(优选通过用碱性胺溶液清洗而从烃类中分离)送入基于Claus反应的制硫装置。本专利技术适用于含有酸性气体(酸气)和硫醇的气体的处理。因此，本专利技术提出一种用于处理含有硫醇和酸性气体的气体的方法，其包括以下步骤：(1)从上述气体中分离酸性气体，并得到一种脱硫气和一种含有H2S的酸性气体流；(2)根据Claus反应，使步骤(1)中所得的H2S进行反应；(3)使该硫醇浓缩于上述脱硫气的至少一种馏分中；(4)从上述馏分中提取硫醇；该方法还包括：(5)使该硫醇转化为由硫醇获得的二烷基二硫化物(DSO)；(6)使DSO氢化生成H2S；及(7)根据Claus反应，使步骤(6)中所得的H2S进行反应。在一个具体实施方案中，一起实施步骤(2)和(7)的Claus反应。在一个具体实施方案中，将步骤(6)中所得的流再循环至待处理的气体中。在一个具体实施方案中，该方法还包括步骤(8)，即将步骤(6)中所得的H2S与含有步骤(1)中分离出的H2S的酸性气体流混合。在一个具体实施方案中，步骤(1)为用胺进行清洗的步骤，并将步骤(6)中所得的流再循环至所述的用胺进行清洗的步骤(1)。在一个具体实施方案中，步骤(1)为用胺进行清洗的步骤，此步骤包括以下子步骤：(a)制备一种脱硫气和一种加入酸性气体中的胺流；-->(b)将加入酸性气体中的胺闪蒸分离为待再生的第一胺流和剩余的烃类流；(c)用胺清洗剩余烃类流，并制备待再生的第二胺流；(d)将步骤(6)中所得的流引入子步骤(c)；(e)合并两股胺流并使其再生。在一个具体实施方案中，该方法还包括步骤(1a)，该步骤中通过选择性地用胺进行清洗而使所述的酸性气体流中的H2S浓缩，并通过与所述的酸性气体流进行混合而使步骤(6)中所得的流再循环至选择性地用胺进行清洗的步骤(1a)。在一个具体实施方案中，该方法还包括步骤(1a)，该步骤中通过选择性地用胺进行清洗而使所述的酸性气体流中的H2S浓缩，该步骤包括以下子步骤：(a)制备CO2流和选择性地加入H2S中的第一胺流；(b)使加入的第一胺流再生，并得到H2S流和再生的胺流；(c)使一部分所述再生的胺与步骤(6)中所得的流相接触而产生烃类流和选择性地加入H2S中的第二胺流；(d)使加入的第二胺流再生，并得到H2S流。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理含有硫醇和酸性气体的气体的方法，其包括以下步骤：（１）从所述气体中分离酸性气体，并得到一种脱硫气和一种含有Ｈ↓［２］Ｓ的酸性气体流；（２）根据Ｃｌａｕｓ反应，使步骤（１）中所得的Ｈ↓［２］Ｓ进行反应；（３）使该硫醇浓缩于所述脱硫气的至少一种馏分中；（４）从所述馏分中提取硫醇；该方法还包括：（５）使该硫醇转化为由硫醇获得的二烷基二硫化物（ＤＳＯ）；（６）使ＤＳＯ氢化生成Ｈ↓［２］Ｓ；及（７）根据Ｃｌａｕｓ反应，使步骤（６）中所得的Ｈ↓［２］Ｓ进行反应。

【技术特征摘要】
FR 2004-9-10 04096161、一种用于处理含有硫醇和酸性气体的气体的方法，其包括以下步骤：(1)从所述气体中分离酸性气体，并得到一种脱硫气和一种含有H2S的酸性气体流；(2)根据Claus反应，使步骤(1)中所得的H2S进行反应；(3)使该硫醇浓缩于所述脱硫气的至少一种馏分中；(4)从所述馏分中提取硫醇；该方法还包括：(5)使该硫醇转化为由硫醇获得的二烷基二硫化物(DSO)；(6)使DSO氢化生成H2S；及(7)根据Claus反应，使步骤(6)中所得的H2S进行反应。2、如权利要求1所述的方法，其中一起实施步骤(2)和(7)的Claus反应。3、如权利要求2所述的方法，其中将步骤(6)中所得的流再循环至待处理的气体中。4、如权利要求2所述的方法，其还包括步骤(8)，该步骤(8)中将步骤(6)中所得的H2S与含有步骤(1)中分离出的H2S的酸性气体流混合。5、如权利要求2所述的方法，其中步骤(1)为用胺进行清洗的步骤，并将步骤(6)中所得的流再循环至用胺进行清洗的步骤(1)中。6、如权利要求2所述的方法，其中步骤(1)为用胺进行清洗的步骤，此步骤包括以下子步骤：(a)制备一种脱硫气和一种加入酸性气体中的胺流；(b)将加入酸性气体中的胺闪蒸分离为待再生的第一胺流和剩余的烃类流；(c)用胺清洗该剩余的烃类流，并制备待再生的第二胺流；(d)将步骤(6)中所得的流引入子步骤(c)中；(e)合并两股胺流并使其再生。7、如权利要求2所述的方法，其还包括步骤(1a)，该步骤(1a)中通过选择性地用胺进行清洗而使所述的酸性气体流中的H2S浓缩，并通过与所述的酸性气体流进行混合而使步骤(6)中所得的流再循环至选择性地用胺进行清洗的步骤(1a)中。8、如权利要求2所述的方法，其还包括步骤(1a)，该步骤(1a)中通过选择性地用胺进行清洗而使所述的酸性气体流中的H2S浓缩，该步骤包括以下子步骤：(a)制备CO2流和选择性地加入H2S中的第一胺流；(b)使加入的第一胺流再生，并得到H2S流和再生的胺流；(c)使一部分所述再生的胺与步骤(6)中所得的流相接触而产生烃类流和选择性地加入H2S中的第二胺流；(d)使加入的第二胺流再生，并得到H2S流。9、如权利要求8所述的方法，其在步骤(c)和(d)之间还包括以下子步骤：(g)闪蒸分离加入的第二胺流，并得到加入的经脱气的第二胺流和一种气体流，并任选(h1)将第二气流再循环至子步骤(a)，或(h2)将所述第二气流与子步骤(a)中制备的CO2流合并。10、如权利要求1至9之一所述的方法，其中步骤(3)使硫醇于所述脱硫气的至少一种馏分中浓缩，该步骤包括制备至少一种含有丙烷和/或丁烷和/或冷凝物的馏分。11、如权利要求1至10之一所述的方法，其中步骤(3)使硫醇于所述脱硫气的至少一种馏分中浓缩，该步骤包括制备含有少于30ppm，优选少于10ppm，特别优选少于2ppm的硫醇的脱硫气。12、如权利要求1至11之一所述的方法，其中步骤(3)使硫醇于所述脱硫气的至少一种馏分中浓缩，该步骤包括由低温法提取液化石油气。13、如权利要求1至11之一所述的方法，其中步骤(3)使硫醇于所述脱硫气的至少一种馏分中浓缩，该步骤包括在待处理气体的液化过程中，使液化石油气冷凝。14、如权利要求1至13之一所述的方法，其是用于处理含有硫醇和酸性气体的气体，其中该气体为天然气或含氢的气体，优选为炼油厂气。15、一种用于使天然气液化成为液化天然气的方法，其包括如权利要求1至14之一所述的方法。16、一种处理含有硫醇的馏分的方法，其包括如权利要求1所述的步骤(5)、(...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼斯克雷蒂安，
申请(专利权)人：道达尔公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]