[发明专利]一种处理高硫天然气的系统和方法

说明书

本公开涉及一种处理高硫天然气的系统和方法，包括复合溶剂法脱硫单元、三甘醇法脱水单元、克劳斯灵活分流法硫磺回收单元、加氢还原吸收尾气处理单元。本公开实现了对高碳硫比、高含硫的天然气的连续处理以及对低酸性气浓度尾气的硫磺回收，总硫回收率达到99.9％以上；而且，所用克劳斯分流反应器能够通过控制分流条件提高炉膛温度保证稳定燃烧，提升热反应转化率，减少杂质对下游催化转化的影响，提高下游硫磺回收装置对不同酸性气浓度的适应性；同时，复合溶剂法脱硫单元与加氢还原吸收尾气处理单元采用同一溶剂循环使用，在保证天然气净化效果和尾气达标排放的基础上，充分利用了溶剂的吸收能力，降低了装置脱硫溶剂的用量及再生能耗。

技术领域

本公开涉及天然气净化领域，具体涉及一种处理高硫天然气的系统和方法。

背景技术

天然气是一种优质、高效、清洁的低碳能源。2015年天然气占我国一次能源消费比例为5.9％，2020年将达8.3-10％。我国天然气资源匮乏，对外依存度不断增大。近年来四川地区探明的高酸天然气藏资源十分丰富，随着勘探开发一体化的快速推进，整个气田的数千亿方级储量规模将被逐步探明和评价，建设大型天然气生产基地的资源基础将进一步夯实。

天然气及油田伴生气中，均含有一定量的硫化物(H₂S，COS，CS₂，RSH，RSR)及CO₂。目前探明的高硫高酸气田，从气田采出的天然气在作为商品气输出之前，必须对其进行处理，将其中的硫含量、二氧化碳含量降低到一定值，以达到国家管输标准并符合商品气的要求。

高酸性高碳硫比气田天然气的净化难度高，原因在于该组成天然气不但为高含硫天然气，而且天然气组分中CO₂/H₂S高，并且还含有COS、甲硫醇、乙硫醇等多种成分的有机硫，且由于CO₂/H₂S高，溶剂再生部分酸性气体中H₂S浓度远远低于炼厂硫磺回收装置中酸性气体浓度，这大大增加了硫磺回收装置的设计与操作难度。因此，亟需开发出一种针对高碳硫比、高有机硫含量的成套的天然气处理技术。

发明内容

本公开的目的是提供一种系统和方法，该系统和方法能够针对高碳硫比、高有机硫含量的天然气进行连续成套的处理，使天然气产品满足国家天然气标准，并能提高低浓度的酸性气体中硫磺的回收率。

为了实现上述目的，本公开的第一方面提供一种处理高硫天然气的方法，该方法包括如下步骤：

S1，使高硫天然气原料进入复合溶剂法脱硫单元，在天然气脱硫塔内与贫溶剂接触进行吸收脱硫，从塔顶得到脱硫后天然气，从塔底得到富溶剂；使所述富溶剂经闪蒸并换热后进入溶剂再生塔进行再生，得到酸性气体和再生后贫溶剂；

S2，使步骤S1中得到的所述脱硫后天然气进入三甘醇法脱水单元，在天然气脱水塔中与脱水剂接触进行脱水，从所述天然气脱水塔的塔顶和塔底分别得到产品天然气和富脱水剂，使所述富脱水剂经过闪蒸后进入脱水剂再生塔进行溶剂再生；再生后的脱水剂经换热后循环回所述天然气脱水塔；所述闪蒸的闪蒸尾气与所述脱水剂再生塔的塔顶尾气作为天然气脱水单元尾气送入加氢还原吸收尾气处理单元；

S3，使步骤S1中得到的所述酸性气体进入克劳斯分流法硫磺回收单元，其中一部分所述酸性气体进入克劳斯反应炉的第一区与氧气接触反应，另一部分所述酸性气体进入所述克劳斯反应炉的第二区与从所述第一区来的反应混合气接触反应，从所述克劳斯反应炉得到的高温过程气经换热后进行克劳斯反应，得到液硫和硫磺回收尾气；

S4，使步骤S3中得到的所述硫磺回收尾气与所述天然气脱水单元尾气混合后进入所述加氢还原吸收尾气处理单元，依次进行燃烧反应、加氢反应、尾气急冷处理、尾气吸收反应和尾气焚烧，得到外排烟气；其中所述尾气吸收反应使用至少部分步骤S1得到的所述再生后贫溶剂，并使所述尾气吸收反应得到的富溶剂返回所述溶剂再生塔进行再生。