[发明专利]生产纯化的气体物流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及由含污染物的原料气体物流生产纯化的气体物流的方 法。

背景技术

含污染物的气体物流可来自于各种来源。

例如，许多天然气井生产所谓的“含硫气体”，即包括硫污染物 如H₂S、脂族和/或芳族硫醇(RSH，其中R是烷基或芳基)、硫化物、二 硫化物和噻吩的天然气，其中污染物的浓度使得该天然气不适合于直 接使用。天然气是应用于由天然气井得到的轻质烃和任选的其它气体 (氮气、二氧化碳、氦气)的混合物的通用术语。天然气的主要组分是 甲烷。此外，常常存在乙烷、丙烷和丁烷。同样可存在二氧化碳。在 一些情况下，可存在(少)量的高级烃，常常表示为天然气液体或冷凝 物。当与油一起生产时，天然气通常被称为伴生气体。

含污染物(特别是硫污染物)的气体物流的其它实例是在炼油厂 中从含污染物的原料气体物流中获得并使用的气体物流，例如在氢化 脱硫工艺中获得的原料气体物流。

生产纯化的气体物流通常涉及从这些污染的气体物流中除去污染 物，特别是硫污染物。

由含硫污染物的气体物流生产纯化的气体物流的方法是本领域中 已知的。例如在EP1338557中公开了一种方法，其中使用含水的胺吸 收液体从天然气物流中除去污染物。再生所得的负载胺的吸收液体， 从而生产含H₂S、RSH和CO₂的含硫气体物流。在第二吸收段内将这一 含硫气体物流分离成含RSH的残余气体物流和富含H₂S的气体物流。 对富含H₂S的气体物流进行Claus工艺，生产元素硫和Claus废气。 然后加热这一Claus废气并与残余气体物流混合。所得混合气体转移 到氢化反应器内，其中硫化合物(包括RSH)转化成H₂S。使用一系列 的吸收和再生步骤，回收如此形成的H₂S，并返回到Claus工艺中。

EP1338557中所述方法的优点是，在起始气体物流内RSH和/或烃 化合物浓度的变化可导致氢化区的操作问题。甚至更重要的另一缺点 是，取决于RSH的类型，转化率仍然低，典型地甚至在80％以下。低 RSH转化率的结果是，流出氢化区的气体物流仍包括相对高含量的 RSH。这一RSH最终将保留在被输送到焚烧器内的气体物流中。在焚烧 器中，未转化的RSH被焚烧成SO₂，从而导致增加的SO₂排放到大气内。 鉴于环境要求越来越严格，因此应当使SO₂的排放降到低水平。

现已发现，除了Claus废气处理反应器以外，还可通过使用专用 的RSH转化反应器本明显改进RSH转化率。

发明内容

因此，本发明提供由含污染物的原料气体物流生产纯化的气体物 流的方法，该方法包括下述步骤：

(a)从原料气体物流中除去污染物，获得纯化的气体物流和含H₂S 与RSH的含硫气体物流；

(b)将含H₂S与RSH的含硫气体物流分离成富含H₂S的气体物流和 含RSH的残余气体物流；

(c)在Claus单元内将富含H₂S的气体物流内的H₂S转化成元素硫， 从而获得含SO₂的第一废气物流；

(d)在Claus废气处理反应器内将含SO₂的第一废气物流中的SO₂转化成H₂S，获得含H₂S的第二废气物流；

(e)在RSH转化反应器内将来自含RSH的残余气体物流中的RSH转 化成H₂S，获得含H₂S的残余气体物流，其中RSH转化反应器内的至少 一个操作条件不同于Claus废气处理反应器的相应操作条件。

本发明的方法能实现高的RSH转化率，即使在相对高的气时空速 (GHSV)下也是如此。可实现甚至高于90％的RSH转化率。