[发明专利]气体脱硫方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体纯化，更具体而言涉及用于从气体中除去硫化氢的方法，以及用于执行所述方法的装置。

背景技术

气流中存在的硫化氢对于工业过程可能是有害的，可能造成腐蚀和气体输送中的干扰，并且造成对健康、安全和环境的损害。因此，有利的是在此类气体根据应用而进行传输、使用或排放到大气中之前除去硫化氢。

通常，在含硫天然气处理应用中，将含有硫化氢的原料气通入酸性气去除单元(AGR)中，其中通过化学反应使硫化氢吸收在胺中。将从含有硫化氢的富胺液中脱离的酸性气送至克劳斯类(Claus based)硫回收单元(SRU)，或者作为另外一种选择将其注入蓄水池或盐水含水层的枯竭区。然而，利用克劳斯类SRU的胺系气体处理方法从资本支出和运转的观点来看是极其昂贵的方案，而且酸性气注入可能发生对健康和安全有潜在风险和在单质硫(elemental sulphur)市场走强时损失有价值的产品等一系列问题。

因此，需要提供一种改进的气体处理方法和/或装置，其会减轻与现有技术有关的至少一些问题。

发明内容

在第一方面中，本发明提供了一种用于处理含有硫化氢的气流的方法，所述方法包括以下步骤：

(i)混合含有硫化氢的第一气流与含有二氧化硫的第二流体以产生合流(combined stream)，由此通过硫化氢与二氧化硫之间的反应生成单质硫；

(ii)从所述合流中除去单质硫和可选地除去水；和

(iii)使至少部分单质硫氧化形成在第二流中使用的二氧化硫，

其中，所述反应在15℃～155℃的温度和至少3MPa的压力下进行。

在第二方面中，本发明提供了用于通过执行本文所述的方法来处理气流的装置，所述装置包含：

用于提供含有硫化氢的第一气流的入口；

用于提供含有二氧化硫的第二流体的入口；

用于使所述气流混合的反应区；

用于从合流中除去单质硫的分离区；

用于使部分单质硫氧化成二氧化硫的单元；

用于将所述二氧化硫转移至所述用于提供第二流体的入口的单元；

用于提供反应温度的单元；

用于提供反应压力的单元。

在第三方面中，本发明提供了包含上述装置的井口设施。所述井口设施可以设置在陆上或海上位置。海上位置包括油和气钻探平台和浮动的油/气回收平台。

在第四方面中，本发明提供了另一种用于处理含有硫化氢的气流的方法，所述方法包含以下步骤：

(i)混合含有硫化氢的第一气流与含有二氧化硫的第二流体以产生合流，由此通过硫化氢与二氧化硫之间的反应生成单质硫；

(ii)从所述合流中除去单质硫；和

(iii)使至少部分单质硫氧化形成在第二流体中使用的二氧化硫，

其中，所述第一气流为含有硫化氢的天然气。

附图说明

现将参照以实例的方式提供的附图来进一步描述本发明，附图中：

图1示出了本发明一个实施方式的大量硫化氢去除方法的流程图和装置。

图2示出了可用于本发明中的高压反应器/分离器的构造的一个实例。

具体实施方式

现将进一步描述本发明。在下文中将更为详细地限定本发明的不同方面/实施方式。除非明确指出了相反情况，如此限定的各方面/实施方式可以与其他任何一个或多个方面/实施方式相结合。特别是，任何被指出为优选或有利的特征可以与其他任何一个或多个任何被指出为优选或有利的特征相结合。

除非另有声明，否则所有百分比均以摩尔计。

本发明的方法关注从含有硫化氢的气流中富有成本效益地除去硫化物(sulphur species)，并优选直接除去此类物质。所述方法可以在陆上或海上进行。通常，气流由烃、二氧化碳和硫化氢构成。但是，应该理解，也可以存在其他气体。优选对下述气源进行本发明的方法，以气体总体积计，所述气源包含0.05体积％～50体积％的硫化氢，更优选包含0.1体积％～40体积％、最优选包含2体积％～35体积％或5体积％～20体积％的硫化氢。

所述方法从气流中除去至少部分、优选全部的硫化氢。即，所述方法优选除去至少50体积％、更优选75体积％、进而更优选90体积％、最优选98体积％的硫化氢。特别理想的是生成适于商业销售的脱硫气体。