[發明專利]從烴類中去除二氧化碳的方法和系統

在審

• 申請號: 202010315357.4
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN111621347A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: W·努爾·法齊亞·伍穆斯塔帕;M·哈尼夫·穆哈利姆;法拉迪拉·卡迪克罕;阿茲曼·莎法維;亞拉赫·姆塔迷迪
• 申請（專利權）人: 馬來西亞國家石油公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;洪欣

本公開涉及從烴類中去除二氧化碳的方法，所述方法包括以下步驟：(a)使包含烴類和二氧化碳的原料流與一個或多個氣體分離膜接觸以產生烴富集的滲余物氣體流和富含二氧化碳的滲透氣體流，相比于所述原料流，所述滲余物氣體流包含較少的二氧化碳；和(b)使所述滲余物氣體流或所述滲透氣體流的至少一種通過吸收裝置以產生烴富集的氣相和包含所述二氧化碳的液體吸收劑相。本公開還涉及用于進行上述方法的系統。

技術領域

本發明涉及從烴流中去除二氧化碳的方法和系統。

背景

天然氣是主要包含甲烷的輕烴燃料的重要來源，并且由于與從原油中精煉的傳統燃料相比其廣泛的可用性和相對容易提取而越來越多地被用于代替傳統燃料。然而，許多天然氣儲層包含諸如二氧化碳(CO₂)的相當高部分的雜質。一些天然氣儲層可包含高于30％的CO₂含量，例如50％至60％和高達70％-90％。其他雜質可包括諸如硫化氫(H₂S)、氮氣(N₂)和一氧化碳(CO)的化合物。然而，在大多數儲層中，CO₂通常形成提取的粗天然氣的主要雜質成分。因此，在天然氣可有效用于能源產生之前需要處理粗天然氣以去除CO₂。因此，本領域有許多方法以從諸如天然氣的粗烴流中去除CO₂。

一種已知方法涉及氣體分離方法，其中使粗天然氣流動通過膜。由于天然氣中的不同氣體組分以不同于甲烷的滲透速率的速率滲透膜，因此粗天然氣體流被分離成甲烷富集流和雜質富集流。然而，這種方法的一個缺點是用于分離的初級驅動力是滲透流中的滲透組分和滲余物流的分壓的差。因此，分離效率隨時間降低，因為較少的雜質保持在天然氣流中夾帶。此外，由于一些甲烷被認為連同雜質滲透通過膜，因此可能有甲烷產率顯著損失高達20％。然而氣體分離技術的另一缺點在于以氣體形式分離諸如CO₂的雜質。由于不可將諸如CO₂和H₂S的酸性氣體直接排放至環境，因此需要提供CO₂的儲存設施，其通常需要壓縮步驟以轉化氣態CO₂為用于最佳儲存的高壓狀態。該壓縮步驟需要大量消耗能源并且導致高的能量消耗和成本。

用于從烴類中去除CO₂的另一已知方法是氣體洗滌，其中使天然氣與諸如填充床塔的吸收塔中的合適吸收劑介質接觸。通常，使用諸如單乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二異丙基胺(DIPA)的胺吸收劑，因為它們容易吸收諸如CO₂的酸性氣體。然而，氣體洗滌的缺點之一在于它需要采購昂貴的胺吸收劑并且其需要通過使用高溫氣體(例如，流體)分離來恒定再生以再生再循環返回至吸收塔用于進一步洗滌的貧胺流。再生過程不可避免地導致一些胺損失并且需要定期裝滿胺吸收劑。此外，已知吸收塔產生諸如液泛、起泡和夾帶的問題并且安裝和維護是昂貴的。

因此，亟需提供用于從烴類中去除CO₂的方法和系統，其克服或至少改善上述公開的缺點。特別地，亟需提供用于從包含高濃度的CO₂的原料流產生具有不大于10％，優選小于5％，更優選小于3％的二氧化碳的產品天然氣流的方法或系統，其克服或改善上述提出的缺點。

概述

在一個方面中，提供了用于從烴類中去除二氧化碳的方法，所述方法包括以下步驟：(a)使包含烴類和二氧化碳的原料流與一個或多個氣體分離膜接觸以產生烴富集的滲余物氣體流和富含二氧化碳的滲透氣體流，相比于原料流滲余物氣體流包含更少的二氧化碳；和(b)使余物氣體流或滲透氣體的至少一種滲流通過吸收裝置以產生烴富集的氣相和包含所述二氧化碳的液體吸收劑相。

相比于烴類，原料流可包含主要量的CO₂。在一個實施方案中，原料流可包含高達95％CO₂。在另一實施方案中，原料流可包含至少約80％CO₂。