[发明专利]一种天然气催化脱硫净化装置及工艺

说明书

本发明涉及一种天然气催化脱硫净化装置及工艺，所述的装置包括依次布置的重力分离器、过滤分离器、一级精脱硫装置和换热装置，所述换热装置的顶部连接二级精脱硫装置，所述换热装置的中部连接加热装置，所述加热装置连接催化转化装置的顶部，所述换热装置的底部连接催化转化装置的底部，二级精脱硫装置的的底部连接粉尘过滤器。

技术领域

本发明属于天然气脱硫净化技术领域，具体涉及一种天然气催化脱硫净化装置及工艺。

背景技术

作为储量丰富的洁净能源，天然气原料气中含有少量的硫化物，以H₂S为主，有机硫COS，CS₂，硫醇，硫醚等组分在部分原料天然气中存在，甚至超过H₂S的含量，原料天然气需脱除大部分硫化物，从而达到燃烧后烟气中二氧化硫达到排放标准，含有少量硫化物的天然气在输送过程中亦会对管道以及贮存装置造成腐蚀，我国最新国标GB17820-2018中规定一类天然气中H₂S含量小于(或)等于6mg/m³,总硫化物(以S元素计)小于(或)等于20mg/m³，因此，选择合适的天然气脱硫装置及工艺极为重要。

现有技术对于天然气脱硫净化(装置及)工艺主要分为以下几种：使用吸附剂实现干法吸附，结合物理吸附和化学反应，这类(装置及)工艺通常受到天然气中水分的影响，如使用分子筛作为吸附剂时，分子筛会吸收大量的水以及少量硫醚，对于以其他形式存在的硫化物脱除效果不好，以氧化铁作为脱硫剂时，由于氧化铁仅可一次性使用，且对气源中水含量要求高，长期脱硫系统稳定性不佳；使用物理溶剂或化学溶剂，采用溶剂吸收法，以脱除H₂S为主，部分工艺可以脱除有机硫，如COS、硫醇，但因溶剂对于H₂S选择吸附性有限，整套工艺对系统温度要求较高，脱硫效率和系统能耗存在问题，上述几种工艺为主要的天然气脱硫工艺，其工艺技术和核心催化剂均掌握在海外各大公司，如Lurgi，Linde AG，Shell公司独家掌控的各项技术以及催化剂，溶剂，吸附剂，因此，以上几种工艺不仅存在脱硫效率不高，脱除硫化物的种类不全面等弊端外，还存在经济效益差的缺点。

发明内容

本发明解决的技术问题是将原料天然气中的硫化物，尤其是有机硫，采用催化净化方式脱除，根据天然气常规净化工艺配置，解决原料天然气中硫化物脱除的问题，设置天然气催化脱硫净化装置及工艺，有效脱除天然气中硫化物，使经本发明装置及工艺净化后的净天然气达到国家标准GB17820-2018对于一类天然气硫化物含量规定，即天然气中H₂S≤6mg/m³，总硫化物(以S元素计)≤20mg/m³。

本发明的技术方案：一种天然气催化脱硫净化装置，包括依次布置的重力分离器、过滤分离器、一级精脱硫装置和换热装置，所述换热装置的顶部连接二级精脱硫装置，所述换热装置的中部连接加热装置，所述加热装置连接催化转化装置的顶部，所述换热装置的底部连接催化转化装置的底部，二级精脱硫装置的的底部连接粉尘过滤器。

进一步的，所述的一级精脱硫装置并联设置有多个，一级精脱硫装置中设置吸附剂床层，吸附剂床层中装填有固体改性吸附剂。

进一步的，所述的二级精脱硫装置并联设置有多个，二级精脱硫装置中设置吸附剂床层，吸附剂床层中装填有固体改性吸附剂。

再进一步的，一级精脱硫装置、二级精脱硫装置中装填的固体改性吸附剂为改性活性炭、改性分子筛、氧化铁、氧化锌中的一种或几种。

再进一步的，所述催化转化装置中设置催化剂床层，催化剂床层中装填催化剂，所述催化剂为改性催化剂，其基底为活性氧化铝、分子筛、活性炭的一种或几种，经碱金属、碱土金属、贵金属的一种或几种改性。

再进一步的，一级精脱硫装置、二级精脱硫装置中装填的固体改性吸附剂对于气源中H₂S在0至70℃区间的穿透硫容以硫元素重量计为30至40％。