[发明专利]一种天然气脱水脱汞及汞回收装置及方法

说明书

本发明公开了一种天然气脱水脱汞及汞回收装置及方法，装置包括原料气聚结器、脱水塔A和B、脱汞塔A和B、再生气加热器、含水再生气空冷器、含汞再生气空冷器、再生气预冷器、低温分离器和三相分离器等。本发明的积极效果是：在脱水塔内装填脱水分子筛，脱汞塔内装填可再生型脱汞吸附剂，含汞原料天然气依次通过脱水塔、脱汞塔实现天然气中的水和汞被脱除，满足商品气要求。采用脱水脱汞脱烃后净化气作再生气对脱水分子筛及可再生型脱汞吸附剂进行加热再生，实现吸附剂循环使用。含汞再生气经冷却、低温制冷、分离、降压闪蒸等措施，可回收得到高浓度的单质汞，降低脱汞成本，提高工厂经济效益。

技术领域

本发明涉及一种利用脱水分子筛及可再生脱汞吸附剂进行天然气脱水脱汞并采用脱水脱汞(脱烃)净化气进行加热再生后低温分离回收再生气中汞的装置及方法。

背景技术

随着全球天然气资源的大量开发，以及天然气作为清洁能源在工业与民用中的应用，天然气在能源领域担任着越来越重要的作用，天然气脱汞工艺已成为天然气加工和处理的一个重要组成部分。

汞是天然气中一种常见有害重金属元素，根据GBZ230-2010《职业性接触毒物危害程度分级》将汞及其化合物定义为I级(极度危害)毒物，国家现行规范《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996要求排放尾气中的汞及其化合物浓度不高于15μg/m³；《环境空气质量标准》GB3095-2012要求空气中汞含量参考限值为50ng/m³。汞除了具有毒性外，天然气中的汞极易聚集在管道或设备中造成金属汞齐脆化、电化学腐蚀以及催化剂中毒等风险。因此，从环境保护、人身健康、含汞天然气的安全开发等方面考虑，必须对天然气中的汞进行脱除。

目前，天然气脱汞主要采用不可再生化学反应吸附法进行处理，由于吸附剂用量大、价格昂贵且脱汞饱和后的废弃吸附剂处理还需额外支付费用，脱汞成本较高。如果在天然气处理厂内将天然气中的汞回收、提浓，不仅不用支付废弃吸附剂处理费，还可获得一定的经济效益。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种天然气脱水脱汞及汞回收装置及方法，旨在解决天然气处理中汞对设备的腐蚀和对人员、环境的危害，有效降低汞对下游装置的影响，降低生产成本，提高工厂经济效益。

本发明所采用的技术方案是：一种天然气脱水脱汞及汞回收装置，包括原料气聚结器、脱水塔A和B、脱汞塔A和B、再生气加热器、含水再生气空冷器、含汞再生气空冷器、再生气预冷器、低温分离器和三相分离器，其中：原料气聚结器的进口接原料天然气管线，出口分别与脱水塔A和B的顶部连接，脱水塔A和B的底部均与分子筛粉尘过滤器进口连接；分子筛粉尘过滤器出口分别与脱汞塔A和B顶部连接，脱汞塔A和B底部均与吸附剂粉尘过滤器进口连接，吸附剂粉尘过滤器出口接净化气管线；再生气加热器的进口接脱水脱汞脱烃气管线，出口分别与脱水塔A和B、脱汞塔A和B底部连接；脱水塔A和B顶部均与含水再生气空冷器进口连接，含水再生气空冷器出口依次与再生气分离器、再生气压缩机、原料天然气管线连接；脱汞塔A和B顶部均与含汞再生气空冷器进口连接，含汞再生气空冷器出口依次与再生气预冷器管程、再生气制冷设施、低温分离器、再生气预冷器壳程、含水再生气空冷器出口管线连接；低温分离器底部出口与三相分离器连接。

本发明还提供了一种天然气脱水脱汞及汞回收方法，包括如下步骤：

步骤一、原料天然气经过原料气聚结器分离出携带的少量液体后，依次进入脱水塔A、分子筛粉尘过滤器、脱汞塔A、吸附剂粉尘过滤器，实现脱水脱汞功能，净化气至下游装置；

步骤二、采用脱水脱汞脱烃后净化气作再生气，经再生气加热器加热后分成两股，一股再生气进入脱水塔B对脱水分子筛进行加热再生，然后经含水再生气空冷器冷却后与再生气预冷器壳程来的含汞再生气混合后进入再生气分离器，分离出来的气体经再生气压缩机增压后返回装置入口；