[發(fā)明專利]從氣流中除去酸氣體

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980140728.1
• 申請(qǐng)日: 2009-08-27
• 公開（公告）號(hào): CN102186560A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·S·諾斯羅普;E·J·格拉韋;J·T·卡利南
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 埃克森美孚上游研究公司
• 主分類號(hào): B01D53/14
• 分類號(hào): B01D53/14
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;張全信

交叉引用相關(guān)申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求2008年10月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/105,343的權(quán)益。

發(fā)明背景

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及流體分離領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及從烴流體流或煙道氣流分離酸氣體。

技術(shù)討論

從油層生產(chǎn)烴時(shí)常攜帶有非烴氣體的附帶產(chǎn)物。這樣的氣體包括污染物如硫化氫(H₂S)和二氧化碳(CO₂)。當(dāng)H₂S和CO₂作為烴氣體流(如甲烷或乙烷)的部分被生產(chǎn)時(shí)，粗氣體流有時(shí)被稱作“酸性氣體”。H₂S和CO₂常常被統(tǒng)稱為“酸氣體”。

酸氣體也可以與合成氣體流或與精煉廠氣體流相關(guān)。也可以通過燃燒碳質(zhì)材料如煤、天然氣或其他碳質(zhì)燃料來產(chǎn)生酸氣體。在任何情況下，粗氣體流可以包含其它“酸性”雜質(zhì)。這些包括硫醇以及其它痕量硫化合物。應(yīng)當(dāng)在工業(yè)使用或居家使用之前除去這樣的雜質(zhì)。

雖然已經(jīng)長(zhǎng)久使用分離方法捕集H₂S、硫醇和痕量硫化合物，CO₂卻常常被簡(jiǎn)單地排入大氣中。但是，排放CO₂的行為正在接受更多的監(jiān)督，尤其是在已經(jīng)簽署要求減少CO₂排放的京都議定書的國(guó)家。因此，除去CO₂的方法倍受操作氣體處理設(shè)備的工業(yè)尤其是生產(chǎn)油和氣體的工業(yè)所關(guān)注。

已經(jīng)設(shè)計(jì)出從粗天然氣流除去酸氣體的方法。在一些情況下，使用低溫氣體處理。在其它情況下，用溶劑處理烴流體流。溶劑可以包括化學(xué)溶劑如胺。用于酸性氣體處理的胺的實(shí)例包括單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)和甲基二乙醇胺(MDEA)。

物理溶劑有時(shí)被用來代替胺溶劑。實(shí)例包括Selexol和Rectisol^TM。在一些情況下使用混合溶劑，意即物理溶劑和化學(xué)溶劑的混合物。一個(gè)實(shí)例是Sulfinol。但是，使用胺基酸氣體脫除溶劑是最普通的。

胺基溶劑依賴于與酸氣體的化學(xué)反應(yīng)。反應(yīng)過程有時(shí)稱為“氣體脫硫”。這樣的化學(xué)反應(yīng)一般比物理基溶劑更有效，尤其是在原料氣壓低于約300psia(2.07MPa)時(shí)。有一些情況使用特殊的化學(xué)溶劑如FLEXSORB^TM，尤其是用于選擇性地從含CO₂氣體流除去H₂S。

氣體脫硫方法的結(jié)果是，生成處理的或“脫硫的”氣體流。脫硫氣體流已基本脫除H₂S和/或CO₂組分。脫硫氣可以被進(jìn)一步處理以回收液體，即，通過冷凝出較重的烴氣體。可選地，如果CO₂濃度小于例如約50ppm，脫硫氣體可以被銷售進(jìn)入管道或用于液化天然氣(LNG)原料。此外，脫硫氣體流可以被用作氣變液過程(gas-to-liquids?process)的原料，然后最終用于制造蠟、丁烷、潤(rùn)滑劑、乙二醇和其它石油基產(chǎn)品。提取的CO₂可以被銷售或另外用于強(qiáng)化采油操作。

傳統(tǒng)地，使用化學(xué)溶劑脫除酸氣體包括使粗天然氣流與溶劑逆流(counter-currently)接觸。粗氣體流被引入接觸塔的底部部分。同時(shí)，溶劑溶液被導(dǎo)向塔的頂部部分。塔具有塔盤、填料(packings)或其它“內(nèi)含物”。隨著液體溶劑通過內(nèi)含物瀉下，其吸收不期望的酸氣體組分，攜帶其通過接觸塔的底部，成為“富”溶劑溶液的部分。同時(shí)，基本脫除了H₂S和/或CO₂的氣態(tài)流體從塔的頂部流出。

常見的是，使用各種吸收性液體從氣體或烴液體流吸收酸氣體(H₂S和/或CO₂)。吸收后，吸收性液體被稱為“富的”。吸收后，再生過程(也稱作″解吸″)可被用于從吸收性液體的活性溶劑分離酸氣體。這產(chǎn)生了“貧”溶劑，其然后典型地被回收用于進(jìn)一步吸收。

氣體脫硫過程的實(shí)例示于圖1。圖1是用于從粗氣體流脫除酸氣體的已知?dú)怏w處理設(shè)備的示意圖。用于使CO₂與貧溶劑逆流接觸的圖解的塔見114。塔114內(nèi)粗氣體流和液體溶劑之間的猛烈接觸允許CO₂(或其它酸氣體)被溶劑吸收。圖1的設(shè)備在以下更加詳細(xì)地討論。