一种天然气脱硫净化系统及工艺技术方案

本发明专利技术属于天然气净化处理技术领域，具体涉及一种天然气脱硫净化系统，及基于所述系统进行的天然气脱硫净化工艺。本发明专利技术所述天然气脱硫净化系统，通过设置两级吸收塔和一级水解反应器，对含硫天然气进行连续的吸收

【技术实现步骤摘要】
一种天然气脱硫净化系统及工艺


[0001]本专利技术属于天然气净化处理
，具体涉及一种天然气脱硫净化系统，及基于所述系统进行的天然气脱硫净化工艺。

技术介绍

[0002]天然气作为一种优质、高效、清洁的能源，不仅是重要的化工原料，广泛应用于生产甲醇、氨、尿素及附加值较高的下游产品，也已成为一种重要的能源来源，广泛的应用于国民生活和生产的各个领域。近年来，根据可持续发展战略和环境保护国策的要求，我国正在大力发展天然气工业，尤其是一些新的高硫大型气田被开发及应用。目前，大多数地区开采的天然气的气质组成呈现多样化，大部分都含有高含量的硫化物，如硫化氢(H2S)等无机硫，或羰基硫(COS)、二硫化碳(CS2)等有机硫，这些硫化物在燃烧过程中会对大气环境造成一定的污染。因此，天然气在开采到应用的过程中，必须要进行相应的净化处理。
[0003]传统天然气净化技术中，一般采用醇胺法脱除酸性天然气中的CO2和H2S，通常使用的醇胺溶剂主要是N
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甲基二乙醇胺(MDEA)和MDEA的各种配方溶剂，但由于COS、CS2的化学性质稳定，常规醇胺法对天然气中有机硫的脱除程度偏低，导致脱硫精度不高。随着国家《天然气》(GB17820
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2018)新标准的实施，其进一步提高了对产品天然气中硫含量的指标，规定进入长输管道的天然气总硫低于20mg/Nm3，因此，传统天然气净化技术的不适应性越来越凸显。因而，开发新型高效的天然气精脱硫技术成为本领域的重点研究方向。
[0004]如中国专利CN111748392A公开的一种天然气净化系统及方法，天然气通过进气管路进入气液分离器进行气液分离，然后分离的气相进入吸收塔进行去除H2S和CO2，除去H2S和CO2的气相通过管路与下游管路连通，吸收塔内的液相通过管路进入再生单元处理，处理后的液相进入混合器与进水管路内的水混合，混合后的液相通过冷却器冷却然后通过溶液泵进入吸收塔进行再次利用。该工艺虽然脱除天然气中H2S和CO2的选择性较强，然而对天然气中COS、CS2等有机硫的脱除程度较低。
[0005]又如中国专利CN110982566A公开的一种天然气中有机硫脱除工艺，该工艺采用催化吸附型有机硫脱硫剂对有机硫进行催化水解或催化热裂解转化为硫化氢，然后硫化氢再与催化吸附型有机硫脱硫剂中的活性组分反应生成金属硫化物，得以脱除。但该工艺的运行需要在高温下进行，且需要进行催化剂的活化再生，操作条件较为苛刻。
[0006]又如中国专利CN111808645A公开的一种深度处理天然气中COS、CS2的工艺，该工艺系统包括水解装置和精脱硫装置，其水解装置包括天然气换热器、天然气加热器、天然气有机硫水解塔和天然气冷却器；所述的精脱硫装置为下游脱硫装置或分子筛脱硫脱水装置。该工艺可将含硫天然气中的COS、CS2一次性水解成H2S，再进入分子筛脱硫脱水装置或下游脱硫装置，但该工艺系统水解装置采用凝结水泵注水，不便于控制水解反应原料水含量，从而影响催化剂的水解率。
[0007]又如中国专利CN111876210A提供的一种提高天然气中COS、CS2脱除率的方法，将COS和CS2水解催化剂通过沉积+浸渍或者涂层的方式改性塔板或填料，并将改性塔板或填
料替代常规塔板或填料，天然气通过吸收塔，吸收进溶液中COS和CS2被固定在塔板和填料上的催化剂催化水解，从而提高天然气中COS和CS2脱除率。但该方法只对吸收进MDEA溶液中的COS、CS2进行水解，而未被溶液吸收的COS和CS2仍然无法处理。
[0008]又如中国专利CN112608774A提供的一种升级天然气质量的方法和装置，原料天然气先经过醇胺法装置脱除大量的H2S和适量的CO2，得到半脱硫脱碳气；半脱硫脱碳气经过水解催化剂作用，几乎全部的COS/CS2水解成H2S和CO2，得到脱COS/CS2半产品气；脱COS/CS2半产品气经过精脱硫装置，强碱水溶液的洗涤，残余的H2S、COS和几乎全部的RSH也被脱除，得到了脱硫产品气；脱硫产品气经过三甘醇脱水则得到质量升级后的产品气。但该方法需要胺液再生及碱液再生两种再生路径，工艺路线复杂。
[0009]又如中国专利CN106039954A提供的一种含硫气体脱硫的系统及方法，经压缩后的原料气经过换热器降温至30
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35℃，与空气泵来的空气混合进入粗脱硫塔，进行粗脱除硫化氢和脱除部分R
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SH和噻吩；粗脱硫后的气体经过换热器升温至110
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125℃进行水解，将大部分COS和CS2水解为H2S；水解后的气体经过换热器再次降温至20
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25℃，进行H2S脱除，将水解产生的H2S全部脱除，以及进一步脱除余下的R
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SH和噻吩。但该方法中脱硫塔需在有氧气条件下脱硫，运行成本高，且脱硫剂易发生积硫而导致失活。
[0010]有鉴于此，为了解决天然气精脱硫问题，进而满足国家《天然气》(GB17820
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2018)新标准对产品天然气中硫含量的要求，提出了本专利技术的天然气脱硫净化工艺。
[0011]开发新型高效的天然气精脱硫技术成为本领域的重点研究方向。

技术实现思路

[0012]为此，本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种天然气脱硫净化系统，所述系统可实现对天然气中硫化物的高效脱除，满足中国最新天然气标准对硫含量的要求。
[0013]本专利技术所要解决的第二个技术问题在于提供一种天然气脱硫净化工艺，所述工艺基于所述净化系统对天然气中硫化物进行高效脱除，满足中国最新天然气标准对硫含量的要求。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术所述的一种天然气脱硫净化系统，包括连接的：
[0015]进料过滤分离器，所述进料过滤分离器的入口与天然气输入管道相连通，用于脱除天然气中携带的液体及固体颗粒；
[0016]一级吸收塔，所述一级吸收塔的气体入口与所述进料过滤分离器的气体出口相连接，用于脱除天然气中的H2S；
[0017]天然气冷却器，所述天然气冷却器的入口与所述一级吸收塔的气体出口相连接，用于调节天然气中饱和水的含量；
[0018]天然气分液罐，所述天然气分液罐的入口分别与所述天然气冷却器的出口，以及，所述一级吸收塔的气体出口相连接，用于分离出天然气中的不饱和水；
[0019]水解反应器，所述水解反应器的入口与所述天然气分液罐的气体出口相连接，用于对天然气中的有机硫进行水解反应；
[0020]二级吸收塔，所述二级吸收塔的气体入口与所述水解反应器的出口相连接，用于脱除天然气经水解反应后所含的H2S，所述二级吸收塔塔顶气体出口得到的净化天然气经天然气输出管道输出。
[0021]优选的，所述的天然气脱硫净化系统，还包括气体换热器；
[0022]所述气体换热器的壳程入口与所述天然气分液罐的气体出口相连接，所述气体换热器的壳程出口与所述水解反应器的入口相连接；
[0023]所述气体换热器的管程入口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气脱硫净化系统，其特征在于，包括连接的：进料过滤分离器(2)，所述进料过滤分离器(2)的入口与天然气输入管道(1)相连通，用于脱除天然气中携带的液体及固体颗粒；一级吸收塔(3)，所述一级吸收塔(3)的气体入口与所述进料过滤分离器(2)的气体出口相连接，用于脱除天然气中的H2S；天然气冷却器(4)，所述天然气冷却器(4)的入口与所述一级吸收塔(3)的气体出口相连接，用于调节天然气中饱和水的含量；天然气分液罐(5)，所述天然气分液罐(5)的入口分别与所述天然气冷却器(4)的出口，以及，所述一级吸收塔(3)的气体出口相连接，用于分离出天然气中的不饱和水；水解反应器(8)，所述水解反应器(8)的入口与所述天然气分液罐(5)的气体出口相连接，用于对天然气中的有机硫进行水解反应；二级吸收塔(10)，所述二级吸收塔(10)的气体入口与所述水解反应器(8)的出口相连接，用于脱除天然气经水解反应后所含的H2S，所述二级吸收塔(10)塔顶气体出口得到的净化天然气经天然气输出管道(13)输出。2.根据权利要求1所述的天然气脱硫净化系统，其特征在于，所述系统还包括气体换热器(6)；所述气体换热器(6)的壳程入口与所述天然气分液罐(5)的气体出口相连接，所述气体换热器(6)的壳程出口与所述水解反应器(8)的入口相连接；所述气体换热器(6)的管程入口与所述水解反应器(8)的出口相连接，所述气体换热器(6)的管程出口与所述二级吸收塔(10)的气体入口相连接。3.根据权利要求2所述的天然气脱硫净化系统，其特征在于：所述气体换热器(6)的壳程出口与所述水解反应器(8)的入口之间还设置有天然气加热器(7)，用于将天然气加热至水解反应所需温度；所述气体换热器(6)的管程出口与所述二级吸收塔(10)的气体入口之间还设置有空气冷却器(9)，用于将水解后含H2S天然气进行冷却。4.根据权利要求1
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3任一项所述的天然气脱硫净化系统，其特征在于，所述系统还包括再生塔(12)；所述再生塔(12)的液体入口分别与所述一级吸收塔(3)和所述二级吸收塔(10)的液体出口相连接，所述再生塔(12)的液体出口分别与所述一级吸收塔(3)和所述二级吸收塔(10)的液体入口相连接。5.根据权利要求4所述的天然气...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘增让，徐翠翠，刘文波，刘剑利，宋宛霖，袁辉志，常文之，陶卫东，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司，
类型：发明
国别省市：