一种适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺制造技术

本发明专利技术涉及天然气化工领域，特别是一种适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺，包括反应器、再反应器和离心机，来自界区的酸气直接通入反应器中，三价络合铁催化剂进入到再反应器，再反应器底部的三价络合铁催化剂通过阀门和管道控制进入反应器中，发生化学反应，反应后的二价络合铁经离心后，二价络合铁由再生给料泵输送至电化学再生装置，完成再生，再生后的三价络合铁催化剂用循环泵返回至再反应器中。本工艺流程简单，设备尺寸小，结构紧凑，适应海上FLNG生产空间有限的条件限制。

A natural gas desulfurization process suitable for offshore floating platforms

The invention relates to the natural gas field of natural gas, especially a natural gas desulphurization process for offshore floating platform, including reactor, rereactor and centrifuge. In the acid gas direct entry reactor of the boundary area, the trivalent complex iron catalyst enters the rereactor, and the trivalent complex iron catalyst at the bottom of the counter is used. After the valve and pipe control enter the reactor, the chemical reaction occurs. After the reaction, the two valence complex iron is centrifuged, and the two valence complex iron is transported from the regenerated feed pump to the electrochemical regeneration device to complete the regeneration. The regenerated trivalent iron complex catalyst is returned to the rereactor with a circulating pump. The process is simple, the equipment size is small, and the structure is compact, which is suitable for the limited condition of FLNG production space at sea.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺
本专利技术涉及天然气化工领域，具体地说，是一种适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺。
技术介绍
天然气中经常含有的H2S、CO2等酸性组分会严重腐蚀容器、管道及其他相关设施，假如低于安全标准排放将对环境和人体造成严重危害；含较多H2S的天然气燃烧时会出现异味，燃烧所生成的SO2等化合物会污染环境；在催化加工中，含硫的烃类化合物会使催化剂中毒。在海上FLNG生产系统中，天然气预处理中最重要的任务之一就是酸性气体的脱除。然而陆上天然气酸性气体脱除装置由于设备复杂，占地面积较大，因此不适用于海上FLNG的天然气硫回收。
技术实现思路
本专利技术为了克服上述技术问题的不足，提供了一种适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺，可以完全解决上述技术问题。解决上述技术问题的技术方案如下：一种适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺，包括反应器、再反应器和离心机，来自界区的酸气直接通入反应器中，三价络合铁催化剂储存在催化剂补充罐内，由催化剂补充泵进入到再反应器的顶部，反应器内经过一次氧化后的酸气用酸气输送风机送入再反应器的下部，再反应器顶部的净化气送至界区，再反应器底部的三价络合铁催化剂通过阀门和管道控制进入反应器中，来自界区的酸气与三价络合铁催化剂在反应器内逆流接触，发生化学反应，反应后的二价络合铁和生成的单质硫一起，由硫磺浆液输送泵输送至离心机，经离心后，硫膏外送至界区待进一步处理，离心后的二价络合铁由再生给料泵输送至电化学再生装置，同时用空气鼓风机向电化学再生装置中鼓入空气，将催化剂中的二价铁氧化成三价铁，完成再生，再生后的三价络合铁催化剂用循环泵返回至再反应器中。进一步地说，所述的反应器内发生如下化学反应：H2S(g)+H2O→H2S(L)+H2O(1)H2S(L)→H++HS－(2)HS－+2Fe3+L→S+2Fe2+L+H+(3)O2(g)+H2O→O2(L)+H2O(4)O2(L)+4Fe2+L+2H2O→4Fe3+L+4OH-(5)。进一步地说，所述的反应器中的温度为28-32℃，压力为35-50kPa，流动气液比为0.56，停留时间为2min。进一步地说，所述的来自界区的酸气含25％H2S，mol％。进一步地说，所述的净化气的H2S含量<1ppmv。进一步地说，所述的电化学再生装置中设置有燃料电池阳极和燃料电池阴极，将二价络合铁被氧化生成三价络合铁的反应作为阳极反应，氧去极化反应作为阴极反应，在外电路连接电池负载输出电流，实现了液相氧化还原工程中三价络合铁催化剂的快速再生，能够提高催化剂氧化再生效率。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供了一种适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺，本工艺可直接将H2S转化为硫单质，省去了传统工艺中各种氧化环节而直接得到硫磺，该工艺具有吸收速度快、脱硫效率高的特点。本工艺流程简单，设备尺寸小，结构简单，布置紧凑，适应海上FLNG生产空间有限的条件限制。电化学再生装置高效、操作简单、稳定可靠，能大大提高催化剂的利用效率，同等处理能力条件下减小了装置规模。本工艺硫回收效率高，工艺稳定、处理后排放气体达到环保标准。电化学再生装置用于络合铁催化剂的再生，实现了液相氧化还原工程中络合铁催化剂的快速再生，能够提高催化剂氧化再生效率；反应后的二价络合铁与生成的硫磺全量离心分离，减少固体硫磺带入系统，附着在电极板上，降低电化学再生效率，以及造成系统堵塞。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图中：1为反应器，2为酸气输送风机，3为再反应器，4为硫磺浆液输送泵，5为离心机，6为再生给料泵，7为电化学再生装置，8为空气鼓风机，9为循环泵，10为催化剂补充罐，11为催化剂补充泵。具体实施方式实施例1：如图1所示：来自界区的酸气(含25％H2S，mol％)进入反应器1，与三价络合铁催化剂逆流接触，发生如下化学反应：H2S(g)+H2O→H2S(L)+H2O(1)H2S(L)→H++HS－(2)HS－+2Fe3+L→S+2Fe2+L+H+(3)O2(g)+H2O→O2(L)+H2O(4)O2(L)+4Fe2+L+2H2O→4Fe3+L+4OH-(5)反应器1中温度为28～32℃，压力为35～50kPa，流动气液比为0.56，停留时间2min，酸气中绝大部分的H2S被氧化成单质硫，同时三价铁离子被还原成二价铁离子。经过一次氧化的酸气用酸气输送风机2送入再反应器3，与三价络合铁催化剂逆流接触，进一步除去气体中可能残留的H2S，净化气送至界区，H2S含量<1ppmv。反应开始时，新鲜的三价络合铁催化剂储存在催化剂补充罐10内，由催化剂补充泵11输送，先进入再反应器3，与酸气逆流接触，反应后由再反应器3底部进入反应器1，与酸气逆流接触，反应后的二价络合铁和生成的单质硫一起，由硫磺浆液输送泵4输送至离心机5，经离心后，硫膏外送至界区待进一步处理，离心后的二价络合铁由再生给料泵6输送至电化学再生装置7，同时用空气鼓风机8向电化学再生装置7中鼓入空气，将催化剂中的二价铁氧化成三价铁，完成再生，电化学再生装置7中设置有燃料电池阳极和燃料电池阴极，将络合铁催化剂再生反应作为阳极反应，氧去极化反应作为阴极反应，在外电路连接电池负载输出电流，实现了液相氧化还原工程中络合铁催化剂的快速再生，能够提高催化剂氧化再生效率；燃料电池阳极上反应生成的三价铁催化剂通过循环泵9返回再反应器3继续与H2S进行反应，实现硫回收工艺的循环。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例，并非对本专利技术做任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺，其特征在于，包括反应器、再反应器和离心机，来自界区的酸气直接通入反应器中，三价络合铁催化剂储存在催化剂补充罐内，由催化剂补充泵进入到再反应器的顶部，反应器内经过一次氧化后的酸气用酸气输送风机送入再反应器的下部，再反应器顶部的净化气送至界区，再反应器底部的三价络合铁催化剂通过阀门和管道控制进入反应器中，来自界区的酸气与三价络合铁催化剂在反应器内逆流接触，发生化学反应，反应后的二价络合铁和生成的单质硫一起，由硫磺浆液输送泵输送至离心机，经离心后，硫膏外送至界区待进一步处理，离心后的二价络合铁由再生给料泵输送至电化学再生装置，同时用空气鼓风机向电化学再生装置中鼓入空气，将催化剂中的二价铁氧化成三价铁，完成再生，再生后的三价络合铁催化剂用循环泵返回至再反应器中。

【技术特征摘要】
1.一种适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺，其特征在于，包括反应器、再反应器和离心机，来自界区的酸气直接通入反应器中，三价络合铁催化剂储存在催化剂补充罐内，由催化剂补充泵进入到再反应器的顶部，反应器内经过一次氧化后的酸气用酸气输送风机送入再反应器的下部，再反应器顶部的净化气送至界区，再反应器底部的三价络合铁催化剂通过阀门和管道控制进入反应器中，来自界区的酸气与三价络合铁催化剂在反应器内逆流接触，发生化学反应，反应后的二价络合铁和生成的单质硫一起，由硫磺浆液输送泵输送至离心机，经离心后，硫膏外送至界区待进一步处理，离心后的二价络合铁由再生给料泵输送至电化学再生装置，同时用空气鼓风机向电化学再生装置中鼓入空气，将催化剂中的二价铁氧化成三价铁，完成再生，再生后的三价络合铁催化剂用循环泵返回至再反应器中。2.根据权利要求1所述的适用于海上浮式平台的天然气脱硫工艺，其特征在于，所述的反应器内发生如下化学反应：H2S(g)+H2O→H2S(L)+H2O(1)H2S(L)→H++HS－(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，何琎，孙琪，宁蕾，
申请(专利权)人：四川杰瑞恒日天然气工程有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51