一种天然气的净化处理方法技术

本发明专利技术公开了一种天然气的净化处理方法，首先在高沸点、低粘度的非水有机溶剂中溶解络合铁，配制得到络合铁的有机溶液；将所述有机溶液装入吸收塔中，使待处理气体从吸收塔底部通过气体分布装置自下而上鼓泡进入所述吸收塔，经所述吸收塔净化处理后的气体经过除雾器除雾后从所述吸收塔顶部排出；吸收了酸性气体的吸收液在所述吸收塔的底部通过泵送入再生塔再生，再生后的吸收液通过泵再送入所述吸收塔进行循环利用；再生塔中的硫磺从最底部定时外排，过滤后回收硫磺，且滤液再返回所述再生塔循环利用。该方法实现了同时脱硫、脱碳和脱水，且吸收液循环利用的目标，无废液排放，再生能耗低，工艺简单，占地面积小，操作成本低。

A Purification Method for Natural Gas

The invention discloses a method for purifying natural gas, which dissolves complex iron in non-aqueous organic solvents with high boiling point and low viscosity to prepare an organic solution of complex iron, and loads the organic solution into an absorption tower so that the gas to be treated enters the absorption tower from the bottom of the absorption tower through a bottom-up bubbling device of a gas distribution device, after being purified by the absorption tower. The gas is discharged from the top of the absorption tower after defogging by the mist eliminator; the absorbent liquid absorbing acid gas is pumped into the regeneration tower at the bottom of the absorption tower for regeneration, and the regenerated absorbent liquid is pumped into the absorption tower for recycling; the sulfur in the regeneration tower is discharged regularly from the bottom, and the sulfur is recovered after filtering, and the filtrate is returned to the regeneration tower for recycling. \u3002 This method achieves the goal of simultaneous desulfurization, decarbonization and dehydration, and recycling of absorbent liquid. It has no waste liquid discharge, low regeneration energy consumption, simple process, small occupation area and low operation cost.

【技术实现步骤摘要】
一种天然气的净化处理方法
本专利技术涉及天然气净化
，尤其涉及一种天然气的净化处理方法。
技术介绍
从矿井中出来的天然气或者煤制气产生的天然气需依次经过脱硫脱碳、脱水等净化处理，达到商品天然气的质量标准后，才能输送给用户，天然气脱硫脱碳目前广泛采用醇胺-克劳斯联合的方法，其过程为天然气中的H2S、CO2等先在醇胺水溶液中吸收，然后，降压或者加热富H2S/CO2的醇胺水溶液，达到再生醇胺、闪蒸CO2、浓缩H2S的目的，浓缩后的剧毒H2S通过Claus装置回收硫磺，Claus装置排放的SO2尾气还需要进一步净化，以达到环境保护标准，脱硫脱碳后的天然气再利用三甘醇或者分子筛脱水后才能通过管道输送到最终用户。现有技术中的天然气净化技术，不仅占地面积大、净化流程极其复杂，而且净化成本也较高，如液化天然气的净化/液化成本占天然气供应成本的30％-40％，随着环境保护的严格，天然气的净化成本将进一步提高。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种天然气的净化处理方法，该方法实现了同时脱硫、脱碳和脱水，且吸收液循环利用的目标，无废液排放，再生能耗低，工艺简单，占地面积小，操作成本低。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种天然气的净化处理方法，所述方法包括：步骤1、首先在高沸点、低粘度的非水有机溶剂中溶解络合铁，配制得到络合铁的有机溶液；步骤2、将所述有机溶液装入吸收塔中，使待处理气体从吸收塔底部通过气体分布装置自下而上鼓泡进入所述吸收塔，经所述吸收塔净化处理后的气体经过除雾器除雾后从所述吸收塔顶部排出；步骤3、吸收了酸性气体的吸收液在所述吸收塔的底部通过泵送入再生塔再生，再生后的吸收液通过泵再送入所述吸收塔进行循环利用；步骤4、所述再生塔中的硫磺从最底部定时外排，过滤后回收硫磺，且滤液再返回所述再生塔循环利用。在步骤1中，所述络合铁为含[Fe(edta)]-阴离子的铁络合物；所述高沸点、低粘度的非水有机溶剂包括沸点在180℃以上的强极性、能溶解络合铁的液态有机化合物或者离子液体。在步骤2中，所述待处理气体在所述吸收塔净化处理的过程具体为：所述待处理气体中的H2S被所述有机溶液中的络合铁氧化为硫磺和H+，同时络合铁被还原为络合亚铁；所述待处理气体中的CO2和H2O同步被所述有机溶液物理吸收。在步骤3中，所述吸收了酸性气体的吸收液在再生塔再生的过程具体为：供氧气体通过气体分布装置鼓泡进入所述再生塔，吸收液中的亚铁络合物被所述供氧气体中的氧气氧化为铁络合物，同时吸收液中的CO2和H2O被所述供氧气体吹脱，再通过除雾器后外排。所述供氧气体的体积需要比理论量过量5倍以上。所述吸收塔和再生塔中的操作温度均不超过100℃。由上述本专利技术提供的技术方案可以看出，上述方法实现了同时脱硫、脱碳和脱水，且吸收液循环利用的目标，无废液排放，再生能耗低，工艺简单，占地面积小，操作成本低，对节能减排、副产物资源化等都是重大突破。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。图1为本专利技术实施例提供天然气的净化处理方法流程示意图；图2为本专利技术所举实例脱硫、脱碳和脱水的过程示意图。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。下面将结合附图对本专利技术实施例作进一步地详细描述，如图1所示为本专利技术实施例提供天然气的净化处理方法流程示意图，所述方法包括：步骤1、首先在高沸点、低粘度的非水有机溶剂中溶解络合铁，配制得到络合铁的有机溶液；该步骤中，所述络合铁为含[Fe(edta)]-阴离子的铁络合物；所述高沸点、低粘度的非水有机溶剂包括沸点在180℃以上的强极性、常温下流动性能良好、能溶解络合铁的液态有机化合物或者离子液体。这里，吸收剂至少有两部分部分组成，即高沸点的有机物和能溶解于高沸点的有机物的络合铁。高沸点的有机物主要作用是物理性溶解硫化氢、二氧化碳、水和氧气，同时要求对甲烷等烃类的溶解度尽可能小；络合铁的作用是催化氧化硫化氢。步骤2、将所述有机溶液装入吸收塔中，使待处理气体从吸收塔底部通过气体分布装置自下而上鼓泡进入所述吸收塔，经所述吸收塔净化处理后的气体经过除雾器除雾后从所述吸收塔顶部排出；该步骤中，所述待处理气体在所述吸收塔净化处理的过程具体为：所述待处理气体中的H2S被所述有机溶液中的络合铁氧化为硫磺和H+，同时络合铁被还原为络合亚铁；所述待处理气体中的CO2和H2O同步被所述有机溶液物理吸收。具体来说，吸收塔中的脱硫原理为：H2S被吸收液吸收:H2S(g)→H2S(l)H2S被吸收液中的络合铁氧化:2Fe3+L+H2S(l)→2Fe2+L+S+2H+络合铁催化氧化硫化氢的总反应为：2H2S(l)+O2(l)→2S+2H2O吸收塔中的脱碳原理为：CO2被吸收液吸收：CO2(g)→CO2(l)吸收塔中的脱水原理为：H2O被吸收液吸收：H2O(g)→H2O(l)。步骤3、吸收了酸性气体的吸收液在所述吸收塔的底部通过泵送入再生塔再生，再生后的吸收液通过泵再送入所述吸收塔进行循环利用；该步骤中，所述吸收了酸性气体的吸收液在再生塔再生的过程具体为：供氧气体通过气体分布装置鼓泡进入所述再生塔，吸收液中的亚铁络合物被所述供氧气体中的氧气氧化为铁络合物，同时吸收液中的CO2和H2O被所述供氧气体吹脱，再通过除雾器后外排。具体来说，再生塔中的络合铁再生原理为：O2被吸收液吸收:O2(g)→O2(l)O2被吸收液中的络合亚铁氧化Fe2+L+O2(l)+4H+→4Fe3+L+2H2O再生塔中的二氧化碳吹脱原理为：吸收液中的CO2被过量供氧气体吹脱：CO2(l)→CO2(g)再生塔中的水吹脱原理为：吸收液中的H2O被过量供氧气体吹脱：H2O(l)→H2O(g)通过以上原理实现了有机溶剂和络合铁的循环利用。具体实现中，所述供氧气体的体积需要比理论量过量5倍以上。上述吸收塔和再生塔中的操作温度均不超过100℃。步骤4、所述再生塔中的硫磺从最底部定时外排，过滤后回收硫磺，且滤液再返回所述再生塔循环利用。具体实现中，吸收塔和再生塔中的气体分布装置的作用是产生微小气泡，提高吸收和再生速度，不过无论是气体吸收塔，还是再生塔，都有硫磺的产生，气体分布装置必须要能避免硫磺的堵塞。吸收塔和再生塔中的除雾器的作用是避免有机溶剂随着气流的溢出，减少有机溶剂的损失。在脱硫的过程中，络合铁起到液相氧化催化的作用，其反应实质为天然气中的H2S等含硫化合物与供氧气体中的氧气生成了硫磺和水，理论上天然气一体化脱硫、脱碳和脱水工艺唯一消耗的是供氧气体。下面以具体的实例对上述实施例所述方法进行详细说明，如图2所示为本专利技术所举实例脱硫、脱碳和脱水的过程示意图，参考图2：待处理的酸性天然气从底部经过气体分布器进入鼓泡吸收塔，其中的CO2、水等被高沸点非水介质物理吸收，H2S等含硫化合物被非水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然气的净化处理方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、首先在高沸点、低粘度的非水有机溶剂中溶解络合铁，配制得到络合铁的有机溶液；步骤2、将所述有机溶液装入吸收塔中，使待处理气体从吸收塔底部通过气体分布装置自下而上鼓泡进入所述吸收塔，经所述吸收塔净化处理后的气体经过除雾器除雾后从所述吸收塔顶部排出；步骤3、吸收了酸性气体的吸收液在所述吸收塔的底部通过泵送入再生塔再生，再生后的吸收液通过泵再送入所述吸收塔进行循环利用；步骤4、所述再生塔中的硫磺从最底部定时外排，过滤后回收硫磺，且滤液再返回所述再生塔循环利用。

【技术特征摘要】
1.一种天然气的净化处理方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、首先在高沸点、低粘度的非水有机溶剂中溶解络合铁，配制得到络合铁的有机溶液；步骤2、将所述有机溶液装入吸收塔中，使待处理气体从吸收塔底部通过气体分布装置自下而上鼓泡进入所述吸收塔，经所述吸收塔净化处理后的气体经过除雾器除雾后从所述吸收塔顶部排出；步骤3、吸收了酸性气体的吸收液在所述吸收塔的底部通过泵送入再生塔再生，再生后的吸收液通过泵再送入所述吸收塔进行循环利用；步骤4、所述再生塔中的硫磺从最底部定时外排，过滤后回收硫磺，且滤液再返回所述再生塔循环利用。2.根据权利要求1所述天然气的净化处理方法，其特征在于，在步骤1中，所述络合铁为含[Fe(edta)]-阴离子的铁络合物；所述高沸点、低粘度的非水有机溶剂包括沸点在180℃以上的强极性、能溶解络合铁的液态有机化合物或者离子液体。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建宏，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京,11