JP2002265964A

JP2002265964A - 天然ガスからの硫黄化合物の除去方法

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Publication number: JP2002265964A
Application number: JP2001063585A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Inoue; 洋井上; Yoshitsugu Yoshikawa; 喜次吉川; Tadashi Matsumoto; 忠士松本; Etsuro Sato; 悦朗佐藤; Moriyuki Nozawa; 謹至野沢
Original assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Current assignee: Chiyoda Corp; Chiyoda Chemical Engineering and Construction Co Ltd
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2001-03-07
Publication date: 2002-09-18
Anticipated expiration: 2021-03-07
Also published as: JP4837176B2

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストでシンプルなプロセスフローによ
り、炭酸ガスや硫化水素とともにメルカプタンその他の
硫黄化合物を含む天然ガスから全硫黄化合物を高度に除
去する方法を提供する。【解決手段】不純物として少なくとも硫化水素、炭酸
ガスおよびメルカプタンを含む天然ガスを精製する方法
であって、天然ガス中のメルカプタンを硫化水素に変換
する反応工程と、該反応工程後の天然ガスに含まれる硫
化水素および炭酸ガスをアミン水溶液を用いた化学吸収
法により分離除去する吸収工程と、該吸収工程により分
離された硫化水素から硫黄を回収する回収工程とを含
み、該反応工程が、触媒の存在下、温度２６０〜３５０
℃、圧力４〜１０ＭＰａの条件の下に、スチームまたは
水を天然ガスに対して０．１〜５モル％の割合で注入す
ることにより行われることを特徴とする方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、天然ガスから硫黄
化合物を除去する方法に関する。天然ガスは地中のガス
田から産出する炭化水素を主成分とした可燃性ガスであ
り、水素およびメタン、プロパン、ブタンなどの軽質炭
化水素以外に、硫化水素や炭酸ガスなどといった通常の
酸性ガス成分、メルカプタンなど硫化水素以外の硫黄化
合物、ＢＴＸ（ベンゼン、トルエンおよびキシレンの総
称）やその他の重質炭化水素、さらには酸素、窒素など
が含まれ、特に硫黄化合物は燃焼した場合に亜硫酸ガス
を発生するため、環境保護的見地からその除去が強く求
められている。

【０００２】

【従来の技術】天然ガス中に不純物として含まれる硫黄
化合物や炭酸ガスはいずれも酸性のガスであり、天然ガ
スを精製する際にこうした酸性ガスを除去することは従
来から一般に行われてきた。すなわち、液化してＬＮＧ
とする場合には、通常、炭酸ガスを５０ｐｐｍ（体積
比、以下も同じ）以下、硫化水素を４ｐｐｍ以下、硫黄
化合物全体としては３０ｍｇ-Ｓ／Ｎｍ³以下にする必要
があるし、また、パイプラインガスとして用いる場合に
は、炭酸ガスは１％（体積比）前後とし、硫化水素やメ
ルカプタンなどの硫黄化合物はＬＮＧと同レベルまで除
去している。

【０００３】天然ガスから酸性ガスを除去する方法とし
ては、主なものとして化学吸収法と物理吸収法ならびに
モレキュラーシーブなどの吸着剤を用いた吸着法があ
る。化学吸収法はアミン系あるいは炭酸塩系のアルカリ
性水溶液に酸性ガスを吸収する方法であるが、天然ガス
の精製には、システムの最適化（循環量、段数、再生熱
など）が可能であり低コスト化が図れるという理由で、
一般にアミンプロセスが用いられる。しかしながら、メ
ルカプタンは極性が弱いためアミンとの結合力が弱く、
こうした化学吸収法では除去が困難である。従って、化
学吸収法をメルカプタン含有量が無視できないような天
然ガスの処理に単独で用いることは、一般に不適当であ
るといえる。一方、物理吸収法は酸性ガス成分をその分
圧に応じて吸収する有機溶媒を用いる方法であり、炭酸
ガスおよび硫化水素だけでなく、メルカプタンや他の硫
黄化合物なども同時に除去できる。ただし、物理吸収法
は化学吸収法に比べ、化学平衡および速度論的に吸収液
循環量や段数が多くなるといった難点がある。以上の湿
式脱硫法に対して、吸着法は液体を用いない乾式脱硫法
であり、吸着剤を充填した固定床にガスを流すようにす
れば、出口側の酸性ガス濃度をきわめて低くすることが
できるというメリットがあるが、比較的高濃度の酸性ガ
スを含む天然ガスを大量に処理する場合には、吸着剤の
充填量が多くなり、また吸着剤の再生頻度も高くなるの
で経済的でない。

【０００４】スルホランとジイソプロパノールアミンの
混合物を吸収液として用いるスルフィノール法は、化学
吸収と物理吸収の複合型であり、天然ガス中の硫化水素
やメルカプタンの含有量が大きい場合に効率よくそれら
を除去できる方法として、従来より天然ガスからの酸性
ガスの吸収除去にしばしば用いられてきた。図１は、ス
ルフィノール法を用いたプロセスの基本的なフローを示
す。天然ガスに含まれる酸性ガスは、酸性ガス吸収装置
１１においてスルフィノール法に従って吸収液中に吸収
され、次いで吸収液の加熱により液から分離される。分
離された酸性ガスは硫黄回収装置１２に導かれ、そこで
硫化水素がクラウス法により硫黄として回収される。た
だし、スルフィノール法では、その吸収液の性質上、酸
性ガスとともにＢＴＸを含む重質炭化水素が同時に吸収
され、硫黄回収装置においては硫化水素に多量の炭酸ガ
スと重質炭化水素が同伴することになるため、テールガ
ス処理（ＴＧＴ）を行わない限り、硫黄回収率は高々９
５％程度である。

【０００５】上述のように、スルフィノール法では硫化
水素、炭酸ガス、メルカプタンおよび重質炭化水素（以
下ＢＴＸを含めてこう呼ぶ）が同時に除去され、分離さ
れた酸性ガス中にこれらのいずれもが含まれてくるた
め、これをそのままクラウス法で処理しても硫黄の回収
率は上がらない。このため、分離された酸性ガスをクラ
ウス法により処理する前に硫化水素濃縮装置で処理し、
炭酸ガスやメルカプタンや重質炭化水素を予め分離除去
しておくプロセスが提案されている（特開平９−２５５
９７４号公報）。図２にそのプロセスフローを示す。酸
性ガスを含む天然ガスは、まず、スルフィノール法によ
る酸性ガス吸収装置２１に導かれ、硫化水素、炭酸ガ
ス、メルカプタン、重質炭化水素などの不純物が天然ガ
スから分離される。次いで、分離された不純物はアルカ
ノールアミンを用いた硫化水素濃縮装置（エンリッチメ
ントユニット）２２に導かれ、硫化水素が濃縮されたガ
スと炭酸ガスやメルカプタンや重質炭化水素を含むオフ
ガスとに分けられる。硫化水素濃縮ガスはそのまま硫黄
回収装置２３に導かれ、クラウス法により硫黄が回収さ
れる。一方、メルカプタンや炭酸ガスや重質炭化水素を
含むオフガスは水素化処理装置２４に導かれ、メルカプ
タンが硫化水素に変換された後、硫黄回収装置２３に導
かれる。この方法によれば、硫黄回収率は９５〜９８％
となり、さらにＴＧＴを行えば硫黄回収率は９９％程度
に達する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記に述べたように、
硫化水素や炭酸ガスとともにメルカプタンを含む天然ガ
スを精製する場合、従来はスルフィノール法によりこれ
らの酸性ガスを吸収していたのであるが、これでは硫化
水素、炭酸ガス、メルカプタンおよび重質炭化水素のい
ずれもが含まれるガスが分離されるため、硫黄の回収率
を上げるには、分離されたガスからメルカプタンをさら
に分離し、これからの硫黄回収を別途に考える必要があ
る。また、スルフィノール法は物理吸収と化学吸収の複
合型であって物理吸収の側面ももっているため、単純な
化学吸収法に比べると吸収液循環量や吸収塔段数などの
点でコスト高になるという難点がある。

【０００７】一方、アミンプロセスなどの化学吸収法を
用いた場合には、メルカプタンや重質炭化水素は吸収液
に吸収されず、ほぼ硫化水素と炭酸ガスだけからなる酸
性ガスが分離されるため、この分離された酸性ガスから
クラウス法により硫黄をある程度高効率で回収すること
ができる。しかしながら、メルカプタンが精製天然ガス
に含まれてくるので、これを除去回収しないと亜硫酸ガ
スが排出されたり硫黄回収率が上がらないという問題は
解決されない。メルカプタンを含む精製天然ガスを、あ
らためて物理吸収法やモレキュラーシーブを用いた吸着
法で処理することも考えられるが、それでは結局、コス
ト高になるという難点は解消しない。

【０００８】以上の点に鑑み、本発明は、多量の吸収液
やモレキュラーシーブを必要とするためコスト高になる
物理吸収法や吸着法を用いず、低コストでシンプルなプ
ロセスフローにより、メルカプタンを含む天然ガスから
硫黄化合物を除去する方法を提供することを課題とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、不純物として
少なくとも硫化水素、炭酸ガスおよびメルカプタンを含
む天然ガスを精製する方法であって、天然ガス中のメル
カプタンを硫化水素に変換する反応工程と、該反応工程
後の天然ガスに含まれる硫化水素および炭酸ガスをアミ
ン水溶液を用いた化学吸収法により分離除去する吸収工
程と、該吸収工程により分離された硫化水素から硫黄を
回収する回収工程とを含み、該反応工程が、触媒の存在
下、温度２６０〜３５０℃、圧力４〜１０ＭＰａの条件
の下に、スチームまたは水を天然ガスに対して０．１〜
５モル％の割合で注入することにより行われることを特
徴とする方法を提供し、これにより上記課題を解決する
ものである。

【００１０】本発明においては、該反応工程における触
媒として、アルミナ担体にコバルトおよびモリブデンを
担持させた触媒（ＣｏＭｏｘ反応触媒）を用いることが
好ましい。また、該吸収工程が、主として硫化水素を吸
収する工程と主として炭酸ガスを吸収する工程とに分か
れており、該回収工程は、主として硫化水素を吸収する
工程から得られる硫化水素リッチなアミン溶液を再生し
て得られる硫化水素から硫黄を回収することが好まし
い。また、該反応工程に供する天然ガス流と該反応工程
を経た後の天然ガス流との間で熱交換を行わせたり、さ
らに熱交換後の該反応工程に供する天然ガス流をガスタ
ービンの廃熱で加温された加熱器で再熱交換を行わせる
ことも好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下において、添付の図面に示す
本発明の実施の形態に基づいて、本発明を説明する。な
お、添付の図面に示すものは、本発明を実施する好適な
形態であり、当然のことながら、本発明はそれらの実施
形態に限定されるものではない。

【００１２】図３は、天然ガス田から産出される天然ガ
スを本発明に従って精製し、パイプラインガスまたはＬ
ＮＧを生産するまでの基本的なプロセスフローを示す。
天然ガス田１から産出した天然ガスは、まず水やコンデ
ンセート（炭素数の比較的少ない液状炭化水素）などの
液体成分を通常生産設備２で分離除去して気体成分のみ
とする。この気体成分のみとなった天然ガスは、次いで
メルカプタン転化装置３に導き、不純物として含まれる
メルカプタンを触媒とスチームまたは水（以下ではこれ
らをまとめてＨ２Ｏで表す）を用いた反応により硫化水
素に転化する。反応後の天然ガスは硫化水素および炭酸
ガスを含むが、これらの酸性ガスは次の酸性ガス吸収装
置４で分離除去する。こうして酸性ガスが除去された精
製天然ガスは、パイプライン設備または液化設備５に送
り、パイプラインガスまたはＬＮＧとする。一方、酸性
ガス吸収装置で分離された硫化水素および炭酸ガスは、
硫黄回収装置６においてクラウス法により処理し、硫化
水素から硫黄を回収する。

【００１３】本発明の反応工程においては、液体成分が
除去されただけの粗製天然ガスに対し、メルカプタンの
硫化水素への転化を行う。この反応は通常の水素化還元
反応とは異なり、一酸化炭素や水素などの還元剤を必要
としない点に特色がある。すなわち、この反応は、天然
ガス中の炭酸ガスと新たに添加されるＨ２Ｏの作用によ
り、メルカプタンを触媒の存在下に最終的にはアルカン
と硫化水素に変換するものである。この反応は複雑な並
列反応であり、個々の素反応についてはよくわからない
点が多いが、例えばメチルメルカプタンを硫化水素に転
化する場合を想定すると、メチルメルカプタン分子が高
温で熱分解してメチルラジカルとメルカプトラジカルを
生じ、これらが水分子と反応したり相互に反応したりし
て硫化水素や各種中間生成物を生成し、そうした各種中
間生成物が触媒の作用によりさらに加水分解して硫化水
素、炭化水素、一酸化炭素、炭酸ガスなどを生成するの
ではないかと考えられている。なお、メチルメルカプタ
ンの転化反応の場合、反応前後の物質収支から見て、全
体としては次のような反応が生じているものと思われ
る。５ＣＨ₃ＳＨ＋４Ｈ₂Ｏ−−−＞５Ｈ₂Ｓ＋２ＣＨ₄＋５
Ｈ₂＋２ＣＯ＋ＣＯ₂ なお、本発明におけるメルカプタン転化反応では、硫化
水素・メルカプタン以外の硫黄化合物、たとえばカルボ
ニルスルフィド（ＣＯＳ）や二硫化炭素、あるいはチオ
フェン類なども硫化水素に還元される。

【００１４】上記メルカプタン転化反応は公知の触媒の
存在下に行わせることができる。そのような触媒として
は、例えば、多孔性無機酸化物担体（アルミナ、シリ
カ、チタニア、ボリア、ジルコニア、シリカ−アルミ
ナ、シリカ−マグネシア、アルミナ−マグネシア、アル
ミナ−チタニア、シリカ−チタニア、アルミナ−ボリ
ア、アルミナ−ジルコニア等）に、周期律表の第Ｖ族、
第VI族または第VII族に属する金属（例えば、バナジウ
ム、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニ
ッケル等）から選ばれる活性金属を担持させたものを使
用することができる。特に、アルミナ担体上にコバルト
およびモリブデンを担持させた触媒（ＣｏＭｏｘ反応触
媒）は、触媒活性や寿命の点ですぐれているため好まし
い。触媒は塔内に粒状のものを充填し、塔底部より天然
ガス流を上向流で流して流動床を形成するのが発熱反応
による局部的な加熱を防止する上で好ましいが、処理す
べき天然ガスの性状により、固定床や膨張床、あるいは
触媒成形体を充填した反応器としてもよい。

【００１５】上記メルカプタン転化反応は、温度２６０
〜３５０℃、圧力４〜１０ＭＰａの条件の下に、Ｈ２Ｏ
を天然ガスに対して０．１〜５モル％の割合で注入する
ことにより行わせる。反応温度が２６０℃より低いとメ
ルカプタンの転化率や硫化水素への選択率が低下し、反
応温度が３５０℃より高いと反応が過度に進行して触媒
の劣化が早まる。また、圧力が４ＭＰａより低いと実用
的な反応速度が得られず、圧力を１０ＭＰａより上げて
も反応速度や転化率は向上しない。反応に必要なＨ２Ｏ
は、天然ガスに含まれるメルカプタン（およびその他の
硫化水素以外の硫黄化合物）の量にもよるが、天然ガス
に対して少なくとも０．１モル％以上は添加しないと反
応が十分に進行せず、また５モル％より多く注入すると
加熱に必要なエネルギーが多くなるので一般に好ましく
ない。触媒単位充填量当たりの天然ガス流量は１５００
〜２５００ｍ³／ｍ³程度とすればよい。

【００１６】上記反応工程は２６０〜３５０℃で行わ
れ、それに続く吸収工程は常温で行われるので、反応工
程に供する加熱前のストリームと反応工程を経た後のス
トリームとの間で熱交換を行わせることが好ましい。そ
れにより加熱炉および冷却器に対する負荷を低減するこ
とができる。図４は、そのような熱交換を組み込んだ本
発明の反応工程のプロセスフローを示す。粗製天然ガス
は通常の生産設備で水分が除去されているので、加熱前
の天然ガス流に対してあらためて必要量のボイラー給水
（ＢＦＷ）を供給する。Ｈ２Ｏが添加された天然ガス流
は、ガス／ガス熱交換器４１を通過することにより２２
０℃前後まで加熱され、次いで低温廃ガスを利用する加
熱器４２で２５０〜３００℃まで加熱されて反応器４３
に入る。反応器内では発熱反応のため温度がさらに１０
〜５０℃上昇し、反応に必要十分な温度２６０〜３５０
℃となる。反応器を出た天然ガス流は、前記のガス／ガ
ス熱交換器で熱回収されて６０〜７０℃まで冷却され、
さらに冷却器４４で常温まで冷却され、冷却過程で凝縮
した水が分離ドラム４５で分離除去された後、吸収工程
に送られる。なお、多くの天然ガスには重質炭化水素が
含まれるため、加熱器の加熱管の表面温度が高すぎると
カーボンの析出が生じる可能性があり、それを防ぐに
は、加熱管の熱負荷を過度に大きくしないことが肝要で
ある。そのため、加熱器の前段にガス／ガス熱交換器を
設けるのが好ましく、また、上記に述べたように、低温
廃ガスで加温する加熱器を用いれば、加熱管の局部加熱
を防ぐことができるため好都合である。そのような低温
廃ガスとしては、冷凍コンプレッサー駆動用のガスター
ビンなどの廃熱が利用できる。特に、５００℃前後の低
温廃ガスを加熱用媒体として用いることにより、天然ガ
ス中に存在する重質炭化水素の熱分解が有効に抑制でき
る。

【００１７】本発明の吸収工程においては、アミン水溶
液を用いた吸収塔で天然ガス中に含まれる酸性ガスが吸
収除去される。すでにメルカプタン（および他の有機硫
黄化合物）は前段の反応工程で硫化水素に変換されてい
るので、ここで吸収除去される酸性ガスはほぼ硫化水素
と炭酸ガスのみである。硫化水素と炭酸ガスは同時にア
ミン水溶液に吸収させることもできるが、そうすると吸
収液の再生の際にこれらが同時に放散されることにな
り、硫黄回収装置で処理すべきガス量が多くなるので、
吸収条件を調整して硫化水素と炭酸ガスを順次段階的に
吸収することが好ましい。この吸収条件の調整は、天然
ガス中の硫化水素／炭酸ガスの比により、用いるアミン
の種類やアミン水溶液の濃度を適宜調整することにより
行う。同種かつ同濃度のアミン水溶液を用いて吸収塔を
硫化水素吸収セクションと炭酸ガス吸収セクションとに
分けてもいいし、アミンの種類または濃度が異なるアミ
ン水溶液を用いた複数の吸収塔を採用してもよい。図５
はそのような順次吸収を行う場合のプロセスフローの一
例を示す。まず、天然ガスはアミン吸収塔５１の下部５
１ａで常温のリーンアミン（酸性ガスをあまり吸収して
いないアミン水溶液）と向流接触し、ここで硫化水素が
選択的に吸収されて目的とする濃度値（通常は４ｐｐｍ
以下）まで除去される。続いて、天然ガスは吸収塔上部
５１ｂで同様に常温のリーンアミンと向流接触し、ここ
で吸収塔下部ではほとんど吸収されなかった炭酸ガスが
主として吸収されて目的とする濃度値（ＬＮＧの場合は
５０ｐｐｍ以下）まで除去される。吸収塔下部で硫化水
素を吸収したリッチアミン（酸性ガスをかなり吸収した
アミン水溶液）は、リーン／リッチアミン熱交換器５２
ａを通過して加熱された後、アミン再生塔５３に入る。
一方、吸収塔上部で主として炭酸ガスを吸収したリッチ
アミンは、リーン／リッチアミン熱交換器５２ｂを通過
して加熱された後、アミンフラッシュドラム５４に入
り、ここで低圧フラッシュにより炭酸ガスを放散してセ
ミリッチアミンとなった後、アミン中間ポンプ５５によ
り吸収塔下部からきたリッチアミンと合流してアミン再
生塔に送られる。アミン再生塔底部のアミン水溶液は隣
接するアミンリボイラー５６に循環されてスチーム等に
より加熱される。また、アミン再生塔頂部から出るアミ
ン蒸気と硫化水素を含むガスは、アミンコンデンサー５
７に入って冷却水と熱交換するなどして冷却され、ここ
でアミン蒸気の大部分が凝縮してリフラックスドラム５
８にたまり、リフラックスポンプ５９でアミン再生塔頂
部に戻される。一方、硫化水素はガス中に残って硫化水
素リッチなガスとして硫黄回収工程に送られる。アミン
再生塔下部のアミン水溶液は吸収した酸性ガスをほとん
ど放出したリーンアミンであり、アミン供給ポンプ６０
により、リーン／リッチアミン熱交換器５２ａおよび５
２ｂで常温まで冷却された後、吸収塔下部および上部に
送られる。

【００１８】上記吸収工程で用いる吸収液としては、一
般に化学吸収法で用いられる各種アミンの水溶液を用い
ることができる。使用できる代表的なアミンとしては、
ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、メチルジメタ
ノールアミン（ＭＤＥＡ）、立体障害アミン、活性化さ
れたＭＤＥＡなどがある。従来一般的に使用されてきた
モノエタノールアミン（ＭＥＡ）やジエタノールアミン
（ＤＥＡ）に比べ、ＤＩＰＡやＭＤＥＡは硫化水素に対
する選択吸収性が大きいため、硫化水素と炭酸ガスを順
次段階的に吸収する場合には好ましく用いられる。吸収
液のアミン濃度は４モル程度を標準とし、天然ガス中の
各種酸性ガスの濃度に応じて調整する。

【００１９】本発明の回収工程においては硫化水素から
硫黄が回収される。硫化水素から硫黄を回収する代表的
なプロセスはクラウス法であり、本発明においても好ま
しく用いることができる。クラウス法は、そのオリジナ
ルの形態においては、硫化水素の一部を反応炉で燃焼さ
せて生じた亜硫酸ガスと残りの硫化水素とを反応させる
ことにより硫黄を生成するものであるが、原料ガス中の
硫化水素の濃度が低い場合には反応炉で安定した燃焼が
維持できないので、そのような場合にも安定した処理を
行うために各種改良法が考案されている。本発明の回収
工程では、それらの改良法を含めて各種クラウス法を適
宜選択して採用することができる。もっとも、本発明で
は前段でメルカプタンの転化と化学吸収を行っているた
め、回収工程に供されるガスはほぼ硫化水素と少量の炭
酸ガスのみからなる単純な組成であり、クラウス法を実
施するに際して問題となる要素は少ないので、敢えて複
雑な改良法を採用する必要性は小さい。特に前段の吸収
工程で硫化水素と炭酸ガスの順次吸収を行い、吸収した
炭酸ガスは別途放散させて硫化水素が濃縮されたガスを
回収工程の原料ガスとして用いるようにした場合には、
最も単純な全量供給方式を採用することができるため、
コスト的にきわめて有利である。

【００２０】クラウス法で硫化水素が除去されたガスは
テールガスとして放出される。クラウス法による硫黄の
回収率は９５〜９９％程度であり、回収しきれない硫黄
分はテールガスに含まれるので、硫黄回収率を確実に９
９％以上としたい場合には、ＳＣＯＴプロセスなどに代
表されるテールガス処理（ＴＧＴ）を行うことが好まし
い。ただし、本発明の方法ではＴＧＴを採用しなくても
９８％以上の硫黄回収率が得られ、ＴＧＴの採用は必須
ではないため、シンプルで低コストなプロセスにするこ
とが可能である。ＳＣＯＴプロセスは、硫黄回収装置か
らのテールガス中の硫化水素以外の硫黄分（主として亜
硫酸ガスと担体硫黄であるが、ＣＯＳや二硫化炭素など
も含まれる）をすべて硫化水素に還元し、冷却して凝縮
した水分を除去した後、ガス中の硫化水素を化学吸収法
で除去するものである。ここで用いられる化学吸収装置
は、本発明の吸収工程で用いるものを共通に利用すれば
よい。もちろん、ＴＧＴとして用いるプロセスは必ずし
もＳＣＯＴプロセスに限られず、例えばＢｅａｖｏｎプ
ロセスなど他のプロセスを採用することもできる。

【００２１】

【実施例】下記の表１および表２は、それぞれ図４に示
す反応工程および図５に示す吸収工程における典型的な
物質収支の例を示す。

【表１】

【表２】

【図面の簡単な説明】

【図１】天然ガスから酸性ガスを除去する従来のプロセ
スフローの一例を示す。

【図２】天然ガスから酸性ガスを除去する従来のプロセ
スフローの別の例を示す。

【図３】本発明の方法を実施するプロセスフローの代表
的な例を示す。

【図４】本発明の方法における反応工程の好適なプロセ
スフローを示す。

【図５】本発明の方法における吸収工程の好適なプロセ
スフローを示す。

【符号の説明】

１天然ガス田２通常生産設備３メルカプタン転化装置４酸性ガス吸収装置５パイプライン設備または液化設備６硫黄回収装置１１酸性ガス吸収装置１２硫黄回収装置２１酸性ガス吸収装置２２硫化水素濃縮装置２３硫黄回収装置２４水素化処理装置４１ガス／ガス熱交換器４２加熱器４３反応器４４冷却器４５分離ドラム５１アミン吸収塔５１ａ吸収塔上部５１ｂ吸収塔下部５２ａリーン／リッチアミン熱交換器５２ｂリーン／リッチアミン熱交換器５３アミン再生塔５４アミンフラッシュドラム５５アミン中間ポンプ５６アミンリボイラー５７アミンコンデンサー５８リフラックスドラム５９リフラックスポンプ６０アミン供給ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０１Ｂ 17/16 ＺＡＢＣ１０Ｌ 3/00 Ｂ (72)発明者松本忠士神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央２−12−１千代田化工建設株式会社内 (72)発明者佐藤悦朗神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央２−12−１千代田化工建設株式会社内 (72)発明者野沢謹至神奈川県横浜市鶴見区鶴見中央２−12−１千代田化工建設株式会社内Ｆターム(参考） 4D020 AA03 AA04 BA16 BB03 BC01 CB18 CC09 DA01 DB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】不純物として少なくとも硫化水素、炭酸
ガスおよびメルカプタンを含む天然ガスを精製する方法
であって、天然ガス中のメルカプタンを硫化水素に変換
する反応工程と、該反応工程後の天然ガスに含まれる硫
化水素および炭酸ガスをアミン水溶液を用いた化学吸収
法により分離除去する吸収工程と、該吸収工程により分
離された硫化水素から硫黄を回収する回収工程とを含
み、該反応工程が、触媒の存在下、温度２６０〜３５０
℃、圧力４〜１０ＭＰａの条件の下に、スチームまたは
水を天然ガスに対して０．１〜５モル％の割合で注入す
ることにより行われることを特徴とする方法。
【請求項２】該触媒がＣｏＭｏｘ反応触媒である請求
項１記載の方法。
【請求項３】該吸収工程が、主として硫化水素を吸収
する工程と主として炭酸ガスを吸収する工程とに分かれ
ており、該回収工程は、主として硫化水素を吸収する工
程から得られる硫化水素リッチなアミン溶液を再生して
得られる硫化水素から硫黄を回収する請求項１または２
記載の方法。
【請求項４】該反応工程に供する天然ガス流と該反応
工程を経た後の天然ガス流との間で熱交換を行わせる請
求項１〜３のいずれか記載の方法。
【請求項５】該反応工程に供する天然ガス流と該反応
工程を経た後の天然ガス流との間で熱交換を行わせた後
の該反応工程に供する天然ガス流をガスタービンの廃熱
で加温された加熱器で再熱交換を行わせる請求項４記載
の方法。
【請求項６】該回収工程からのテールガス処理を行わ
ずに硫黄回収率を９８％以上とする請求項１〜５のいず
れか記載の方法。