本發明屬于天然氣凈化方法，涉及一種小規模高含硫天然氣脫硫方法。

背景技術：

1、國內外天然氣小規模處理量(50萬方/天以下)中低含硫(潛流量s<50t/d，尤其是s<10t/d)脫硫工藝選擇的經驗為：

2、(1)潛硫量較小(s<0.1t/d)，以干法脫硫工藝為主，近幾年還有三嗪溶液脫硫；

3、(2)潛硫量較大(s≥5t/d)，使用醇胺法脫硫+硫磺回收工藝；

4、(3)介于上述兩者之間的中等潛硫量(0.1～5t/d)，則采用液相氧化還原工藝，例如絡合鐵、生物脫硫直接脫硫工藝等。

5、目前，井口脫硫多采用干法脫硫和絡合鐵脫硫工藝。干法脫硫采用立式填料脫硫塔，填充固體脫硫劑，比如海綿鐵、活性炭、氧化鋅等，工藝流程簡單，設備少，但更換后的廢棄脫硫劑處理困難，運行成本高，因此，該方法多用于潛硫量小于100kg/d的天然氣脫硫處理。絡合鐵脫硫工藝的脫硫塔采用鼓入式吸收，吸收效率低，造成塔徑大，在低壓工況下，對投資影響小，但是對于高壓天然氣設備，投資就會提高很多，并且絡合鐵脫硫工藝形成的硫單質顆粒大，容易造成硫堵問題。

6、因此，需要對脫硫工藝進行進一步研發，設計一種新的脫硫工藝，既可以解決絡合鐵脫硫存在的硫堵問題，又可以滿足經濟性。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種適用于小規模高含硫天然氣的脫硫方法，該方法既可以對高壓高含硫試采井放空氣進行處理回收，使其達到天然氣產品標準，又可以解決現有絡合鐵脫硫存在的硫堵問題。

2、本發明所采用的技術方案是，小規模高含硫天然氣脫硫方法，采用鐵離子/生物菌混合溶液作為脫硫劑，原料天然氣在脫硫塔內與鐵離子/生物菌混合溶液逆流接觸，經過多級脫硫，脫除原料天然氣中的h2s；吸收h2s后的富液經過多級再生塔后再生為貧液，同時硫化物經還原形成單質硫；從富液分離出來的閃蒸氣通過加壓后，返回天然氣系統重新利用。

3、本發明的特點還在于：

4、小規模高含硫天然氣脫硫方法，具體流程為：

5、a.脫硫流程

6、原料天然氣自井口來，經原料氣氣液分離器初步分離，其中含硫污水至污水處理設施進行處理，原料氣進入脫硫塔進行脫硫；脫硫塔采用多級串聯方式，在塔內，含硫天然氣自下而上與鐵離子/生物菌混合溶液逆流接觸，經過多級脫硫后，氣體中幾乎全部h2s被混合溶液吸收脫除，得到不含硫天然氣；

7、b.再生流程

8、鐵離子/生物菌混合溶液在脫硫塔內吸收h2s后成為富液，富液自脫硫塔塔底排出，經溶液循環透平泵降壓段進入閃蒸罐，富液在閃蒸罐內降壓后進入再生塔，再生塔采用多級串聯方式，經過多級再生后，鐵離子/生物菌混合溶液再生完全，恢復吸收硫化氫的能力；

9、c.閃蒸氣回收流程

10、從閃蒸罐出來的閃蒸氣進入閃蒸氣吸收塔，再經過閃蒸氣入口分離器、閃蒸氣壓縮機、閃蒸氣空冷器和閃蒸氣出口分離器后，返回天然氣系統。

11、脫硫塔采用填料塔，并使用不銹鋼拉絲填料。

12、富液多級再生的具體過程為：

13、鐵離子/生物菌混合溶液富液進入一級再生塔頂部的噴射器，與空氣鼓風機鼓入的空氣在一級再生塔混合，并在鐵離子/生物菌催化劑的共同作用下，開始發生再生反應；再生后的溶液自流到半貧液罐，經加強再生泵加壓，進入二級再生塔頂部的噴射器，與鼓入的空氣在二級再生塔混合再生。

14、再生過程中，依據不同的酸氣中h2s濃度和要達到的貧液再生效果，設置不同的再生塔級數。

15、在再生空氣進入再生塔前設置補水流程，一方面降低再生空氣的溫度，一方面對系統進行補水。

16、再生過程中硫磺成型的具體過程為：

17、富液中的硫化物在再生塔中被氧化成硫單質，硫單質以泡沫形式懸浮在再生塔上層，然后硫泡沫從再生塔的泡沫溢流口流出后進入硫泡沫罐，然后由硫泡沫泵送入板框過濾機過濾，過濾后生成硫磺。

18、本發明的有益效果是：

19、(1)本發明方法采用鐵離子/生物菌混合溶液雙塔脫硫工藝，產品氣指標達到h2s小于6mg/m3；

20、(2)本發明方法采用的鐵離子/生物菌混合溶液雙塔脫硫工藝產生的硫單質直徑小，可以解決絡合鐵直接脫硫工藝中的硫堵問題；

21、(3)本發明方法采用鐵離子/生物菌混合溶液作為脫硫劑，吸收階段無固體硫產生，相比于傳統的絡合鐵直接脫硫工藝可以選擇吸收效率更高的填料塔或板式塔，處理高濃度硫化氫時投資更少；

22、(4)本發明方法中的脫硫和再生可根據實際情況進行多級串聯，能夠滿足不同處理氣量、不同h2s含量的原料氣及不同天然氣產品的脫硫要求；

23、(5)本發明方法對閃蒸氣進行處理和回收，處理后閃蒸氣可直接進入凈化氣系統，既可以減少空氣污染，又可以提高天然氣商品率。

技術特征：

1.小規模高含硫天然氣脫硫方法，其特征在于，采用鐵離子/生物菌混合溶液作為脫硫劑，原料天然氣在脫硫塔內與鐵離子/生物菌混合溶液逆流接觸，經過多級脫硫，脫除原料天然氣中的h2s；吸收h2s后的富液經過多級再生塔后再生為貧液，同時硫化物經還原形成單質硫；從富液分離出來的閃蒸氣通過加壓后，返回天然氣系統重新利用。

2.根據權利要求1所述的小規模高含硫天然氣脫硫方法，其特征在于，具體流程為：

3.根據權利要求1或2所述的小規模高含硫天然氣脫硫方法，其特征在于，所述脫硫塔采用填料塔，并使用不銹鋼拉絲填料。

4.根據權利要求1或2所述的小規模高含硫天然氣脫硫方法，其特征在于，富液多級再生的具體過程為：

5.根據權利要求4所述的小規模高含硫天然氣脫硫方法，其特征在于，再生過程中，依據不同的酸氣中h2s濃度和要達到的貧液再生效果，設置不同的再生塔級數。

6.根據權利要求4所述的小規模高含硫天然氣脫硫方法，其特征在于，在再生空氣進入再生塔前設置補水流程，一方面降低再生空氣的溫度，一方面對系統進行補水。

7.根據權利要求1或2所述的小規模高含硫天然氣脫硫方法，其特征在于，再生過程中硫磺成型的具體過程為：

技術總結
本發明公開了小規模高含硫天然氣脫硫方法，采用鐵離子/生物菌混合溶液作為脫硫劑，原料天然氣在脫硫塔內與鐵離子/生物菌混合溶液逆流接觸，經過多級脫硫，脫除原料天然氣中的H<subgt;2</subgt;S；吸收H<subgt;2</subgt;S后的富液經過多級再生塔后再生為貧液，同時硫化物經還原形成單質硫；從富液分離出來的閃蒸氣通過加壓后，返回天然氣系統重新利用。本發明方法既可以對高壓高含硫試采井放空氣進行處理回收，使其達到天然氣產品標準，又可以解決現有絡合鐵脫硫存在的硫堵問題。

技術研發人員：陳錦秀,張文超,常志波,趙玉君,吳柯,劉子兵,邱鵬,周子棟,張磊,馮波,陳曉剛,李娜
受保護的技術使用者：長慶工程設計有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28