用于元素硫处理的集成方法技术

本发明专利技术涉及从井中去除硫沉积物并回收元素硫流的方法，其中液体溶剂通过物理相互作用溶解全部或部分硫沉积物，并且将所述溶解硫通过用H2化学萃取转化成H2S，以及用于实施所述方法的装置。

Integrated Method for Elemental Sulphur Treatment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于元素硫处理的集成方法
本专利技术属于天然气处理领域，更具体地，本专利技术涉及处理包含硫化合物(诸如H2S)的天然气。
技术介绍
酸性气体通常含有大量的硫污染物，尤其是溶解的元素硫。后者倾向于形成沉积物，例如，在气体收集系统的井管/轴上，以及在下游气体处理和加工设备中。已经提出了各种方法来防止或去除这种硫沉积物，诸如将硫溶剂注入井中以溶解硫沉积物。注入工艺提供了实施连续方法的可能性。各种液体溶剂可用于溶解硫沉积物，并且应优选满足以下标准：快速硫溶解、在溶剂中的高硫溶解度、易于再生、在工艺条件下溶剂的化学和热稳定性。这种液体溶剂包括烃油，优选芳族类(例如烷基萘)，其中的硫溶解度高于链烷烃溶剂。归因于液体溶剂的成本，它们的再生对于经济上可行的工艺是必要的。液体溶剂的再生可以机械地或化学地进行，例如通过结晶(US2011/0262345)、通过使用包含胺的水溶液(US5,242,672)、或通过催化氢化(US7,988,767)。Crystatech的专利(US2011/0262345)公开了用通过结晶进行的液体溶剂再生来去除硫沉积物的方法。但是，由于捕获的有机化合物，从该结晶技术中回收的硫的质量低。US5,242,672公开了使用包含胺的水溶液的典型再生器单元。但是，它需要大量的能量。此外，胺溶液可能容易化学降解，因此必须经常更换。最后，所得的硫化物化合物(多硫化物、硫......)可能需要额外的处理以提供合适的终产物。US7,988,767公开了通过催化氢化用硫溶剂再生去除硫沉积物，从而形成H2和H2S的气体混合物的方法。在将H2S引入克劳斯单元之前，将H2S与H2分离，并将该H2再注入催化化学氢化中。因此，该H2不参与H2S的处理步骤。该方法需要若干个连续的氢气流以通过催化氢化再生硫溶剂并处理H2S。因此，这种方法难以在工业水平上实施，并且由于建造至少两个氢气装置以提供若干个连续的氢气流并且由于需要大量的硫溶剂而导致大量资本支出(CAPEX)。因此，仍然需要提供用硫溶剂去除硫沉积物的改进方法和装置，其更简单、具有更低的CAPEX并获得更高质量的元素硫。本专利技术通过提供可集成到气体处理设施中(特别是酸性气体处理单元中)的方法来满足所有这些需求。本专利技术的方法实际上利用已知的处理酸性气体的单元，因此能够显著降低CAPEX。此外，该方法利用仅在一个单元中产生的氢气，以用于与来自富硫溶剂的硫进行化学反应从而产生H2S并用于处理H2S。专利技术简述本专利技术的一个目的是从其中气体流动的井中去除硫沉积物的方法，包括以下步骤：a)将液体溶剂注入所述井中，从而将全部或部分硫沉积物溶解在所述液体溶剂中，并形成包含来自所述井的气体和包含溶解硫的液体富硫溶剂的井产出物，b)将所述井产出物分成气流和液体富硫溶剂流并分别回收所述气流和所述液体富硫溶剂流，c)通过H2产生单元产生进料H2气流，d)将所述液体富硫溶剂引入化学反应单元中并将进料H2气流注入所述化学反应单元中，以使H2与所述液体富硫溶剂的溶解硫发生化学反应，从而形成贫液体溶剂和包含H2S以及所述进料H2气流的未反应部分的H2S气流，e)分别回收所述贫液体溶剂和所述H2S气流，f)将所述包含H2S以及所述进料H2气流的未反应部分的H2S气流引入H2S处理单元中，以将H2S转化成元素硫。有利地，已经存在于油或气体处理设施中并产生含有大于1mol.％H2的进料H2气流的任何H2产生单元可用于本专利技术的方法，诸如用于在TGT单元中、加氢裂化工艺或加氢脱硫工艺中提供H2的H2产生单元。有利地，本专利技术的方法显著降低了CAPEX，因为它不需要专用的H2产生单元。此外，有利地，将进料H2气流的未反应部分引入H2S处理单元中并参与导致H2S转化成元素硫的步骤。因此，H2产生单元产生H2，该H2不仅参与化学反应单元中H2S气流的形成，而且还参与H2S处理单元中硫化合物的处理。在一个实施方案中，H2S处理单元可包含氢化单元、H2S分离单元和用于将H2S转化成元素硫的克劳斯单元，并且将H2S气流引入氢化单元、H2S分离单元或克劳斯单元中。在一个实施方案中，H2S处理单元可包含将克劳斯单元连接到氢化单元的尾线，并且可以将进料H2气流引入尾线中并且可以将一部分该H2气流从尾线中抽出并引入化学反应单元中。在一个实施方案中，可以将H2产生单元产生的第二进料H2气流引入氢化单元中。在一个实施方案中，可以将步骤e)中回收的贫液体溶剂再注入井中。在一个实施方案中，将液体溶剂注入井中的步骤a)可连续或顺序进行。在一个实施方案中，在井中流动的气体可含有硫污染物，并且硫污染物的量可以小于10g/Sm3，特别地小于5g/Sm3，更特别地小于2g/Sm3。在一个实施方案中，步骤d)的化学反应的温度可以为170℃-360℃，优选为250℃-325℃，更优选为275℃-300℃。在一个实施方案中，步骤d)的化学反应的压力可以为1巴-40巴，优选为1.2巴-15巴，更优选为1.3巴-10巴。在一个实施方案中，所述方法还可包括以下步骤：g)将在步骤b)中回收的气流在AGR单元中分成甜烃气流和包含H2S的酸气流，该甜烃气流在甜气回收线路中回收，该包含H2S的酸气流在酸线路中回收，h)将在酸线路中回收的酸气流引入克劳斯单元中，以产生元素硫和包含硫化合物的尾气流，i)将在甜气回收线路中回收的甜烃气流在脱水单元中脱水并在分馏单元中分成轻烃气流和轻烃馏分，和j)分别在轻气线路中回收轻烃气流，并在轻馏分线路中回收轻烃馏分。本专利技术的另一目的是用于实施本专利技术方法的装置，所述装置包括：-气/液分离单元，其用于将所述井产出物分成气流和液体富硫溶剂流，该气流在气体回收线路中回收，该液体富硫溶剂流在液体回收线路中回收，-用于产生进料H2气流的H2产生单元，-用于回收进料H2气流的H2进料线路，-通过液体回收线路和用于进行H2与来自液体富硫溶剂的溶解硫的化学反应的H2进料线路进料的化学反应单元，从而形成H2S气流和贫液体溶剂，-用于回收贫液体溶剂的再循环线路，-用于从所述化学反应单元回收H2S气流的H2S回收线路，和-通过用于将H2S气流转化成元素硫的H2S回收线路进料的H2S处理单元。在一个实施方案中，H2S处理单元可包括：-由线路进料的克劳斯单元，该线路包含用于将H2S转化成元素硫的富硫化合物气流和含硫化合物的尾气流，-用于回收尾气流的尾线和用于回收元素硫的元素硫线路，-由尾线进料的氢化单元，该氢化单元用于将尾气流的硫化合物氢化成H2S和气态副产物，-用于回收H2S和气态副产物的气体混合物线路，-由气体混合物线路进料的H2S分离单元，该H2S分离单元用于将H2S与气态副产物分离，从而形成富硫化合物气流，该富硫化合物气流在线路中回收，其中，所述克劳斯单元、所述氢化单元或所述H2S分离单元可以由所述H2S回收线路进料。在一个实施方案中，H2进料线路可以连接到尾线，并且其中第二H2进料线路将H2产生单元连接到尾线。在一个实施方案中，氢化单元可以由连接到H2产生单元的第二H2进料线路进料。在一个实施方案中，该装置还包括：-由气体回收线路进料的AGR单元，该气体回收线路包含用于将其分成甜烃气流和包含H2S的酸气流的气流，该甜烃气流在甜气回收线路中回收，该包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.从其中气体流动的井(1)中去除硫沉积物的方法，包括以下步骤：a)将液体溶剂注入所述井(1)中，从而将全部或部分硫沉积物溶解在所述液体溶剂中，并形成包含来自所述井(1)的气体和包含溶解硫的液体富硫溶剂的井产出物(2)，b)将所述井产出物(2)分成气流和液体富硫溶剂流并分别回收所述气流和所述液体富硫溶剂流，c)通过H2产生单元(9)产生进料H2气流，d)将所述液体富硫溶剂引入化学反应单元(5)中并将所述进料H2气流注入所述化学反应单元(5)中，以使H2与所述液体富硫溶剂的溶解硫发生化学反应，从而形成贫液体溶剂和包含H2S以及所述进料H2气流的未反应部分的H2S气流，e)分别回收所述贫液体溶剂和所述H2S气流，f)将所述包含H2S以及所述进料H2气流的未反应部分的H2S气流引入H2S处理单元中，以将H2S转化成元素硫。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.从其中气体流动的井(1)中去除硫沉积物的方法，包括以下步骤：a)将液体溶剂注入所述井(1)中，从而将全部或部分硫沉积物溶解在所述液体溶剂中，并形成包含来自所述井(1)的气体和包含溶解硫的液体富硫溶剂的井产出物(2)，b)将所述井产出物(2)分成气流和液体富硫溶剂流并分别回收所述气流和所述液体富硫溶剂流，c)通过H2产生单元(9)产生进料H2气流，d)将所述液体富硫溶剂引入化学反应单元(5)中并将所述进料H2气流注入所述化学反应单元(5)中，以使H2与所述液体富硫溶剂的溶解硫发生化学反应，从而形成贫液体溶剂和包含H2S以及所述进料H2气流的未反应部分的H2S气流，e)分别回收所述贫液体溶剂和所述H2S气流，f)将所述包含H2S以及所述进料H2气流的未反应部分的H2S气流引入H2S处理单元中，以将H2S转化成元素硫。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述H2S处理单元(A)包含氢化单元(12)、H2S分离单元(14)和用于将H2S转化成元素硫的克劳斯单元(16)，并且其中将所述H2S气流引入所述氢化单元(12)、所述H2S分离单元(14)或所述克劳斯单元(16)中。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述H2S处理单元(A)包含将所述克劳斯单元(16)连接到所述氢化单元(12)的尾线(11)，并且其中将所述进料H2气流引入所述尾线(11)中并且将一部分该H2气流从尾线(11)中抽出并引入所述化学反应单元(5)中。4.根据权利要求2所述的方法，其中将由所述H2产生单元(9)产生的第二进料H2气流引入所述氢化单元(12)中。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中将所述步骤e)中回收的贫液体溶剂再注入所述井(1)中。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中将液体溶剂注入井中的所述步骤a)是连续或顺序进行的。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述在井(1)中流动的气体含有硫污染物，并且其中硫污染物的量小于10g/Sm3，特别地小于5g/Sm3，更特别地小于2g/Sm3。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中步骤d)的所述化学反应的温度为170℃-360℃，优选为250℃-325℃，更优选为275℃-300℃。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中步骤d)的所述化学反应的压力为1巴-40巴，优选为1.2巴-15巴，更优选为1.3巴-10巴。10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，还包括以下步骤：g)将在步骤b)中回收的气流在AGR单元(20)中分成甜烃气流和包含H2S的酸气流，该甜烃气流在甜气回收线路(21)中回收，该包含H2S的酸气流在酸线路(17)中回收，h)将所述在酸线路(17)中回收的酸气流引入克劳斯单元(16)中，以产生元素硫和包含硫化合物的尾气流，i)将在甜气回收线路(21)中回收的甜烃...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·魏斯，K·格达萨拉，R·卡杜尔斯，
申请(专利权)人：道达尔公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR