一种高硫天然气净化及硫磺回收系统的制作方法

本发明涉及，尤其涉及一种高硫天然气净化及硫磺回收系统。

背景技术：

1、天然气是在地下空隙层中天然生成的，是以甲烷、乙烷、丙烷等低分子饱和烃为主的烃类气体与少量硫化氢、二氧化碳、氮气等非烃类气体组成的混合气体，它作为一种清洁、高效和优质的气体能源和化工原料广泛应用于城市燃气、天然气液化、天然气发电和天然气化工等多个领域。

2、但通常天然气含有h2s等酸性气体组分，通常天然气中h2s体积浓度为2％-10％即为高含硫天然气，这些酸性气体的存在将引起管线、设备等的腐蚀，且在有水存在的条件下加速腐蚀，严重威胁到生命和财产安全。现实中需要对开采出的天然气进行净化处理，并对脱出的h2s进行回收。

3、文献号为cn202021283098.3的专利文献，公开一种用于含硫天然气开发综合利用系统及工艺。包括胺法脱硫脱碳系统、湿法制酸系统、余热发电系统及lng液化系统。该发明解决了含硫天然气开采净化及深加工过程中产生废水、废渣、废气等问题，同时利用废热锅炉余热发电，大大降低了系统运行成本、降低了安全风险、杜绝了环境污染等问题。但同时也存在：其并未对经过胺液净化后的天然气进行处理，对天然气中可能含有的mdea溶液并未进行脱出，易对后续环节中的设备产生腐蚀，同时也降低填料的使用寿命。

4、文献号为cn109810740a的专利文献，公开一种用于含硫天然气开发综合利用系统及工艺，包括胺法脱硫脱碳系统、湿法制酸系统、余热发电系统及lng液化系统。该发明解决了含硫天然气开采净化及深加工过程中产生废水、废渣、废气等问题，同时利用废热锅炉余热发电，降低了系统运行成本、降低了安全风险、降低了环境污染等问题。但同时也存在：该发明方案对完成酸气脱出的天然气直接进行液化，但天然气在吸收塔中与胺液进行逆向接触，天然气中含有一定水分，在进行液化过程中未脱出的水分容易造成管道及设备堵塞，同时降低了天然气质量。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种高硫天然气净化及硫磺回收系统，对脱酸气进行分离和过滤，同时对酸气回收利用，对分子筛进行再生利用，解决胺液易对设备产生腐蚀，降低填料的使用寿命，水分容易造成天然气压缩中管道及设备堵塞，酸气利用效率差，分子筛再生利用效率低的问题。

2、本发明的本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种高硫天然气净化及硫磺回收系统，包括脱硫单元、脱水单元和硫回收单元，

3、其中，所述脱硫单元包括吸收塔、胺液脱出装置和胺液回收装置；

4、所述吸收塔利用胺液吸收原料气中的酸气生成脱酸气和富胺液；

5、所述胺液脱出装置用于脱出脱酸气中的胺液组分生成无胺脱酸气；

6、所述胺液回收装置用于脱出富胺液的酸气，生成贫胺液并返回到吸收塔；

7、所述脱水单元用于去除无胺脱酸气中的水分生成产品气；

8、所述硫回收单元用于回收酸气中的h2s生成脱硫尾气和硫磺膏。

9、进一步的：所述胺液回收装置包括闪蒸罐、贫富液换热器、胺液再生塔、贫液循环泵和贫液后冷却器；

10、富胺液从吸收塔底部进入闪蒸罐，初步分离出富胺液吸收的酸气，富胺液经过闪蒸罐进入贫富液换热器换热后再进入胺液再生塔，胺液再生塔脱出富胺液中的酸气生成贫胺液，贫胺液从胺液再生塔底部进入贫富液换热器换热后再进入贫液后冷却器进行冷却，然后通过贫液循环泵进入吸收塔上部；

11、其中闪蒸罐初步分离出的酸气与从胺液再生塔顶部出来的酸气会和后进入硫回收单元。

12、进一步的：所述胺液脱出装置包括脱酸气冷却器、脱酸气分离器和脱酸气过滤器；

13、脱酸气从吸收塔顶部出来后依次通过脱酸气冷却器、脱酸气分离器和脱酸气过滤器脱出脱酸气中的胺液组分生成无胺脱酸气。

14、进一步的：所述硫回收单元包括脱硫塔、脱硫剂再生装置和硫浆回收装置；

15、所述脱硫塔利用螯合铁溶液吸收酸气中的含硫气体生成脱硫尾气和螯合铁富液；

16、所述脱硫剂再生装置提取螯合铁富液中的单质硫形成硫浆液，并生成上清液并返回到吸收塔；

17、所述硫浆回收装置用于压滤硫浆液生成硫磺膏。

18、进一步的：所述脱硫剂再生装置包括氧化再生槽、富硫泵、贫硫泵和风机；

19、螯合铁富液通过富硫泵送往氧化再生槽进行曝气氧化生成硫浆液和上清液，氧化再生槽曝气氧化过程所需的空气由风机提供，其中硫浆液进入硫浆回收装置，上清液通过贫硫泵返回脱硫塔顶部入口。

20、进一步的：所述所述硫浆回收装置包括压滤机和硫浆泵；

21、硫浆液通过硫浆泵送往压滤机进行压滤脱出水分后得到硫磺膏。

22、进一步的：所述脱水单元包括干燥过滤装置；

23、所述干燥过滤装置包括干燥塔a、干燥塔b和粉尘过滤器；

24、无胺脱酸气进入干燥塔a或干燥塔b，经干燥塔a或干燥塔b内的分子筛脱出水分后进入粉尘过滤器，再经过粉尘过滤器过滤粉尘生成产品气。

25、进一步的：所述脱水单元还包括分子筛加热再生装置，所述分子筛加热再生装置包括预干燥塔、再生气加热器、再生气冷却器和再生气分离器；

26、无胺脱酸气的一部分作为再生气进入预干燥塔脱出水分后，再通过再生气加热器进行升温后进入干燥塔a或干燥塔b，对干燥塔a或干燥塔b的分子筛进行加热再生，然后经再生气冷却器进行降温，经再生气分离器过滤后返回脱水单元入口。

27、进一步的：所述脱水单元还包括分子筛冷吹降温装置，所述分子筛冷吹降温装置包括再生气冷却器、再生气分离器、预干燥塔和再生气加热器；

28、无胺脱酸气的一部分作为再生气进入干燥塔a或干燥塔b，对干燥塔a或干燥塔b加热再生后的分子筛进行冷吹降温后，通过再生气加热器进行升温，然后进入预干燥塔，对预干燥塔的分子筛进行加热再生，然后经再生气冷却器进行降温，经再生气分离器过滤后返回脱水单元入口。

29、本发明的有益效果：

30、1、本发明通过设置脱硫单元、脱水单元和硫回收单元，利用吸收塔对高硫天然气进行脱出脱酸净化，提高天然气品质，利用胺液脱出装置对净化后的脱酸气含有的胺液进行脱出，降低了胺液对后续环节中的设备产生腐蚀，提高了设备填料的使用寿命，利用硫回收单元回收酸气中的h2s得到硫磺膏，提高对酸气资源的利用，防止酸气排放对环境的污染；利用脱水单元进一步去除无胺脱酸气中的水分，生成高品质的天然气，降低天然气在液化过程中因未脱出的水分对管道及设备堵塞造成的影响。

31、2、设置胺液脱出装置，在胺液脱出装置依次设置脱酸气冷却器、脱酸气分离器和脱酸气过滤器，较为彻底去除脱酸气中的胺液组分，能进一步提高成品天然气的品质，降低胺液对后续环节中的设备产生腐蚀，提高了设备填料的使用寿命。

32、3、通过胺液回收装置对胺液回收利用，降低高硫天然气净化成本，利用贫富液换热器交换胺液再生塔进出溶液热量，增强对热量的循环利用，降低胺液回收装置的能耗。

33、4、在硫回收单元中设置脱硫塔、脱硫剂再生装置和硫浆回收装置，脱硫塔生成脱硫尾气经火炬处理降低对环境污染，螯合铁溶液经过脱硫剂再生装置回收反复回收利用降低生成成本，同时酸气中的h2s得到充分回收，利用硫浆回收装置获取硫磺膏进行再利用。

34、5、通过在干燥过滤装置设置干燥塔和粉尘过滤器，利用干燥塔去除无胺脱酸气中的水分，提升了成品天然气的品质，降低了水分对天然气液化设备的影响，利用粉尘过滤器去除粉尘，进一步提高了成品天然气的品质。

35、6、利用分子筛加热再生装置和分子筛冷吹降温装置实现分子筛的再生利用，提高了分子筛的使用寿命和利用效率，降低了系统成本。

36、7、采用干燥塔a和干燥塔b的双塔结构，干燥塔a和干燥塔b互为备用，利用分子筛加热再生装置和分子筛冷吹降温装置，区分时段分别对干燥塔a或干燥塔b的分子筛进行再生恢复，而不影响整个天然气净化回收系统运行，提高了生产效率。

37、8、通过对分子筛加热再生装置和分子筛冷吹降温装置中回路设计，可以使分子筛加热再生装置和分子筛冷吹降温装置利用一组相同的组件，实现加热再生和冷吹降温的不同功能，并可以同时实现对预干燥塔中分子筛的加热再生，节约了设备制造成本，提高了设备利用效率。