[发明专利]海上平台脱除低含量硫化氢原料气中的硫化氢的方法

说明书

技术领域

本发明技术涉及一种脱硫的超低排放技术，具体地说，涉及一种海上平台脱除低含量硫化氢原料气中的硫化氢的方法。

技术背景

目前，海上油田开发已渐渐进入中后期，天然气中原生或者次生的硫化氢气体浓度不断上升，造成了海上平台设备和管道的严重腐蚀。特别是在海底输送管道极易穿孔泄露，从而给作业者带来无法估量的经济损失和环境影响，因此，需要对天然气或者油田伴生气进行脱硫处理，尽可能的降低净化气的硫化氢含量。

天然气脱硫可分为干法和湿法。干法主要包括克劳斯法、氧化铁法、活性炭法等。湿法主要分为液体吸收法和吸收氧化法两类。然而，这些传统的脱硫方法一般采用塔式设备作为脱硫装置，设备尺寸庞大、成本高、传质效率低、操作弹性小，此外，以往的脱硫工艺再生设备庞大、效率低，且再生时间长，后续的硫磺分离设备也较大，不利于成撬，从而无法在海上平台安装，影响其大规模工业化。

超重力技术作为一项过程强化的平台技术，能够极大地强化传质过程，可以取代巨大的塔器（二三十米以上的高度），降为高度只有2-3米的超重力机，具有脱硫工艺简单、设备体积小、占地面积少，易于成撬等优点。中国专利200710101508.0报道了一种油田气天然气超重力脱硫方法，该工艺再生时间长，效率低，硫磺分离设备庞大，其工艺基本和中国专利201320055902.6报道的类似，均不适合在海上平台安装；中国专利201110076120.6报道了一种超重力场下氧化脱除气相中硫化氢的方法，该方法较好的适用于硫化氢含量≥1300ppm的各种原料气；将该工艺使用在天然气、原油伴生气硫化氢的脱除时，脱除效率达98-99%，出口浓度在1-3ppm。

发明内容

本发明技术要解决的技术问题是提供了一种海上平台脱除低含量硫化氢原料气中的硫化氢的方法。本发明不同于以往传统的填料塔式干法和湿法脱硫工艺，而是针对低浓度硫化氢脱除的超低排放技术。本发明中所述低含量硫化氢原料气是指原料气中的硫化氢含量不大于300ppm。本发明结合超重力机能够极大强化传质的特点以及胺基脱硫药剂的高效选择性脱除硫化氢的特点，实现了硫化氢的脱除效率大于99.99%，出口硫化氢浓度约为0ppm（检测不出）。同时，本发明中省去了脱硫药剂的再生环节，本发明脱硫药剂吸附能力强，在保证脱硫效果的前提下能够长时间循环使用，无需再生，这就大大简化了工艺流程和装置设备，整个工艺流程只需一台超重力机、一个药剂罐和一台药剂泵即可，设备数量减少，占地面积更小，完全能够满足海上平台的要求。

为解决上述技术问题，本发明一种海上平台脱除低含量硫化氢原料气中的硫化氢的方法，包括如下步骤：所述含硫化氢原料气从侧向进入超重力机，所述含硫化氢原料气体中硫化氢含量≤300ppm，脱硫药剂从超重力机中央进入，通过液体分布器喷淋到填料表面；在超重力机内部，脱硫药剂由填料的内环向外环流动，原料气由外环向内环流动，气液两相在填料层中沿径向做逆向接触，充分反应，硫化氢转入液相被脱硫药剂中的胺基吸收，净化后的原料气直接由出口离开超重力机；脱硫药剂循环吸附使用直至失去活性。

优选地，超重力反应器的转子转速为200-3000r/min，脱硫药剂温度30-40℃，pH=9.5-12.0，待处理原料气压力5-8MPa，标况下操作液气比0.5-15L/m³。

优选地，所述脱硫药剂是水溶性有机胺GLT-203，其主要溶液成分是由一乙醇胺和三乙烯四胺混合而成，由武汉国力通能源环保有限公司生产。这种脱硫药剂能够有效的脱除天然气或者油田伴生气中硫化氢，生成稳定、无毒、水溶性产物，能够生物降解，具有防腐功能，排海无污染。另外，该脱硫药剂与硫化氢反应迅速，具有选择性，受温度影响较小，且硫化氢和有机硫与该药剂反应生成的副产品不存在会使硫化氢不受控制自由挥发的危险，而使用乙醇胺MEA、二乙醇胺DEA、甲基二乙醇胺MDEA和氢氧化钠NaOH等都会面临这种危险。

优选地，所述超重力旋转床内的填料为不锈钢轧花网填料、不锈钢丝网填料或铁丝编织网填料。

本发明技术新工艺中所述的超重力反应器优选使用附图中所示的超重力反应器。

本发明工艺具有如下有益效果：

1）脱硫程度高。该工艺采用的超重力循环药剂吸附技术可以将入口不超过300ppm的硫化氢脱除至0ppm（检测不出），脱硫效率大于99.99%，这是其他技术不可以比拟的。