烴氣體的脫碳方法
【專利說明】輕氣體的脫碳方法 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種使例如天然氣的控氣體脫碳的方法，該方法使用溶劑對控氣體進 行洗涂。具體而言，本發(fā)明提供一種在再生之后從被溶劑吸收的酸性氣體的主要部分中分 離出被溶劑共吸收的控的主要部分的方法。從而，該方法允許再生器頂部的控含量受到控 制。
【背景技術(shù)】
[0002] 本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知使用可熱再生的液體溶劑來萃取氣體，尤其是天然氣中所含 的酸性化合物。最常用的溶劑的例子為水性胺溶液和一些物理溶劑如環(huán)下諷、甲醇、N-甲 酷基嗎嘟、乙酷基嗎嘟、碳酸異丙締醋。
[0003] 運些方法通常包括通過使待處理的氣體在運行于該氣體的壓力之下的吸收器中 與再生溶劑接觸來萃取該待處理的氣體中所含0)2的階段，然后進行熱再生階段，所述熱再 生階段的壓力通常略高于大氣壓，通常在1~5己之間，優(yōu)選在1. 5~3己之間。該熱再生 通常在柱中進行，所述柱的底部裝有再沸器，頂部具有冷凝器，該冷凝器對再生中釋放的酸 性化合物進行冷卻并使冷凝物作為回流循環(huán)至再生器的頂部。
[0004] 當待處理的氣體的壓力明顯高于大氣壓時，例如在待處理的天然氣的壓力在70 己的量級的情況下，在吸收器底部得到的富含酸性氣體的溶劑可含有大量溶解控。然后，常 規(guī)的做法是實施一個釋放運些被富含酸性氣體的溶劑的簡單膨脹所蒸發(fā)的溶解控。在待處 理的原料氣體的壓力與熱再生階段的壓力之間的中間壓力下實施該膨脹，一般在5~15己 的量級之間。從而，能被用作燃燒氣體的含有更輕質(zhì)溶解控的氣體被從富含C〇2的溶劑中 分離出來，所述更輕質(zhì)溶解控占所述氣體的大部分體積。有時利用來自加熱階段的再生溶 劑物流洗涂該氣體W對膨脹時所釋放的酸性化合物進行再吸收。對膨脹所釋放的氣體進行 的洗涂通常在直接置于分離器罐上的柱中進行，該柱位于氣體和膨脹液體之間。從而，含酸 性化合物的溶劑與經(jīng)過膨脹的溶劑直接混合并被輸送至熱再生階段。 陽〇化]為了降低運些方法的耗熱量，通常實施使膨脹后的富溶劑與再生柱底部所得的熱 的再生溶劑進行熱交換的步驟。
[0006] 對運些溶劑的再生生成了富含酸性化合物的氣體流出物。當原料氣體含有大量重 質(zhì)控（例如數(shù)百ppmv)時，發(fā)現(xiàn)運些氣體W較高比例存在于再生器頂部的酸性氣體中。確 實，雖然對再生器底部所得到的富含酸性氣體的溶劑進行的膨脹階段允許釋放大部分溶解 于吸收器底部的溶劑中的輕質(zhì)控（甲燒、已燒等），但是其不允許萃取大部分更重的化合 物。由此，通常在再生器頂部得到可含數(shù)百ppmv的控的酸性氣體。酸性氣體中的運些化合 物中的大部分包括V0C(揮發(fā)性有機化合物）含量的增加，并可導(dǎo)致無法滿足V0C規(guī)格。在 排氣孔道中，V0C由W下控化合物組成：直鏈燒控（有時不包括甲燒）、環(huán)燒控、芳族化合物 (苯、甲苯、乙苯和二甲苯）。然后需要提供例如燃燒等包含昂貴的裝置且高能耗（燃燒氣 體消耗量）的酸性氣體后處理階段。
[0007] 酸性氣體有時被再次注入油井中W促進萃取階段巧OR)的進行，尤其是在脫碳的 情況下。因此對飽和水蒸氣的酸性氣體進行壓縮是必要的。該需要多個階段的壓縮生成冷 凝水。隨后在運些水性冷凝物中發(fā)現(xiàn)了存在于酸性氣體中的控，運大大增加了需要用來去 除污染控（尤其是芳族化合物）的處理相關(guān)冷凝物的成本。
[0008] 為了克服運些缺陷，可W將存在于酸性氣體中的控吸附于合適的材料（例如活性 炭）之上。該方法需要附加的處理裝置，該處理裝置可能需要昂貴的投資（可再生的吸收 劑的場合）或運行成本（不可再生的吸收劑的場合）。
[0009] 本發(fā)明提供一種簡單而廉價的方法，該方法只需要少量的附加裝置，該附加裝置 在再生后從被溶劑吸收的酸性氣體的主要部分中分離出被溶劑共吸收的控的主要部分。本 方法是通過使用LP(低壓）閃蒸系統(tǒng)來實現(xiàn)的，該閃蒸系統(tǒng)允許再生器頂部的控含量受到 控制。
[0010] 從而，本方法允許再生器頂部的控含量受到控制，運帶來了W下益處：
[0011] 通過對LP閃蒸系統(tǒng)的壓力和溫度進行最優(yōu)化，可W得到無需經(jīng)過后處理階段就 可W排入大氣的酸性氣體，該酸性氣體通常需要滿足V0C含量方面（尤其當芳香化合物存 在時）的環(huán)境標準，然后才可W在沒有?？谟糜谄茐拇嬖谟谒嵝詺怏w中的控的燃燒器的情 況下運行。當然，雖然對LP閃蒸罐的通風孔道進行凈化的燃燒器是必要的，但其更小，因為 待燃燒的氣流小得多（酸性氣體流速的5~15% )，待燃燒的氣流降低，用于燃燒的燃料氣 體的消耗量也明顯降低，通過本發(fā)明，待再生的胺流稍有降低，根據(jù)再生器的尺寸和再沸器 的進料，還實現(xiàn)了增益，對于脫碳應(yīng)用，通過本發(fā)明得到的酸性氣體含有水和0)2、W及少得 多的控。如果為了提高原油采收率而將酸性氣體再次注入，通常對于凈化從多個壓縮階段 萃取得到的冷凝物（運里指水）的必要的處理則大大減少，甚至取消。由于水的純度，水可 W在一些情況下被直接循環(huán)至胺裝置，降低了補充水的消耗量，W達到環(huán)境標準，由于本發(fā) 明的方案的低燃燒氣體消耗量，本方法的能耗得到了顯著降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 總的來說，本發(fā)明設(shè)及一種使例如天然氣的控氣體脫碳的方法，該方法使用溶劑 對控氣體進行洗涂，包括實施W下階段：
[001引a)使所述氣體與吸收劑溶液接觸W得到％貧化的氣體和加載有C0 2的吸收劑溶 液；
[0014]b)在預(yù)定的壓力和溫度下加熱加載有0)2的吸收劑溶液并使其膨脹W釋放含控的 氣體饋分并得到控貧化的吸收劑溶液，經(jīng)過選擇的所述溫度和所述壓力使所述氣體饋分至 少含有所述加載有C〇2的吸收劑溶液中所含控的50%，且最多含有所述加載有C0 2的吸收 劑溶液中所含0)2的35% ;
[0015]C)對控貧化的吸收劑溶液進行熱再生W釋放富含0)2的氣體流出物并得到再生吸 收劑溶液。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明，可W對壓力和溫度進行選擇W使氣體饋分至少含有加載有(?的吸 收劑溶液中所含控的70%，且含有小于加載有0)2的吸收劑溶液中所含C0 2的30%。
[0017] 溫度的范圍可W在階段a)后所得的加載有(?的吸收劑溶液的溫度與階段C)后 所得的再生吸收劑溶液的溫度之間，且壓力高于大氣壓。 陽01引溫度的范圍可W在例如50°C~140°C之間，且壓力的范圍可W在1. 5~6己之間。
[0019] 根據(jù)本發(fā)明，階段c)中所得的再生吸收劑溶液的至少一部分被作為吸收劑溶液 循環(huán)至階段a)。
[0020] 根據(jù)一種實施方式，在階段b)之前，加載有0)2的吸收劑溶液在壓力P2和一個溫 度下膨脹，所述壓力P2的范圍在階段b)中所用的壓力與階段a)中所用的壓力之間，所述 溫度與階段a)后所得到的所述加載有C〇2的吸收劑溶液的溫度基本相同。壓力P2的范圍 可在5~15己之間。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明，吸收劑溶液可W包括胺或胺的混合物的水溶液。胺可W選自伯胺、仲 胺、空間位阻仲胺、叔胺、W及叔胺與伯胺或仲胺的混合物。 陽02引伯胺可W單獨或W混合物的形式選自單乙醇胺（MEA)、氨基乙基乙醇胺（AEEA)、 二甘醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇及其N未取代衍生物。
[0023] 仲胺可W單獨或W混合物的形式選自二乙醇胺值EA)、二異丙醇胺值IPA)、贓嗦 及其至少有一個氮原子未被取代的衍生物、嗎嘟及其N未取代衍生物、贓晚及其N未取代衍 生物、N-(2'-徑乙基）-2-氨基-2-甲基-1-丙醇、N-(2'-徑丙基）-2-氨基-2-甲基-1-丙 醇、N-(2' -徑下基）-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
[0024]叔胺可W單獨或W混合物的形式選自甲基二乙醇胺（MDEA)、S乙醇胺（TEA)、 乙基二乙醇胺、二乙基乙醇胺、二甲基乙醇胺、1-甲基-4-(3-二甲基氨基丙基）-贓嗦、 1-乙基-4-(二乙基氨基乙基）、1-甲基-4-徑基-贓晚、1-甲基-2-徑甲基-贓晚、 1,2-雙-(2-二甲基-氨基-乙氧基）-乙燒、雙（二甲基氨基-3-丙基）酸、雙（二乙基氨 基-3-丙基）酸、（二甲基氨基-2-乙基）-(二甲基氨基-3-丙基）-酸、（二乙基氨基-2-乙 基）-(二甲基氨基-3-丙基）-酸、（二甲基氨基-2-乙基）-(二乙基氨基-3-丙基）-酸、 (二乙基氨基-2-乙基）-(二乙基氨基-3-丙基）-酸、N-甲基-N-(3-甲氧基丙基）-2-氨 基乙醇、N-甲基-N-(3-甲氧基丙基）-1-氨基-2-丙醇、N-甲基-N-(3-甲氧基丙基）-1-氨 基-2-下醇、N-乙基-N- (3-甲氧基丙基）-2-氨基乙醇、N-乙基-N- (3-甲氧基丙基）-1-氨 基-2-丙醇、N-乙基-N-(3-甲氧基丙基）-1-氨基-2-下醇、N-異丙基-N-(3-甲氧基丙 基）-2-氨基乙醇、N-異丙基-N-(3-甲