[發明專利]從氣體混合物中不期望的組分的大量分離

在審

• 申請號: 201780041696.4
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN110121385A
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 科內利斯·J·彼得斯;卡羅琳·科;穆罕默德·納維德·卡漢
• 申請（專利權）人: 哈里發科學技術大學;科羅拉多礦業大學
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;B01D53/40;B01D53/52;B01D53/62
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;沈敬亭

一種用于從氣體混合物中分離不期望的組分的方法，該方法包括以下步驟：提供含有至少兩種氣態組分的氣體混合物，其中一種組分是不期望的組分，將水進料至該氣體混合物中，形成該不期望的組分的水合物和剩余的氣體混合物，其中通過噴霧包含水和該氣體混合物的組合形成該水合物，以及將該水合物與該剩余的氣體混合物分離。

技術領域

本發明允許從工業氣體流中大量除去不期望的(不需要的，undesired)組分，例如從天然氣中除去H₂S和/或CO₂，從煙道氣分離CO₂，從水煤氣變換反應(water-gas shiftreaction)的產物流中分離CO₂等。

背景技術

目前，寬范圍的化學或物理溶劑被用于從天然氣流中去除不期望的組分，諸如H₂S和/或CO₂。溶劑的選擇強烈地依賴于氣體流中不期望的組分的個體濃度。

需要安全、可靠的和經濟上可行的技術以從工業氣體混合物中分離出像H₂S和/或CO₂的不期望的組分。天然氣工業越來越多地處理提高的酸性氣體濃度，例如在Bab油/氣田中，其中滿足H₂S濃度高達35％。目前的脫硫技術沒有針對這樣高H₂S濃度的量綱。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種用于從氣體混合物中除去不期望的組分的方法，該方法是一種清潔的技術，即環境友好地。本發明的另一個目的是提供這樣一種方法，該方法僅需要適度的操作條件，特別是在溫度和壓力方面。本發明的另一個目的是提供一種能夠從工業氣體流中大量除去不期望的組分的方法，特別是從天然氣混合物中除去H₂S和/或CO₂。本發明的還一個目的是提供這樣一種方法，其是通用的并且可以類似地用于從氣體混合物中分離CO₂，特別是從煙道氣中或從水煤氣變換反應的產物流中分離CO₂。

為了實現該目的中的一個或多個，本發明提供了一種用于從氣體混合物中分離不期望的組分的方法，該方法包括以下步驟：

提供含有至少兩種氣態組分的氣體混合物，其中一種組分是不期望的組分，

將水進料至該氣體混合物中，

形成不期望的組分的水合物和剩余氣體混合物，其中通過噴霧(噴涂，spraying)包含水和該氣體混合物的組合形成該水合物，以及

將該水合物與該剩余氣體混合物分離。

在上述方法中，優選的是該不期望的化合物選自CO₂、H₂S、C₂H₆和C₃H₈，其中特別優選的是該不期望的化合物是H₂S。進一步優選的是，該不期望化合物，尤其是上述優選的不期望的化合物，更優選地H₂S，形成30體積％或更多的該氣體混合物。在本發明的上下文中，百分比總是體積％。

根據本發明，特別有利的是，經由噴嘴通過噴霧包含水和該氣體混合物的組合形成水合物。在這種情況下，優選的是噴嘴在低于6℃的溫度下操作和/或低于30巴的壓力下操作。更優選地，噴嘴在5.5℃的溫度下和28巴的壓力下操作。

在本發明的一個有利方面，通過噴霧包含水、氣體混合物和四氫呋喃的組合以形成水合物。

進一步優選的是，在根據本發明的方法中，水與該氣體混合物的摩爾比在3:1至9:1的范圍內，更優選地6:1。

氣體水合物分離技術提供了一種清潔技術，其在溫度(T)和壓力(p)方面，在適度操作條件下僅涉及水和氣體混合物。