[发明专利]低潜硫量天然气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种低潜硫量天然气净化方法，特别涉及低潜硫量天然气区块的天然气净化方法。

背景技术

天然气净化就是将天然气中硫化氢、二氧化碳、水等组分脱除，使净化后的天然气符合外输气国家标准，并利用回收的硫化氢生产硫磺。我国拥有大量低潜硫量的天然气气田、区块，如我国新疆塔里木气田、四川气田、长庆气田、普光气田等气田具有很大的低潜硫量天然气区块，采用常规天然气净化工艺开发存在一定困难，主要原因在于低潜硫量天然气中硫含量低，天然气净化工艺脱除的硫化氢回收难度较大。       

现有技术中，天然气净化工艺脱除的硫化氢采用克劳斯法回收硫磺，对低潜硫量天然气的净化生产，经济成本较大，生产过程中含硫尾气无法达标排放，常是直接将回收的硫化氢焚烧，对环境造成一定的影响，致使大部分低潜硫量的天然气气田、区块无法进行开发，造成资源大量浪费。目前，针对低潜硫量天然气的净化方法，主要采用溶剂法（常用甲基二乙醇胺）首先脱除天然气中的硫化物以及二氧化碳，再采用三甘醇液体吸收法脱水，共需2套相应装置达到天然气净化的目的，硫磺回收选用LO-CAT法，因潜硫量较低，含硫尾气处理采用火炬焚烧后排放。溶剂法脱除硫化氢、二氧化碳，工艺稳定可靠，运行平稳，但是这种方法的特点是溶剂再生过程需要耗费大量蒸汽（0.18～0.2吨蒸汽/万方天然气），且溶剂再生泵、贫溶剂输送泵电力消耗大（6.4～7.6KW/万方天然气），溶剂的降解现象会腐蚀钢质设备，从而造成运行费用高、检修频繁、设备寿命短等问题。三甘醇液体吸收法脱水工艺可靠，运行平稳，但在生产工艺运行过程中，需消耗大量蒸汽以及电力，因此能耗较大。硫磺回收工艺采用LO-CAT法，硫磺回收率高，但是硫磺回收过程中含硫尾气排放不符合环保规定，无论是焚烧后直接排放，还是直接排放，都对环境造成一定的污染。天然气损耗率高达1.5%，造成资源浪费。

200710201889.X公开了一种天然气综合净化分离方法，属油田伴生天然气的处理；200710023815.1公开了一种天然气脱硫的方法，适用于天然气、煤气和沼气的脱硫干燥工艺，二项发明都不能满足低潜硫量天然气净化要求。

综上所述，现有低潜硫量天然气净化工艺存在如下问题：

1）通常低潜硫量天然气净化工艺由脱硫化氢、二氧化碳装置、脱水装置、硫磺回收装置、尾气处理等单独单元组成，各单元之间相对独立，工艺复杂，设备多，流程较长，运行维护费用高。

2）低潜硫量天然气净化工艺需要对脱硫脱碳溶剂、三甘醇溶液进行加热再生，所需的能量来自于天然气燃烧，致使消耗大量天然气；脱硫脱碳溶剂循环泵和再生泵、三甘醇循环泵和再生泵需消耗大量电能，因此天然气损耗率较高，能耗较大。

3）硫磺回收装置生产过程中存在含硫尾气排放，对环境造成一定影响。

发明内容

本发明目的在于克服上述现有技术存在的工艺复杂、能耗高和含硫尾气排放对环境造成污染的缺陷，提供一种低潜硫量天然气净化方法。

本发明低潜硫量天然气净化方法，包括天然气净化和硫磺回收二部分： 

一、天然气净化

这部分的目的就是将低潜硫量天然气中硫化物（硫化氢、硫醇等组分）、二氧化碳和水进行脱除，获得符合国家标准的外输天然气，其具体步骤为：

1、低潜硫量天然气经过天然气分离器分离后，进入分子筛吸收塔，将天然气中硫化物（硫化氢、硫醇等组分）、二氧化碳、水进行吸附，即可得到合格的管输天然气；

2、为了分子筛吸收塔的循环使用，从管输天然气中引一股合格外输天然气作为再生气，经加热后进入分子筛吸附塔，将被分子筛吸附的硫化物、二氧化碳与水从分子筛吸收塔中脱附出来，从而实现分子筛的循环使用；

3、携带硫化物、二氧化碳与水的混合再生气经冷却、分离后进入硫磺回收系统； 

二、硫磺回收

这部分的目的就是对混合再生气进行处理，获得符合国家标准的副产品硫磺，其具体步骤为：

1、经冷却、分离后混合再生气进入硫磺氧化塔内与氧化溶液进行氧化反应，得到单质硫；

2、硫磺氧化塔内的氧化溶液进入氧化剂再生塔，与空气发生氧化还原反应，使氧化溶液恢复其氧化性，增压后进入硫磺氧化塔，循环使用；

3、硫磺氧化塔内气相称为尾气，尾气经压缩机增压后，返回天然气净化过程予以回收处理。

所述的氧化溶液组分为三氯化铁、碳酸钠、碳酸氢钠和络合剂的混合溶液。

所述的络合剂为乙二胺或乙二胺四乙酸。