BR112021008013A2

BR112021008013A2 - método de absorção de gás em cocorrente e sistema com um absorvedor realçado

Info

Publication number: BR112021008013A2
Application number: BR112021008013-9A
Authority: BR
Inventors: P. Scott Northrop; J. Timothy CULLINANE
Original assignee: Exxonmobil Upstream Research Company
Priority date: 2018-11-19
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2021-08-03
Also published as: SG11202104587VA; EP3883670A1; WO2020106396A1; JP2022513039A; JP7421553B2

Abstract

MÉTODO DE ABSORÇÃO DE GÁS EM COCORRENTE E SISTEMA COM UM ABSORVEDOR REALÇADO. Um sistema de processamento de gás é descrito nesta invenção. O sistema de processamento de gás inclui vários sistemas de contato em cocorrente configurados para contatar uma corrente de gás de alimentação azedo incluindo um gás ácido com uma corrente de solvente para produzir uma corrente de gás parcialmente adoçado e uma corrente de solvente rico incluindo um gás ácido absorvido. Pelo menos um dos sistemas de contato em cocorrente é configurado para enviar a corrente de solvente rico para um regenerador. O regenerador é configurado para remover o gás ácido absorvido da corrente de solvente rico para produzir uma corrente de solvente pobre. O sistema de processamento de gás também inclui um tratador de solvente configurado para tratar pelo menos uma porção da corrente de solvente pobre para produzir uma corrente de solvente realçada, e um sistema de contato em cocorrente final configurado para contatar a corrente de gás parcialmente adoçado com a corrente de solvente realçada para produzir uma corrente de solvente parcialmente carregada e uma corrente de gás final.

Description

“MÉTODO DE ABSORÇÃO DE GÁS EM COCORRENTE E SISTEMA COM UM ABSORVEDOR REALÇADO” REFERÊNCIA CRUZADA AO PEDIDO RELACIONADO

[0001] Este pedido reivindica o benefício de prioridade do Pedido de Patente Provisório dos Estados Unidos No 62/769144 depositado em 19 de novembro de 2018, intitulado ENHANCED ACID GAS REMOVAL WITHIN A GAS PROCESSING SYSTEM.

CAMPO

[0002] As presentes técnicas proporcionam a remoção realçada de gás ácido de uma corrente de gás usando solvente tratado dentro de um sistema de processamento de gás incluindo um esquema de fluxo em cocorrente. Mais especificamente, as presentes técnicas proporcionam o uso de um tratador de solvente em relação ao estágio final do sistema de processamento de gás para realçar a capacidade do solvente de remover seletivamente o gás ácido da corrente de gás.

FUNDAMENTOS

[0003] Esta seção é intencionada a introduzir vários aspectos da técnica, que podem ser associados com as modalidades exemplares das presentes técnicas. Acredita-se que este debate auxilie em fornecer uma estrutura para facilitar uma melhor compreensão dos aspectos particulares das presentes técnicas. Consequentemente, deve ser entendido que esta seção deve ser lida sob esta luz, e não necessariamente como admissões do estado da técnica.

[0004] A produção de hidrocarbonetos a partir de um reservatório frequentemente acarreta a produção acidental de gases que não hidrocarboneto. Tais gases incluem contaminantes tais como sulfeto de hidrogênio (H2S) e dióxido de carbono (CO2). Quando H2S e CO2 são produzidos como parte de uma corrente de gás hidrocarboneto, a corrente de gás bruto é, algumas vezes, referida como “gás azedo”. O H2S e CO2 são frequentemente referidos juntos como “gases ácidos”.

[0005] Além de correntes de produção de hidrocarboneto, gases ácidos podem ser associados com correntes de gás de síntese, ou com correntes de gás de refinaria. Gases ácidos também podem estar presentes dentro das assim chamadas correntes de gás de vaporização em instalações de processamento de gás. Além disso, gases ácidos podem ser gerados pela combustão de carvão, gás natural, ou outros combustíveis carbonáceos.

[0006] Correntes de gás natural podem conter não apenas H2S e CO2, mas também podem conter outras impurezas “ácidas”. Estas incluem mercaptanos e outros compostos de enxofre traços (por exemplo, COS). Além disso, correntes de gás natural podem conter água. Tais impurezas são frequentemente removidas antes do uso industrial ou residencial. Por exemplo, correntes de gás natural são tipicamente purificadas a concentrações de menos do que 4 partes por milhão (ppm) de H2S e menos do que 2 a 3 por cento em volume (% em vol.) de CO2 antes da venda. A extensão em que tais impurezas devem ser removidas é ditada por regulamentos do gasoduto, que ajudam a garantir a segurança pública e a manter a integridade do gasoduto reduzindo-se a corrosão.

[0007] A remoção de gás ácido é um processo caro e de uso intensivo de equipamento. A remoção de H2S das correntes de gás natural é especialmente complicada devido a considerações de segurança, saúde, e ambientais quando do trabalho com H2S tóxico e ao processamento de subprodutos de enxofre em enxofre sólido, ou à injeção de gás rico em H2S através de métodos de injeção de gás ácido.

[0008] Vários processos foram concebidos para remover os gases ácidos de uma corrente de gás natural bruto. Por exemplo, a corrente de gás natural bruto pode ser tratada com um solvente. Os solventes podem incluir solventes químicos tais como aminas. Exemplos de aminas usadas no tratamento de gás azedo incluem monoetanol amina (MEA), dietanol amina (DEA), e metil dietanol amina (MDEA).

[0009] Os solventes físicos são, algumas vezes, usados no lugar de solventes químicos. Exemplos incluem SELEXOLTM (disponível da Dow Chemical Company) e RECTISOL® (disponível do The Linde Group). Entretanto, solventes químicos são geralmente mais eficazes do que solventes físicos, particularmente em pressões de gás de alimentação abaixo de cerca de 300 psia (2,07 MPa). Em alguns exemplos, solventes híbridos, significando misturas de solventes físicos e químicos, foram usados. Um exemplo é Sulfinol.

[0010] Solventes químicos, tais como solventes com base em amina, dependem de uma reação química entre os solventes e os gases ácidos dentro da corrente de gás natural. O processo de reação é, algumas vezes, referido como “adoçamento de gás”. Como um exemplo, as reações de gases ácidos com aminas terciárias (R1 R 2 R 3 − N) são mostradas abaixo nas Eq. 1 e 2.

R − NH2 + H2 S → R − NH2 H + + SH − (reação muito rápida) (Eq. 1) R − NH2 + CO2 + H2 O → R − NH2 H + + HCO3− (reação lenta) (Eq. 2) Como mostrado na Eq. 1, a reação de H2S com a amina é inerentemente muito rápida e é frequentemente considerada instantânea com respeito à difusão e outras limitações cinéticas. Entretanto, como mostrado na Eq. 2, a reação de CO2 é um pouco mais lenta. A diferença nestas taxas de reação pode ser utilizada para remover seletivamente uma impureza sobre uma outra dentro de um sistema de processamento de gás. Note que as aminas primárias e secundárias oferecem uma via de reação mais rápida com CO2 para formar carbamatos. Consequentemente, estas aminas normalmente não podem ser usadas para a remoção seletiva de H2S. Exceções para isto incluem aminas “estericamente impedidas”, que impedem o CO2 de reagir com o hidrogênio do amino para formar carbamatos.

[0011] Gás de xisto frequentemente requer a remoção de H2S remoção com pouca a nenhuma remoção de CO2. Portanto, a remoção seletiva de H2S está se tornando uma parte central da instalação de processamento para recursos de gás natural. Para conseguir isto, um solvente com um alta seletividade para H2S pode ser usado. A “seletividade para H2S” do solvente é definida como a razão de remoção de H2S para remoção de CO2, que é uma função das respectivas taxas de reação. Uma seletividade para H2S alta pode ser obtida usando-se solventes que têm uma taxa de reação mais lenta com CO2. Similarmente, o tempo de contato das fases gasosas e líquidas pode ser minimizado para realçar a captação de H2S sobre CO2.

SUMÁRIO

[0012] Uma modalidade exemplar fornece um sistema de processamento de gás.

O sistema de processamento de gás inclui vários sistemas de contato em cocorrente configurados para contatar uma corrente de gás de alimentação azedo incluindo gás ácido com uma corrente de solvente para produzir uma corrente de gás parcialmente adoçado e uma corrente de solvente rico incluindo gás ácido absorvido. Pelo menos um dos sistemas de contato em cocorrente é configurado para enviar a corrente de solvente rico a um regenerador. O regenerador é configurado para remover o gás ácido absorvido da corrente de solvente rico para produzir uma corrente de solvente pobre. O sistema de processamento de gás também inclui um tratador de solvente configurado para tratar pelo menos uma porção da corrente de solvente pobre para produzir uma corrente de solvente realçada, e um sistema de contato em cocorrente final configurado para contatar a corrente de gás parcialmente adoçado com a corrente de solvente realçada para produzir uma corrente de solvente parcialmente carregada e uma corrente de gás final.

[0013] Uma outra modalidade exemplar fornece um método para a remoção de gás ácido realçada dentro de um sistema de processamento de gás. O método inclui contatar uma corrente de gás de alimentação azedo incluindo gás ácido com uma corrente de solvente dentro de vários sistemas de contato em cocorrente para produzir uma corrente de gás parcialmente adoçado e uma corrente de solvente rico incluindo gás ácido absorvido. O método também inclui remover o gás ácido absorvido da corrente de solvente rico dentro de um regenerador para produzir uma corrente de solvente pobre, e tratar pelo menos uma porção da corrente de solvente pobre dentro de um tratador de solvente para produzir uma corrente de solvente realçada. O método inclui ainda contatar a corrente de gás parcialmente adoçado com a corrente de solvente realçada dentro de um sistema de contato em cocorrente final para produzir uma corrente de solvente parcialmente carregada e uma corrente de gás final.

[0014] Uma outra modalidade exemplar fornece um sistema de processamento de gás. O sistema de processamento de gás inclui vários sistemas de contato em cocorrente configurados para contatar uma corrente de gás de alimentação azedo incluindo gás ácido com uma corrente de solvente para produzir uma corrente de gás parcialmente adoçado e uma corrente de solvente rico incluindo uma primeira porção do gás ácido. O sistema de processamento de gás inclui um primeiro regenerador configurado para remover a primeira porção do gás ácido da corrente de solvente rico para regenerar a corrente de solvente, e recircular a corrente de solvente em pelo menos um dos sistemas de contato em cocorrente. O sistema de processamento de gás também inclui um sistema de contato em cocorrente final configurado para contatar a corrente de gás parcialmente adoçado com uma corrente de solvente realçada para produzir uma corrente de gás final e uma corrente de solvente parcialmente carregada incluindo uma segunda porção do gás ácido. O sistema de processamento de gás inclui ainda um segundo regenerador configurado para remover a segunda porção do gás ácido da corrente de solvente parcialmente carregada para produzir uma corrente de solvente pobre, e um tratador de solvente configurado para tratar pelo menos uma porção da corrente de solvente pobre para produzir a corrente de solvente realçada que é contatada com a corrente de gás parcialmente adoçado dentro do sistema de contato em cocorrente final.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] As vantagens das presentes técnicas são mais bem entendidas referindo- se à descrição detalhada seguinte e aos desenhos anexos, em que:

[0016] A FIG. 1A é um diagrama de fluxo do processo de um sistema de processamento de gás que inclui um esquema de fluxo em cocorrente e é configurado para a remoção de gás ácido realçada;

[0017] A FIG. 1B é um diagrama de fluxo do processo de um outro sistema de processamento de gás que inclui um esquema de fluxo em cocorrente e é configurado para a remoção de gás ácido realçada;

[0018] A FIG. 2 é um diagrama de fluxo do processo de um sistema de separação que inclui vários sistemas de contato em cocorrente e um resfriador para a remoção de gás ácido realçada;

[0019] A FIG. 3 é um diagrama de fluxo do processo de um sistema de separação que inclui vários sistemas de contato em cocorrente e um leio de troca aniônica para a remoção de gás ácido realçada;

[0020] A FIG. 4 é um diagrama de fluxo do processo de um primeiro sistema de separação incluindo vários sistemas de contato em cocorrente e uma segunda separação incluindo um sistema de contato em cocorrente final e um tratador de solvente correspondente;

[0021] A FIG. 5 é uma esquemática de um sistema de contato em cocorrente; e

[0022] A FIG. 6 é um diagrama de fluxo do processo mostrando um método para a remoção de gás ácido realçada dentro de um sistema de processamento de gás.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0023] Na seção de descrição detalhada seguinte, modalidades específicas das presentes técnicas são descritas. Entretanto, na medida em que a descrição seguinte é específica para uma modalidade particular ou um uso particular das presentes técnicas, esta é intencionada a ser para propósitos exemplares apenas e simplesmente fornece uma descrição das modalidades exemplares. Consequentemente, as técnicas não são limitadas às modalidades específicas descritas abaixo, mas sim, incluem todas as alternativas, modificações, e equivalentes que caem dentro do espírito e escopo verdadeiros das reivindicações anexas.

[0024] No início, para facilidade de referência, certos termos usados neste pedido e seus significados como usados neste contexto são apresentados. Na medida em que um termo usado nesta invenção não esteja definido abaixo, ao mesmo deve ser dada a definição mais ampla que os técnicos no assunto deram a este termo como refletido em pelo menos uma publicação impressa ou patente publicada. Além disso, as presentes técnicas não são limitadas pela utilização dos termos mostrados abaixo, visto que todos os equivalentes, sinônimos, novos desenvolvimentos, e termos ou técnicas que servem para o mesmo propósito ou um propósito similar são considerados como estando dentro do escopo das presentes reivindicações.

[0025] “Gás ácido” se refere a qualquer gás que dissolve em água, produzindo uma solução ácida. Exemplos não limitantes de gases ácidos incluem sulfeto de hidrogênio (H2S), dióxido de carbono (CO2), dióxido de enxofre (SO2), dissulfeto de carbono (CS2), sulfeto de carbonila (COS), mercaptanos, ou misturas dos mesmos.

[0026] “Contator de cocorrente” se refere a um vaso que recebe uma corrente de gás e uma corrente separada de solvente em uma tal maneira que a corrente de gás e a corrente de solvente contatam entre si enquanto fluindo geralmente nas mesmas direções dentro do contator.

[0027] O termo “cocorrentemente” se refere ao arranjo interno de correntes do processo dentro de uma operação unitária que pode ser dividida em várias subseções pelas qual as correntes do processo fluem na mesma direção.

[0028] O termo “corrente de gás natural desidratada” se refere a uma corrente de gás natural que passou por um processo de desidratação. Tipicamente, a corrente de gás natural desidratada tem um teor de água de menos do que 7 lb H2O/milhão de pés cúbicos padrão para aplicações de gasoduto dos EUA, ou menos do que 0,1 ppm para aplicações de GNL. Qualquer processo adequado para desidratar a corrente de gás natural pode ser usado. Exemplos típicos de processos de desidratação adequados incluem, mas não são limitados a tratamento da corrente de gás natural com peneiras moleculares (para especificações de GNL) ou desidratação usando glicol ou metanol (para especificações de gasoduto dos EUA). Alternativamente, a corrente de gás natural pode ser desidratada por formação de hidratos de metano; por exemplo, usando um processo de desidratação como descrito no documento WO 2004/070297.

[0029] Como usado nesta invenção, o termo “desidratação” se refere ao pré- tratamento de uma corrente de gás de alimentação bruto para obter uma corrente de gás natural desidratada removendo-se parcial ou completamente água e, opcionalmente, alguns hidrocarbonetos pesados da corrente de gás de alimentação. Isto pode ser realizado por meio de um ciclo de pré-resfriamento, contra um circuito de resfriamento externo ou uma corrente de processo interno fria, por exemplo. Água também pode ser removida por meio de pré-tratamento com peneiras moleculares, por exemplo, zeólitos, ou gel de sílica ou óxido de alumina ou outros agentes de secagem. Água também pode ser removida por meio de lavagem com glicol, monoetileno glicol (MEG), dietileno glicol (DEG) ou trietileno glicol (TEG), ou glicerol. A quantidade de água na corrente de alimentação de gás é adequadamente menor do que 1 por cento em volume (% em vol.), preferivelmente menor do que 0,1 % em vol., mais preferivelmente menor do que 0,01 % em vol..

[0030] Como usado nesta invenção, o termo “fluido” se refere a gases, líquidos, e combinações de gases e líquidos, bem como a combinações de gases e sólidos, e combinações de líquidos e sólidos.

[0031] O termo “gás de combustão” se refere a qualquer corrente de gás gerada como um subproduto da combustão de hidrocarboneto.

[0032] O termo “gás” é usado permutavelmente com “vapor,” e é definido como uma substância ou mistura de substâncias no estado gasoso como distinguido do estado líquido ou sólido. Do mesmo modo, o termo “líquido” significa uma substância ou mistura de substâncias no estado líquido como distinguido do estado gasoso ou sólido.

[0033] Um “hidrocarboneto” é um composto orgânico que principalmente inclui os elementos hidrogênio e carbono, embora nitrogênio, enxofre, oxigênio, metais, ou qualquer número de outros elementos possam estar presentes em pequenas quantidades. Como usado nesta invenção, o termo “hidrocarboneto” geralmente se refere a componentes encontrados em gás natural, óleo, ou instalações de processamento químico. Além disso, o termo “hidrocarboneto” pode se referir a componentes encontrados em gás natural bruto, tais como CH4, C2H6, isômeros C3, isômeros C4, benzeno, e semelhantes.

[0034] Com respeito ao equipamento de processamento de fluido, o termo “em série” significa que dois ou mais dispositivos são colocados ao longo de uma linha de fluxo tal que uma corrente de fluido que passa por separação de fluido se move de um item do equipamento para o seguinte enquanto mantendo o fluxo em uma direção a jusante substancialmente constante. Similarmente, o termo “em linha” significa que dois ou mais componentes de um dispositivo de mistura e separação de fluido são conectados sequencialmente ou, mais preferivelmente, são integrados em um único dispositivo tubular.

[0035] O termo “usina industrial” se refere a qualquer usina que gere uma corrente de gás contendo pelo menos um hidrocarboneto ou um gás ácido. Um exemplo não limitante é uma usina de geração elétrica alimentada a carvão. Um outro exemplo é uma usina de cimento que emite CO2 em pressões baixas.

[0036] O termo “solvente líquido” se refere a um fluido em fase substancialmente líquida que preferencialmente absorve um componente sobre um outro. Por exemplo, um solvente líquido pode absorver preferencialmente um gás ácido, removendo ou “esfregando” desse modo pelo menos uma porção do componente de gás ácido de uma corrente de gás. Além disso, um solvente líquido pode absorver preferencialmente um gás ácido sobre um outro.

[0037] “Gás natural” se refere a um gás multicomponente obtido de um poço de petróleo bruto ou de uma formação subterrânea de gás. A composição e a pressão do gás natural podem variar significativamente. Uma corrente de gás natural típica contém metano (CH4) como um componente principal, isto é, maior do que 50 por cento em mol (% em mol.) da corrente de gás natural. A corrente de gás natural também pode conter etano (C2H6), hidrocarbonetos de peso molecular mais alto (por exemplo, hidrocarbonetos C3-C20), gases ácidos (por exemplo, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio), ou quaisquer combinações dos mesmos. O gás natural também pode conter quantidades menores de contaminantes tais como água, nitrogênio, sulfeto de ferro, cera, óleo bruto, ou quaisquer combinações dos mesmos. A corrente de gás natural pode ser substancialmente purificada antes do uso em modalidades descritas nesta invenção, de modo a remover os compostos que podem agir como venenos.

[0038] “Gás não absorvente” significa um gás que não é significativamente absorvido por um solvente durante um processo de tratamento ou condicionamento de gás.

[0039] Como usado nesta invenção, “purificação” inclui processos de separação pelos quais impurezas que podem causar problemas aos processos a jusante são removidas.

[0040] “Solvente” se refere a uma substância capaz, pelo menos em parte, de dissolver ou dispersar outras substâncias, tal como para fornecer ou formar uma solução. O solvente pode ser polar, não polar, neutro, prótico, aprótico, ou semelhantes. O solvente pode incluir qualquer elemento, molécula, ou composto adequados, tais como metanol, etanol, propanol, glicóis, éteres, cetonas, outros álcoois, aminas, soluções salinas, ou semelhantes. O solvente pode incluir solventes físicos, solventes químicos, ou semelhantes. O solvente pode operar por qualquer mecanismo adequado, tal como absorção física, absorção química, quimissorção, fisissorção, adsorção, adsorção com alternância de pressão, adsorção com alternância de temperatura, ou semelhantes. Os solventes específicos que são úteis para absorção de gás ácido incluem, mas não são limitados a, monoetanolamina (MEA), 2(2-aminoetóxi) etanol [Diglycolamine® (DGA)], dietanolamina (DEA), diisopropanolamina (DIPA), metildietanolamina (MDEA), trietilenoamina, FLEXSORB® SE, 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP), ou aminas formuladas tais como FLEXSORB® SE PLUS, a família de produtos UCARSOL™, ou soluções de MDEA formuladas.

[0041] “Substancial” quando usado em referência a uma quantidade de um material, ou uma característica específica do mesmo, se refere a uma quantidade que é suficiente para fornecer um efeito que o material ou a característica foram intencionados a fornecer. O grau de desvio exato permissível pode depender, em alguns casos, do contexto específico.

[0042] O termo “corrente de gás natural adoçado” se refere a uma corrente de gás natural teve pelo menos uma porção dos componentes de gás ácido removida. Visão geral

[0043] As presentes técnicas proporcionam a remoção realçada de gás ácido de uma corrente de gás azedo usando o solvente tratado dentro de um sistema de processamento de gás incluindo um esquema de fluxo em cocorrente. Em várias modalidades, as presentes técnicas são usadas para remover seletivamente o H2S de uma corrente de gás natural azedo. Especificamente, a corrente de gás natural azedo pode ser purificada a uma concentração de menos do que 4 ppm de H2S para satisfazer os regulamentos do gasoduto.

[0044] O esquema de fluxo em cocorrente pode utilizar qualquer número de sistemas de contato em cocorrente conectados em série dentro de uma tubulação. Uma corrente de gás natural e uma corrente de solvente líquido se movem juntas, isto é, cocorrentemente, dentro dos sistemas de contato em cocorrente. Em algumas modalidades, a corrente de gás natural e a corrente de solvente líquido se movem juntas geralmente ao longo do eixo longitudinal do sistema de contato em cocorrente.

[0045] Cada sistema de contato em cocorrente dentro do sistema de processamento de gás pode incluir um contator de cocorrente que facilita a absorção de gás ácido, tal como H2S e CO2, na corrente de solvente. Além disso, cada sistema de contato em cocorrente pode incluir um separador que é capaz de separar a corrente de gás natural da corrente de solvente com o gás ácido absorvido, produzindo uma corrente de gás natural adoçado, isenta de líquido.

[0046] Em algumas modalidades, a corrente de solvente é um solvente com base em amina que é capaz de absorver gases ácidos, tais como H2S e CO2, dentro da corrente de gás natural. Por exemplo, o solvente pode incluir, mas não é limitado a, monoetanolamina (MEA), 2(2-aminoetóxi) etanol [Diglycolamine® (DGA)], dietanolamina (DEA), diisopropanolamina (DIPA), metildietanolamina (MDEA), trietilenoamina, FLEXSORB® SE, 2-amino-2-metil-1-propanol (AMP), ou aminas formuladas tal como FLEXSORB® SE PLUS, a família de produtos UCARSOL™, ou soluções de MDEA formuladas.

[0047] De acordo com as técnicas atuais, conforme o solvente flui através da série de sistemas de contato em cocorrente, o solvente se torna carregado com contaminantes, tais como H2S e CO2. Para reagir rapidamente componentes como H2S, isto pode resultar em uma condição de aperto perto da saída dos sistemas de contato em cocorrente como o CO2, que é termodinamicamente favorecido para absorção, começa a substituir o H2S. Para uma aplicação típica de gás de xisto, em que é desejável remover até 1.000 ppm de H2S, três ou quatro sistemas de contato em cocorrente podem ser usados. Entretanto, pode ser particularmente desafiador atingir uma especificação de H2S de 4 ppm no estágio final porque o solvente se carregará com H2S e CO2 visto que ele flui através do dispositivo, reduzindo assim sua capacidade de reduzir ainda mais a concentração de H2S da corrente de gás natural.

[0048] Portanto, de acordo com as modalidades descritas nesta invenção, a remoção de H2S realçada é obtida através do uso de um tratador de solvente a montante do sistema de contato em cocorrente final. O tratador de solvente é configurado para modificar a corrente de solvente para a absorção de H2S aumentada no sistema de contato em cocorrente final, como descrito ainda com respeito às FIGS. 1A, 1B, 2, 3, 4, e 6. Sistema de processamento de gás

[0049] A FIG. 1A é um diagrama de fluxo do processo de um sistema de processamento de gás 100 que inclui um esquema de fluxo em cocorrente e é configurado para a remoção de gás ácido realçada. O sistema de processamento de gás 100 pode ser usado para a remoção de componentes de gás ácido, tais como H2S e CO2, de uma corrente de gás de alimentação 102. Além disso, o sistema de processamento de gás 100 pode ser usado para a remoção de água ou outras impurezas da corrente de gás de alimentação 102. O sistema de processamento de gás 100 pode utilizar vários sistemas de contato em cocorrente 104A-F. Cada sistema de contato em cocorrente 104A-F pode incluir um contator de cocorrente e um separador, por exemplo, como debatido ainda com respeito à FIG. 5.

[0050] A corrente de gás de alimentação 102 pode ser, por exemplo, uma corrente de gás natural de uma operação de produção de hidrocarboneto, uma corrente de gás de combustão de uma usina elétrica, ou uma corrente de gás de síntese (syngas). Se a corrente de gás de alimentação 102 for uma corrente de syngas, a corrente de gás de alimentação 102 pode ser resfriada e filtrada antes de ser introduzida no sistema de processamento de gás 100. A corrente de gás de alimentação 102 também pode ser uma corrente de gás de vaporização tomada de um tambor de vaporização em uma instalação de processamento de gás propriamente dita. Além disso, a corrente de gás de alimentação 102 pode ser uma corrente de gás residual de um processo de recuperação de enxofre de Claus ou uma corrente de impurezas de um regenerador de solvente. Além disso, a corrente de gás de alimentação 102 pode ser uma emissão de exaustão de uma usina de cimento ou outra usina industrial. Neste exemplo, CO2 pode ser absorvido do ar em excesso ou de um gás de combustão contendo nitrogênio.

[0051] A corrente de gás de alimentação 102 pode incluir um gás não absorvente, tal como metano, e um ou mais impurezas, tais como CO2 e H2S. Em algumas modalidades, a corrente de gás de alimentação 102 inclui uma grande quantidade de H2S, tal como, por exemplo, na ordem de 1.000 ppm de H2S. O sistema de processamento de gás 100 pode converter a corrente de gás de alimentação 102 em uma corrente de gás adoçado 106 removendo-se o CO2 e o H2S. Em várias modalidades, a corrente de gás adoçado 106 contém concentrações de menos do que 4 ppm de H2S e menos do que 2 a 3 % em vol. de CO2.

[0052] Em operação, a corrente de gás de alimentação 102 pode fluir em um primeiro sistema de contato em cocorrente 104A, onde a mesma é misturada com uma corrente de solvente 108. Em várias modalidades, a corrente de solvente 108 inclui um solução de amina, tal como monoetanol amina (MEA), dietanol amina (DEA), ou metildietanol amina (MDEA). A corrente de solvente 108 pode incluir um solvente pobre que passou por um processo de dessorção para a remoção de impurezas de gás ácido. Por exemplo, no sistema de processamento de gás 100 mostrado na FIG. 1A, a corrente de solvente 108 introduzida no primeiro sistema de contato em cocorrente 104A inclui um solvente semipobre que é tomado de uma porção central de um regenerador 110. Uma corrente de solvente pobre 112 tomada do regenerador 110 também pode ser dirigida no quinto sistema de contato em cocorrente e sistema de contato em cocorrente final 104E e 104F.

[0053] Em várias modalidades, o sistema de processamento de gás 100 utiliza uma série de sistemas de contato em cocorrente 104A-F. Cada sistema de contato em cocorrente 104A-F remove uma porção do teor de gás ácido da corrente de gás de alimentação 102, liberando desse modo uma corrente de gás progressivamente adoçado em uma direção a jusante. O sistema de contato em cocorrente final 104F fornece o corrente de gás adoçado final 106.

[0054] Antes de entrar no primeiro sistema de contato em cocorrente 104A, a corrente de gás de alimentação 102 pode passar através de um separador de entrada

114. O separador de entrada 114 pode ser usado para limpar a corrente de gás de alimentação 102 filtrando-se as impurezas, tais como salmoura e fluidos de perfuração. Alguma filtração de partícula também pode ocorrer. A limpeza da corrente de gás de alimentação 102 pode impedir a formação de espuma do solvente durante o processo de tratamento de gás ácido.

[0055] Em algumas modalidades, a corrente de gás de alimentação 102 também pode ser pré-tratada a montante do separador de entrada 114 ou do primeiro sistema de contato em cocorrente 104A. Por exemplo, a corrente de gás de alimentação 102 pode passar por uma lavagem com água para remover o glicol ou outros aditivos químicos. Isto pode ser realizado por intermédio de um circuito de processamento separado (não mostrado) em que água é introduzida ao gás, tal como por intermédio de um sistema de contato em cocorrente adicional. Água tem uma afinidade por glicol e extrairá o glicol da corrente de gás de alimentação 102. Isto, por sua vez, ajudará a controlar a formação de espuma dentro dos sistemas de contato em cocorrente 104A- F. No caso de aplicações de gás de combustão, inibidores de corrosão podem ser adicionados ao solvente para retardar a reação de O2 com o aço nos processos.

[0056] Como mostrado na FIG. 1A, a corrente de solvente 108 flui no primeiro sistema de contato em cocorrente 104A. O movimento da corrente de solvente semipobre 108 no primeiro sistema de contato em cocorrente 104A pode ser auxiliado pelas bombas 116A e 116B e um resfriador 117. O resfriador 117 pode fazer com que a corrente de solvente 108 flua no primeiro sistema de contato em cocorrente 104A em uma temperatura adequada, enquanto as bombas 116A e 116B podem fazer com que a corrente de solvente 108 flua no primeiro sistema de contato em cocorrente 104A em uma pressão adequada de, por exemplo, cerca de 15 psia a cerca de 1.500 psig.

[0057] Uma vez dentro do primeiro sistema de contato em cocorrente 104A, a corrente de gás de alimentação 102 e a corrente de solvente 108 se move ao longo do eixo longitudinal do primeiro sistema de contato em cocorrente 104A. Conforme elas se movem, a amina líquida (ou outra solução de tratamento) interage com o H2S e o CO2 na corrente de gás de alimentação 102, fazendo com que o H2S e o CO2 se liguem quimicamente a ou sejam absorvidos pelas moléculas de amina. Uma primeira corrente de solvente parcialmente carregada, ou “rica” 118A pode fluir de uma porção de fundo do primeiro sistema de contato em cocorrente 104A. Além disso, uma primeira corrente de gás parcialmente adoçado 120A pode fluir de uma porção de topo do primeiro sistema de contato em cocorrente 104A e em um segundo sistema de contato em cocorrente 104B.

[0058] Como mostrado no exemplo ilustrado na FIG. 1A, um terceiro sistema de contato em cocorrente 104C pode ser fornecido depois do segundo sistema de contato em cocorrente 104B, e um quarto sistema de contato em cocorrente 104D pode ser fornecido depois do terceiro sistema de contato em cocorrente 104C. Além disso, um quinto sistema de contato em cocorrente 104E pode ser fornecido depois do quarto sistema de contato em cocorrente 104D, e um sistema de contato em cocorrente final 104F pode ser fornecido depois do quinto sistema de contato em cocorrente 104E. Cada um do segundo, terceiro, quarto, e quinto sistemas de contato em cocorrente 104B, 104C, 104D, e 104E pode gerar uma respectiva corrente de gás parcialmente adoçado 120B, 120C, 120D, e 120E. Além disso, cada um do segundo, terceiro, quarto, quinto sistemas de contato em cocorrente, e sistema de contato em cocorrente final 104B, 104C, 104D, 104E, e 104F pode gerar uma respectiva corrente de solvente parcialmente carregada 118B, 118C, 118D, 118E, e 118F. Se uma amina for usada como a corrente de solvente 108, as correntes de solvente parcialmente carregadas 118A-F podem incluir soluções de amina ricas. No sistema de processamento de gás 100, a segunda corrente de solvente parcialmente carregada 118B se une com a primeira corrente de solvente parcialmente carregada 118A e passa por um processo de regeneração no regenerador 110.

[0059] Conforme as correntes de gás progressivamente adoçado 120A-E são geradas, a pressão do gás no sistema de processamento de gás 100 diminuirá progressivamente. Conforme isto ocorre, a pressão do líquido das correntes de solvente progressivamente mais ricas 118A-F podem ser correspondentemente aumentadas. Isto pode ser realizado colocando-se uma ou mais bombas de reforço (não mostradas) entre cada sistema de contato em cocorrente 104A-F para reforçar a pressão do líquido no sistema de processamento de gás 100.

[0060] No sistema de processamento de gás 100, correntes de solvente podem ser regeneradas fluindo-se as correntes de solvente parcialmente carregadas 118A e 118B através de um tambor de vaporização 122. Gás natural absorvido 124 pode ser vaporizado das correntes de solvente parcialmente carregadas 118A e 118B dentro do tambor de vaporização 122, e pode fluir do tambor de vaporização 122 por intermédio de uma linha de topo 126.

[0061] A corrente de solvente rico resultante 128 pode fluir do tambor de vaporização 122 para o regenerador 110. A corrente de solvente rico 128 pode ser introduzida no regenerador 110 para dessorção. O regenerador 110 pode incluir uma porção do despojador 130 incluindo bandejas ou outros internos (não mostrados). A porção do despojador 130 pode estar localizada diretamente acima de uma porção do refervedor 132. Uma fonte de calor 134 pode ser fornecida com a porção do refervedor 132 para gerar calor. O regenerador 110 produz a corrente de solvente pobre regenerada 112 que é reciclada para reutilização no quinto sistema de contato em cocorrente e sistema de contato em cocorrente final 104E e 104F. O gás de topo despojado do regenerador 110, que pode incluir H2S e CO2 concentrados, pode fluir do regenerador 110 como uma corrente de impurezas de topo 136.

[0062] A corrente de impurezas de topo 136 pode fluir em um condensador 138, que pode resfriar a corrente de impurezas de topo 136. A corrente de impurezas resfriada resultante 140 pode fluir através de um acumulador de refluxo 142. O acumulador de refluxo 142 pode separar qualquer líquido remanescente, tal como água condensada, da corrente de impurezas 140. Isto pode resultar na geração de uma corrente de gás ácido substancialmente pura 144, que pode fluir do acumulador de refluxo 142 por intermédio de uma linha de topo 146.

[0063] Em algumas modalidades, o H2S na corrente de gás ácido 144 depois é convertido em enxofre elementar usando uma unidade de recuperação de enxofre (não mostrada). A unidade de recuperação de enxofre pode ser uma assim chamada unidade de Claus. Os técnicos no assunto entenderão que um “processo de Claus” é um processo que é, algumas vezes, usado pelas indústrias de gás natural e refinaria para recuperar o enxofre elementar de correntes de gás contendo H2S.

[0064] Em prática, o “gás residual” do processo de Claus, que pode incluir H2S, SO2, CO2, N2, e vapor d’água, pode ser reagido para converter o SO2 a H2S por intermédio de hidrogenação. A corrente de gás residual hidrogenada tem uma pressão parcial alta, uma grande quantidade de CO2, por exemplo, mais do que 50 %, e uma pequena quantidade de H2S, por exemplo, alguma porcentagem ou menos. Este tipo de corrente de gás, que está tipicamente próximo da pressão atmosférica, é acessível à remoção seletiva de H2S. O H2S recuperado pode ser reciclado da frente da unidade de Claus, ou pode ser sequestrado a jusante. Alternativamente, uma oxidação direta do H2S ao enxofre elementar pode ser realizada usando vários processos conhecidos no campo de separação de gás.

[0065] Porque a reação de H2S é instantânea em relação às reações de CO2, reduzir o tempo de permanência, isto é, o tempo de contato entre as fases de vapor e líquidas, resultará em menos CO2 sendo absorvido no solvente. O projeto dos sistemas de contato em cocorrente 104A-F realça a remoção seletiva de H2S devido ao tempo de contato curto inerente no projeto do equipamento.

[0066] Como mostrado na FIG. 1A, uma corrente de líquido residual 148 pode fluir do fundo do acumulador de refluxo 142. A corrente de líquido residual 148 pode fluir através de uma bomba de refluxo 150, que pode reforçar a pressão da corrente de líquido residual 148 e bombear a corrente de líquido residual 148 no regenerador 110. A corrente de líquido residual 148 pode fluir do regenerador 110, por exemplo, do fundo da porção do refervedor 132 como parte da corrente de solvente pobre 112. Um pouco de água pode ser adicionado à corrente de solvente pobre 112 para equilibrar a perda de vapor d’água à corrente de gás adoçado 106 e à corrente de gás ácido

144. Esta água pode ser adicionada em uma entrada ou sucção da bomba de refluxo

150.

[0067] A corrente de solvente pobre 112 pode estar em uma pressão baixa. Consequentemente, a corrente de solvente pobre 112 pode ser passada através de uma bomba de reforço de pressão 152. A partir da bomba de reforço de pressão 152, a corrente de solvente pobre 112 pode fluir através de um resfriador 154. O resfriador 154 pode resfriar a corrente de solvente pobre 112 de volta até à temperatura ambiente depois que ela foi aquecida pelo regenerador 110.

[0068] Em algumas modalidades, a corrente de solvente pobre 112 depois pode fluir em um tanque de solvente156. Em outras modalidades, o tanque de solvente156 está fora de linha e fornece um reservatório para a corrente de solvente pobre 112.

[0069] O movimento da corrente de solvente pobre 112 para o quinto sistema de contato em cocorrente e sistema de contato em cocorrente final 104E e 104F pode ser auxiliado por uma bomba 158. A bomba 158 pode fazer com que a corrente de solvente pobre 112 flua em uma pressão adequada, por exemplo, de cerca de 15 psia a cerca de 1.500 psig.

[0070] Uma primeira porção 160 da corrente de solvente pobre 112 pode ser unida com a corrente de solvente parcialmente carregada 118F e fluir no quinto sistema de contato em cocorrente 104E. Uma segunda porção 162 da corrente de solvente pobre 112 pode fluir em um tratador de solvente 164, que é configurado para tratar a corrente de solvente pobre 112 para produzir uma corrente de solvente realçada 166. De acordo com as modalidades descritas nesta invenção, a corrente de solvente realçada 166 é uma corrente de solvente tratado que é capaz de absorver uma concentração mais alta de gás ácido do que a corrente de solvente pobre 112. A corrente de solvente realçada 166 pode ser uma corrente de solvente altamente seletiva de H2S que é capaz de absorver seletivamente uma concentração mais alta de H2S em oposição a CO2. Em várias modalidades, uma concentração de H2S de menos do que 4 ppm dentro da corrente de gás adoçado final 106 é obtida usando a corrente de solvente realçada 166.

[0071] Em várias modalidades, o tratador de solvente 164 é um resfriador que é configurado para produzir a corrente de solvente realçada 166 resfriando-se a corrente de solvente pobre 112 até pelo menos cerca da temperatura ambiente, tal como cerca de 20 ºC a 25 ºC, ou até pelo menos cerca de 5 °C abaixo da temperatura ambiente, ou até pelo menos cerca de 10 °C abaixo da temperatura ambiente, ou até pelo menos cerca de 20 °C abaixo da temperatura ambiente, ou até uma temperatura que seja a mesma como, ou levemente mais baixa do que, aquela da corrente de gás parcialmente adoçado 120E que entra no sistema de contato em cocorrente final 104F. Por exemplo, o tratador de solvente 164 pode ser um resfriador de amônia, um fluxo de água fria de uma torre de resfriamento de água, ou qualquer outro tipo adequado de resfriador.

[0072] Em algumas modalidades, um analisador (não mostrado) e um controlador (não mostrado) podem ser acoplados ao tratador de solvente 164, como descrito em mais detalhe com respeito à FIG. 2. O analisador pode ser configurado para determinar a concentração de gás ácido da corrente de gás adoçado final 106 que sai do sistema de contato em cocorrente final 104F. O controlador depois pode ajustar a temperatura do tratador de solvente 164 com base na análise da corrente de gás adoçado 106.

[0073] Em algumas modalidades, o tratador de solvente 164 é um leio de troca aniônica que produz a corrente de solvente realçada 166 removendo-se HS- e HCO3- residuais da corrente de solvente pobre 112. Em outras modalidades, o tratador de solvente 164 é uma unidade de eletrodiálise que é configurada para produzir a corrente de solvente realçada 166 reduzindo-se a carga pobre da corrente de solvente pobre 112. Nestas modalidades, o tratador de solvente 164 também pode ser usado para remover os contaminantes de sal estáveis em calor da corrente de solvente pobre

112.

[0074] Em outras modalidades, o tratador de solvente 164 produz a corrente de solvente realçada 166 injetando-se um fluido de realce na corrente de solvente pobre 112 que realça a capacidade do solvente de absorver seletivamente gás ácido. Por exemplo, um descontaminante de H2S líquido pode ser adicionado à corrente de solvente pobre 112 para aumentar a capacidade do solvente de remover o H2S residual dentro da corrente de gás parcialmente adoçado 120E. Em algumas modalidades, um desvio controlado (não mostrado) pode ser usado para garantir que a corrente de gás adoçado final 106 tenha uma concentração de 3 a 4 ppm de H2S, não de 0 ppm, que seria um resíduo de descontaminante.

[0075] O diagrama de fluxo do processo da FIG. 1A não é intencionado a indicar que o sistema de processamento de gás 100 deve incluir todos os componentes mostrados na FIG. 1A. Além disso, qualquer número de componentes adicionais pode ser incluído dentro do sistema de processamento de gás 100, dependendo dos detalhes da implementação específica. Por exemplo, o sistema de processamento de gás 100 pode incluir quaisquer tipos adequados de aquecedores, resfriadores,

condensadores, bombas de líquido, compressores de gás, sopradores, linhas de desvio, outros tipos de equipamento de separação e/ou fracionamento, válvulas, comutadores, controladores, e dispositivos de medição de pressão, dispositivos de medição de temperatura, dispositivos de medição de nível, ou dispositivos de medição de fluxo, entre outros. Além disso, o sistema de processamento de gás 100 pode incluir qualquer número de sistemas de contato em cocorrente adicionais.

[0076] Em algumas modalidades, a corrente de solvente pobre 112 tomada do regenerador 110 é apenas dirigida no sistema de contato em cocorrente final 104F, não no quinto sistema de contato em cocorrente 104E. Nestas modalidades, a corrente de solvente pobre inteira 112 é enviada através do tratador de solvente 164 para produzir a corrente de solvente realçada 166.

[0077] Em algumas modalidades, uma porção da corrente de solvente rico 128 é acidificada antes que a corrente de solvente rico 128 entre no regenerador 110. Isto pode ser realizado adicionando-se 1 a 2 por cento em peso (% em peso) de ácido fosfórico à corrente de solvente rico 128. A acidificação da corrente de solvente rico 128 pode permitir que a corrente de solvente rico 128 libere mais gás ácido durante o processo de regeneração.

[0078] A FIG. 1B é um diagrama de fluxo do processo de um outro sistema de processamento de gás 168 que inclui um esquema de fluxo em cocorrente e é configurado para a remoção de gás ácido realçada. Itens numerados semelhantes são como descrito com respeito à FIG. 1A. A operação do sistema de processamento de gás 168 da FIG. 1B é similar àquela do sistema de processamento de gás 100 da FIG. 1A. Entretanto, no sistema de processamento de gás 168 da FIG. 1B, o primeiro sistema de contato em cocorrente 104A recebe a corrente de solvente parcialmente carregada 118B do segundo sistema de contato em cocorrente 104B. Portanto, o sistema de processamento de gás 168 não inclui a corrente de solvente semipobre

108.

[0079] Porque a corrente de solvente parcialmente carregada 118B recebida pelo primeiro sistema de contato em cocorrente 104A na FIG. 1B já foi processado através do segundo sistema de contato em cocorrente 104B, a corrente de solvente parcialmente carregada 118B recebida pelo primeiro sistema de contato em cocorrente 104A pode ser muito rica. Por esta razão, pode ser desejável fornecer algum nível de processamento intermediário da corrente de solvente parcialmente carregada 118B.

[0080] Alternativamente, uma corrente de solvente semipobre pode ser tomada de outras operações de adoçamento no sistema de processamento de gás 168 e usada, pelo menos em parte, como um solução de amina para o primeiro ou segundo sistema de contato em cocorrente 104A ou 104B. A este respeito, existem situações em que um único tipo de solvente é usado para mais do que um serviço no sistema de processamento de gás 168. Isto é referido como tratamento de gás integrado. Por exemplo, MDEA pode ser usado tanto para remoção de gás ácido seletivo de H2S de alta pressão, bem como em um processo de tratamento de gás residual (TGT) de Claus. A corrente de amina rica do processo de TGT não é pesadamente carregada com H2S e CO2, devido à baixa pressão do processo. Assim, em algumas modalidades, a corrente de amina rica do processo de TGT é usada como uma corrente semipobre para o primeiro ou segundo sistema de contato em cocorrente 104A ou 104B. A corrente semipobre (não mostrada) pode ser bombeada a uma pressão adequada e injetada no primeiro ou segundo sistema de contato em cocorrente 104A ou 104B, possivelmente junto com a corrente de solvente parcialmente carregada do sistema de contato em cocorrente subsequente.

[0081] Além disso, no sistema de processamento de gás 168 da FIG. 1B, a primeira solução de solvente parcialmente carregada 118A flui através de um trocador de calor 170 depois de fluir através do tambor de vaporização 122. Dentro do trocador de calor 170, a temperatura da primeira solução de solvente parcialmente carregada 118A é aumentada por intermédio de troca de calor com a corrente de solvente pobre 112 tomada do regenerador 110. Isto serve para aquecer a primeira solução de solvente parcialmente carregada 118A antes da introdução no regenerador 110, enquanto resfriando a corrente de solvente pobre 112.

[0082] O diagrama de fluxo do processo da FIG. 1B não é intencionado a indicar que o sistema de processamento de gás 168 deve incluir todos os componentes mostrados na FIG. 1B. Além disso, qualquer número de componentes adicionais pode ser incluído dentro do sistema de processamento de gás 168, dependendo dos detalhes da implementação específica. Por exemplo, o sistema de processamento de gás 168 pode incluir quaisquer tipos adequados de aquecedores, resfriadores, condensadores, bombas de líquido, compressores de gás, sopradores, linhas de desvio, outros tipos de equipamento de separação e/ou fracionamento, válvulas, comutadores, controladores, e dispositivos de medição de pressão, dispositivos de medição de temperatura, dispositivos de medição de nível, ou dispositivos de medição de fluxo, entre outros. Além disso, o sistema de processamento de gás 168 pode incluir qualquer número de sistemas de contato em cocorrente adicionais.

[0083] De acordo com as modalidades descritas nas FIGS. 1A e 1B, os sistemas de processamento de gás 100 e 168 incluem um arranjo em contracorrente de contatores de cocorrente. Entretanto, deve ser entendido que as modalidades descritas nesta invenção também se aplicam a uma configuração paralela dos contatores de cocorrente onde cada estágio é alimentado com uma corrente de solvente recentemente gerada. Além disso, os contatores de cocorrente individuais podem ser arranjados em uma miríade de diferentes configurações, incluindo tanto seções horizontais quanto verticais, estágios com ou sem separação em linha imediatamente após o contato, e com desidratação, remoção de H2S, e remoção de CO2 ocorrendo em porções subsequentes de um único dispositivo em linha. Além disso, todos os sistemas de contato em cocorrente podem ser empacotados em um único vaso pressurizado orientado verticalmente ou horizontalmente. Sistema de separação

[0084] A FIG. 2 é um diagrama de fluxo do processo de um sistema de separação 200 que inclui vários sistemas de contato em cocorrente 202A-C e um resfriador 204 para a remoção de gás ácido realçada. O sistema de separação 200 pode ser implementado como parte de um sistema de processamento de gás, tal como o sistema de processamento de gás 100 ou 168 debatido com respeito à FIG. 1A ou 1B. O sistema de processamento de gás pode utilizar vários sistemas de contato em cocorrente 202A-C conectados em série, tais como os sistemas de contato em cocorrente 104A-F debatidos com respeito às FIGS. 1A e 1B. No arranjo ilustrativo mostrado na FIG. 2, um primeiro sistema de contato em cocorrente 202A, um segundo sistema de contato em cocorrente 202B, e um terceiro sistema de contato em cocorrente 202C são fornecidos.

[0085] Uma corrente de gás de alimentação azedo 206 pode fluir no primeiro sistema de contato em cocorrente 202A. O primeiro sistema de contato em cocorrente 202A pode gerar uma primeira corrente de gás parcialmente adoçado 208A, que pode fluir do primeiro sistema de contato em cocorrente 202A para o segundo sistema de contato em cocorrente 202B. O segundo sistema de contato em cocorrente 202B depois pode gerar uma segunda corrente de gás parcialmente adoçado 208B, que pode fluir do segundo sistema de contato em cocorrente 202B para o terceiro sistema de contato em cocorrente 202C. Em algumas modalidades, o terceiro sistema de contato em cocorrente 202C gera uma corrente de gás adoçado final 210.

[0086] Cada um do primeiro, segundo, e terceiro sistemas de contato em cocorrente 202A-C também gera uma respectiva corrente de solvente rico 212A-C. A terceira corrente de solvente rico 212C pode ser dirigida de volta para o segundo sistema de contato em cocorrente 202B, e a segunda corrente de solvente rico 212B pode ser dirigida de volta para o primeiro sistema de contato em cocorrente 202A. Além disso, a primeira corrente de solvente rico 212A pode ser devolvida para um regenerador 214. Em algumas modalidades, o regenerador 214 é o mesmo como, ou similar ao regenerador 110 debatido com respeito às FIGS. 1A e 1B.

[0087] O regenerador 214 pode remover os gases ácidos absorvidos e outras impurezas da primeira corrente de solvente rico 212A, produzindo uma corrente de solvente pobre 216. A corrente de solvente pobre 216 depois pode ser enviada através do resfriador 204, que pode reduzir a temperatura da corrente de solvente pobre 216 para produzir uma corrente de solvente realçada 218. Em várias modalidades, o resfriador 204 corresponde ao tratador de solvente 164 descrito com respeito às FIGS. 1A e 1B. Além disso, em várias modalidades, a corrente de solvente realçada 218 é uma corrente de solvente que é capaz de absorver uma concentração mais alta de gás ácido da segunda corrente de gás parcialmente adoçado 208B. Por exemplo, a corrente de solvente realçada 218 pode ser uma corrente de solvente altamente seletiva de H2S que é capaz de absorver uma concentração mais alta de H2S em oposição a CO2.

[0088] O resfriador 204 pode ser qualquer tipo adequado de resfriador que é capaz de reduzir a temperatura da corrente de solvente pobre 216 até pelo menos 10°F (- 12,22 °C) abaixo da temperatura ambiente, ou até uma temperatura que seja a mesma como, ou levemente mais baixa do que aquela da segunda corrente de gás parcialmente adoçado 208B que entra no terceiro sistema de contato em cocorrente 202C. Por exemplo, o resfriador 204 pode ser um resfriador de amônia ou um fluxo de água fria de uma torre de água. Além disso, em algumas modalidades, o resfriador 204 inclui um pequeno sistema de adição para injetar o fluido de realce na corrente de solvente pobre 216.

[0089] A partir do resfriador 204, a corrente de solvente realçada 218 pode fluir no terceiro sistema de contato em cocorrente 202C. Dentro do terceiro sistema de contato em cocorrente 202C, a corrente de solvente realçada 218 contata a segunda corrente de gás parcialmente adoçado 208B e absorve uma quantidade aumentada de gás ácido, tal como H2S, da segunda corrente de gás parcialmente adoçado 208B. A corrente de gás adoçado resultante 210 pode incluir uma baixa concentração de gás ácido, tal como, por exemplo, menos do que 4 ppm de H2S.

[0090] O sistema de separação 200 também pode incluir um analisador 220 e um controlador 222. O analisador 220 pode ser configurado para conduzir uma análise externa da corrente de gás adoçado final 210 que sai do terceiro sistema de contato em cocorrente 202C para determinar a concentração de gás ácido, tal como as concentrações de H2S e CO2, da corrente de gás adoçado final 210. O controlador 222 depois pode ajustar a temperatura do resfriador 204 com base na análise da corrente de gás adoçado 210. Em algumas modalidades, usando o analisador 220 e o controlador 222 dentro do sistema de separação 200 resulta em economias de energia porque o resfriador 204 pode ser operado em temperaturas diferentes dependendo da concentração de gás ácido da corrente de gás adoçado final 210.

[0091] O diagrama de fluxo do processo da FIG. 2 não é intencionado a indicar que o sistema de separação 200 deve incluir todos os componentes mostrados em FIG. 2. Além disso, qualquer número de componentes adicionais pode ser incluído dentro do sistema de separação 200, dependendo dos detalhes da implementação específica. Por exemplo, qualquer número de sistemas de contato em cocorrente adicionais pode ser incluído dentro do sistema de separação 200.

[0092] A FIG. 3 é um diagrama de fluxo do processo de um sistema de separação 300 que inclui vários sistemas de contato em cocorrente 302A-C e um leio de troca aniônica 304 para a remoção de gás ácido realçada. O sistema de separação 300 pode ser implementado como parte de um sistema de processamento de gás, tal como o sistema de processamento de gás 100 ou 168 debatido com respeito à FIG. 1A ou 1B. O sistema de processamento de gás pode utilizar vários sistemas de contato em cocorrente 302A-C conectados em série, tais como os sistemas de contato em cocorrente 104A-F debatidos com respeito às FIGS. 1A e 1B. No arranjo ilustrativo mostrado na FIG. 3, um primeiro sistema de contato em cocorrente 302A, um segundo sistema de contato em cocorrente 302B, e um terceiro sistema de contato em cocorrente 302C são fornecidos.

[0093] Uma corrente de gás de alimentação azedo 306 pode fluir no primeiro sistema de contato em cocorrente 302A. O primeiro sistema de contato em cocorrente 302A pode gerar uma primeira corrente de gás parcialmente adoçado 308A, que pode fluir do primeiro sistema de contato em cocorrente 302A para o segundo sistema de contato em cocorrente 302B. O segundo sistema de contato em cocorrente 302B depois pode gerar uma segunda corrente de gás parcialmente adoçado 308B, que pode fluir do segundo sistema de contato em cocorrente 302B para o terceiro sistema de contato em cocorrente 302C. Em algumas modalidades, o terceiro sistema de contato em cocorrente 302C gera uma corrente de gás adoçado final 310.

[0094] Cada um do primeiro, segundo, e terceiro sistemas de contato em cocorrente 302A-C também gera uma respectiva corrente de solvente rico 312A-C. A terceira corrente de solvente rico 312C pode ser dirigida de volta para o segundo sistema de contato em cocorrente 302B, e a segunda corrente de solvente rico 312B pode ser dirigida de volta para o primeiro sistema de contato em cocorrente 302A.

Além disso, a primeira corrente de solvente rico 312A pode ser devolvida para um regenerador 314. Em algumas modalidades, o regenerador 314 é o mesmo como, ou similar ao regenerador 110 debatido com respeito às FIGS. 1A e 1B.

[0095] O regenerador 314 pode remover os gases ácidos absorvidos e outras impurezas da primeira corrente de solvente rico 312A, produzindo uma corrente de solvente pobre 316. A corrente de solvente pobre 316 depois pode ser enviada através do leio de troca aniônica 304. Em várias modalidades, o leio de troca aniônica 304 corresponde ao tratador de solvente 164 descrito com respeito às FIGS. 1A e 1B.

[0096] O leio de troca aniônica 304 pode produzir uma corrente de solvente realçada 318 removendo-se os gases ácidos residuais da corrente de solvente pobre

316. Além disso, o leio de troca aniônica 304 pode remover contaminantes de sal estáveis em calor da corrente de solvente pobre 316.

[0097] De acordo com as modalidades descritas nesta invenção, a corrente de solvente realçada 318 é uma corrente de solvente que é capaz de absorver uma concentração mais alta de gás ácido da segunda corrente de gás parcialmente adoçado 308B. Por exemplo, em algumas modalidades, a corrente de solvente realçada 318 pode ser uma corrente de solvente altamente seletiva de H2S que é capaz de absorver H2S mais prontamente do que CO2. Nestas modalidades, o leio de troca aniônica 304 produz a corrente de solvente realçada 318 removendo-se o HS e o HCO3 residuais da corrente de solvente pobre 316.

[0098] O diagrama de fluxo do processo da FIG. 3 não é intencionado a indicar que o sistema de separação 300 deve incluir todos os componentes mostrados na FIG. 3. Além disso, qualquer número de componentes adicionais pode ser incluído dentro do sistema de separação 300, dependendo dos detalhes da implementação específica. Por exemplo, qualquer número de sistemas de contato em cocorrente adicionais pode ser incluído dentro do sistema de separação 300.

[0099] A FIG. 4 é um diagrama de fluxo do processo de um primeiro sistema de separação 400 incluindo vários sistemas de contato em cocorrente 402A-C e um segundo sistema de separação 404 incluindo um sistema de contato em cocorrente final 406 e um tratador de solvente correspondente 408. O primeiro e segundo sistemas de separação 400 e 404 podem ser implementados como parte de um sistema de processamento de gás, tal como um sistema de processamento de gás que é similar ao sistema de processamento de gás 100 ou 168 debatido com respeito à FIG. 1A ou 1B. O sistema de processamento de gás pode utilizar vários sistemas de contato em cocorrente 402A-C e 406 conectados em série, tais como os sistemas de contato em cocorrente 104A-F debatidos com respeito às FIGS. 1A e 1B. No arranjo ilustrativo mostrado na FIG. 4, o primeiro sistema de separação 400 inclui um primeiro sistema de contato em cocorrente 402A, um segundo sistema de contato em cocorrente 402B, e um terceiro sistema de contato em cocorrente 402C, e o segundo sistema de separação 404 inclui o sistema de contato em cocorrente final 406.

[0100] Dentro do primeiro sistema de separação 400, uma corrente de gás de alimentação azedo 410 pode fluir no primeiro sistema de contato em cocorrente 402A. O primeiro sistema de contato em cocorrente 402A pode gerar uma primeira corrente de gás parcialmente adoçado 412A, que pode fluir do primeiro sistema de contato em cocorrente 402A para o segundo sistema de contato em cocorrente 402B. O segundo sistema de contato em cocorrente 402B depois pode gerar uma segunda corrente de gás parcialmente adoçado 412B, que pode fluir do segundo sistema de contato em cocorrente 402B para o terceiro sistema de contato em cocorrente 402C. O terceiro sistema de contato em cocorrente 402C depois pode gerar um terceiro corrente de gás parcialmente adoçado 412C, que pode fluir do segundo sistema de contato em cocorrente 402B para o sistema de contato em cocorrente final 406 dentro do segundo sistema de separação 404.

[0101] Cada um do primeiro, segundo, e terceiro sistemas de contato em cocorrente 402A-C também gera uma respectiva corrente de solvente rico 414A-C. A terceira corrente de solvente rico 414C pode ser dirigida de volta para o segundo sistema de contato em cocorrente 402B, e a segunda corrente de solvente rico 414B pode ser dirigida de volta para o primeiro sistema de contato em cocorrente 402A. Além disso, a primeira corrente de solvente rico 414A pode ser devolvida para um primeiro regenerador 416. Em algumas modalidades, o primeiro regenerador 416 é o mesmo como, ou similar ao regenerador 110 debatido com respeito às FIGS. 1A e 1B.

[0102] O primeiro regenerador 416 pode remover os gases ácidos absorvidos e outras impurezas da primeira corrente de solvente rico 414A, produzindo uma primeira corrente de solvente pobre 418. A primeira corrente de solvente pobre 418 depois pode ser recirculada no terceiro sistema de contato em cocorrente 402C.

[0103] Dentro do sistema de contato em cocorrente final 406, a terceira corrente de gás parcialmente adoçado 412C é contatada com uma corrente de solvente realçada 420, produzindo uma corrente de gás adoçado final 422. De acordo com as modalidades descritas nesta invenção, a corrente de solvente realçada 420 é uma corrente de solvente tratado que é capaz de absorver uma alta concentração de gás ácido. Portanto, a corrente de gás adoçado final 422 pode incluir uma baixa concentração de gás ácido, tal como, por exemplo, menos do que 4 ppm de H2S.

[0104] O sistema de contato em cocorrente final 406 também gera uma corrente de solvente parcialmente carregada 424. A corrente de solvente parcialmente carregada 424 pode ser enviada para um segundo regenerador 426. Em algumas modalidades, o segundo regenerador 426 é o mesmo como, ou similar ao regenerador 110 debatido com respeito às FIGS. 1A e 1B. O segundo regenerador 426 pode remover os gases ácidos absorvidos e outras impurezas da corrente de solvente parcialmente carregada 424, produzindo uma segunda corrente de solvente pobre

428.

[0105] De acordo com as modalidades descritas nesta invenção, a segunda corrente de solvente pobre 428 depois é enviada através do tratador de solvente 408. O tratador de solvente 408 é configurado para tratar a segunda corrente de solvente pobre 428 para produzir a corrente de solvente realçada 420. Em várias modalidades, o tratador de solvente 408 é o mesmo como, ou similar ao tratador de solvente 164 descrito com respeito às FIGS. 1A e 1B. A corrente de solvente realçada 420 depois pode ser enviada através de uma bomba de reforço de pressão 430 antes de ser dirigida de volta no sistema de contato em cocorrente final 406.

[0106] O diagrama de fluxo do processo da FIG. 4 não é intencionado a indicar que o primeiro e segundo sistemas de separação 400 e 404 devem incluir todos os componentes mostrados na FIG. 4. Além disso, qualquer número de componentes adicionais pode ser incluído dentro do primeiro e segundo sistemas de separação 400 e 404, dependendo dos detalhes da implementação específica. Por exemplo, qualquer número de sistemas de contato em cocorrente adicionais pode ser incluído dentro do primeiro sistema de separação 400 ou do segundo sistema de separação 404. Sistema de contato em cocorrente

[0107] A FIG. 5 é uma esquemática de um sistema de contato em cocorrente 500. O sistema de contato em cocorrente 500 pode proporcionar a separação de componentes dentro de uma corrente de gás. Além disso, o sistema de contato em cocorrente 500 pode auxiliar na implementação de vários sistemas de processamento de gás, tais como os sistemas de processamento de gás 100 e 168 das FIGS. 1A e 1B, onde a separação rápida dos componentes é desejada. Em algumas modalidades, o sistema de contato em cocorrente 500 é um dos sistemas de contato em cocorrente 104A-F, 202A-C, 302A-C, 402A-C, e 406 debatidos com respeito às FIGS. 1A, 1B, 2, 3, e 4.

[0108] O sistema de contato em cocorrente 500 pode incluir um contator de cocorrente 502 que é posicionado em linha dentro de uma tubulação 504. O contator de cocorrente 502 pode incluir vários componentes que proporcionam o contato eficiente de uma corrente de solvente líquido com uma corrente de gás de fluxo 506. A corrente de solvente líquido pode ser usada para a separação de impurezas, tais como H2S e CO2, de uma corrente de gás 506.

[0109] Em várias modalidades, o contator de cocorrente 502 inclui um misturador 508 e uma seção de transferência de massa 510. Como mostrado na FIG. 5, a corrente de gás 506 pode fluir através da tubulação 504 e no misturador 508. Uma corrente de solvente líquido 512 também pode fluir no misturador 508, por exemplo, através de um espaço oco 514 acoplado a canais de fluxo 516 no misturador 508.

[0110] A partir dos canais de fluxo 516, a corrente de solvente líquido 512 é liberada na corrente de gás 506 como gotículas finas através de orifícios de injeção 518, e depois flui na seção de transferência de massa 510. Isto pode resultar na geração de uma corrente de gás tratado 520 dentro da seção de transferência de massa 510. A corrente de gás tratado 520 pode incluir pequenas gotículas de líquido dispersas em uma fase gasosa. As gotículas de líquido podem incluir impurezas da corrente de gás 506 que foram absorvidas ou dissolvidas na corrente de solvente líquido 512.

[0111] A corrente de gás tratado 520 pode fluir da seção de transferência de massa 510 para um separador 522, tal como um separador ciclônico, uma peneira de malha, ou um vaso de decantação. O separador 522 remove as gotículas de líquido da fase gasosa. As gotículas de líquido podem incluir a corrente de solvente líquido original com as impurezas absorvidas 524, e a fase gasosa pode incluir uma corrente de gás purificada 526. Em várias modalidades, a corrente de gás purificada 526 é uma corrente de gás que foi purificada por intermédio da remoção de H2S e CO2. Método para a remoção de gás ácido realçada dentro de um sistema de processamento de gás

[0112] A FIG. 6 é um diagrama de fluxo do processo mostrando um método 600 para a remoção de gás ácido realçada dentro de um sistema de processamento de gás. O método 600 é implementado por um sistema de processamento de gás, tais como os sistemas de processamento de gás 100 e 168 debatidos com respeito às FIGS. 1A e 1B. Além disso, o sistema de processamento de gás pode incluir um ou mais sistemas de separação, tais como os sistemas de separação 200, 300, 400, e 404 debatidos com respeito às FIGS. 2, 3, e 4. Além disso, o sistema de processamento de gás pode incluir vários sistemas de contato em cocorrente. Em várias modalidades, os sistemas de contato em cocorrente correspondem ao sistema de contato em cocorrente 500 descrito com respeito à FIG. 5.

[0113] O método começa no bloco 602, no qual uma corrente de gás de alimentação azedo incluindo um gás ácido é contatada com uma corrente de solvente dentro de vários sistemas de contato em cocorrente para produzir uma corrente de gás parcialmente adoçado e uma corrente de solvente rico incluindo um gás ácido absorvido. Pelo menos um dos sistemas de contato em cocorrente é configurado para enviar a corrente de solvente rico para um regenerador. Além disso, em algumas modalidades, cada um dos sistemas de contato em cocorrente é configurado para recircular uma corrente de solvente correspondente a um precedente dos sistemas de contato em cocorrente.

[0114] Em várias modalidades, a corrente de gás de alimentação azedo é uma corrente de gás natural azedo. Além disso, em várias modalidades, a corrente de gás de alimentação azedo inclui pelo menos 1.000 ppm de H2S. Nestas modalidades, o gás ácido absorvido é principalmente H2S, e a corrente de gás parcialmente adoçado é uma corrente de gás que tinha uma porção do H2S removido.

[0115] No bloco 604, o gás ácido absorvido é removido da corrente de solvente rico dentro do regenerador para produzir uma corrente de solvente pobre. Em algumas modalidades, o regenerador pode corresponder ao regenerador 110 descrito com respeito às FIGS. 1A e 1B.

[0116] No bloco 606, pelo menos uma porção da corrente de solvente pobre é tratada dentro de um tratador de solvente para produzir uma corrente de solvente realçada. O tratador de solvente pode corresponder ao tratador de solvente 164 descrito com respeito às FIGS. 1A e 1B. Em algumas modalidades, o tratador de solvente é um resfriador que produz a corrente de solvente realçada reduzindo-se a temperatura da corrente de solvente pobre. Em outras modalidades, o tratador de solvente é um leio de troca aniônica que produz a corrente de solvente realçada removendo-se HS, HCO3 residuais, e contaminantes de sal estáveis em calor da corrente de solvente pobre. Em outras modalidades, o tratador de solvente é uma unidade de eletrodiálise que produz a corrente de solvente realçada reduzindo-se a carga pobre da corrente de solvente pobre e removendo-se os contaminantes de sal estáveis em calor da corrente de solvente pobre. Além disso, em outras modalidades, o tratador de solvente produz a corrente de solvente realçada injetando-se um fluido de realce na corrente de solvente pobre que aumenta sua capacidade de absorver gás ácido.

[0117] No bloco 608, a corrente de gás parcialmente adoçado é contatada com a corrente de solvente realçada dentro de um sistema de contato em cocorrente final para produzir uma corrente de solvente parcialmente carregada e uma corrente de gás final. Em várias modalidades, a corrente de gás final inclui concentrações de menos do que 4 ppm de H2S e menos do que 2 a 3 % em vol. de CO2.

[0118] O diagrama de fluxo do processo da FIG. 6 não é intencionado a indicar que as etapas do método 600 devem ser executadas em qualquer ordem particular, ou que todas as etapas do método 600 devem ser incluídas em cada caso. Além disso, qualquer número de etapas adicionais não mostradas na FIG. 6 pode ser incluído dentro do método 600, dependendo dos detalhes da implementação específica. Por exemplo, em modalidades em que o tratador de solvente é um resfriador, o método 600 também pode incluir determinar uma concentração de gás ácido da corrente de gás final usando um analisador, e depois aumentar ou diminuir a temperatura do resfriador com base na concentração de gás ácido da corrente de gás final usando um controlador.

[0119] Em algumas modalidades, o método 600 é implementado usando dois sistemas de separação separados, tais como o primeiro e segundo sistemas de separação 400 e 404 descritos com respeito à FIG. 4. Nestas modalidades, o sistema de contato em cocorrente final pode utilizar a reciclagem intra-estágio de sua própria corrente de solvente usando um regenerador separado. Especificamente, a corrente de solvente parcialmente carregada que sai do sistema de contato em cocorrente final pode ser enviada para o regenerador, que pode produzir uma corrente de solvente pobre. A corrente de solvente pobre depois pode ser enviada através do tratador de solvente, que pode produzir a corrente de solvente realçada. A corrente de solvente realçada depois pode ser recirculada através do sistema de contato em cocorrente final para produzir a corrente de gás final.

[0120] Embora as presentes técnicas possam estar suscetíveis a várias modificações e formas alternativas, as modalidades debatidas acima foram mostradas apenas por via de exemplo. Entretanto, novamente deve ser entendido que as técnicas não são intencionadas a serem limitadas às modalidades particulares reveladas nesta invenção. De fato, as presentes técnicas incluem todas as alternativas, modificações, e equivalentes que caem dentro do espírito e escopo verdadeiros das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema de processamento de gás, caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de sistemas de contato em cocorrente configurados para contatar uma corrente de gás de alimentação azedo compreendendo um gás ácido com uma corrente de solvente 5 para produzir uma corrente de gás parcialmente adoçado e uma corrente de solvente rico compreendendo um gás ácido absorvido, em que pelo menos uma da pluralidade de sistemas de contato em cocorrente é configurada para enviar a corrente de solvente rico para um regenerador; o regenerador configurado para remover o gás ácido absorvido da corrente de solvente rico para produzir uma corrente de solvente pobre; um tratador de solvente configurado para tratar pelo menos uma porção da corrente de solvente pobre para produzir uma corrente de solvente realçada; e um sistema de contato em cocorrente final configurado para contatar a corrente de gás parcialmente adoçado com a corrente de solvente realçada para produzir uma corrente de solvente parcialmente carregada e uma corrente de gás final.

2. Sistema de processamento de gás, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a corrente de gás de alimentação azedo compreende uma corrente de gás natural azedo e o gás ácido absorvido compreende sulfeto de hidrogênio (H2S).

3. Sistema de processamento de gás, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que cada uma da pluralidade de sistemas de contato em cocorrente é configurada para recircular uma corrente de solvente correspondente a um precedente da pluralidade dos sistemas de contato em cocorrente, e em que o sistema de contato em cocorrente final é configurado para recircular a corrente de solvente parcialmente carregado a um precedente da pluralidade de sistemas de contato em cocorrente.

4. Sistema de processamento de gás, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o tratador de solvente compreende um resfriador configurado para reduzir uma temperatura da corrente de solvente pobre para produzir a corrente de solvente realçada.

5. Sistema de processamento de gás, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: um analisador configurado para determinar uma concentração de gás ácido da corrente de gás final; e um controlador configurado para aumentar ou diminuir uma temperatura do resfriador com base na concentração de gás ácido determinada pelo analisador.

6. Sistema de processamento de gás, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o tratador de solvente é configurado para produzir a corrente de solvente realçada injetando-se um fluido de realce na corrente de solvente pobre.

7. Método para a remoção de gás ácido realçada dentro de um sistema de processamento de gás, caracterizado pelo fato de que compreende: contatar uma corrente de gás de alimentação azedo compreendendo um gás ácido com uma corrente de solvente dentro de uma pluralidade de sistemas de contato em cocorrente para produzir uma corrente de gás parcialmente adoçado e uma corrente de solvente rico compreendendo um gás ácido absorvido; remover o gás ácido absorvido da corrente de solvente rico dentro de um regenerador para produzir uma corrente de solvente pobre; tratar pelo menos uma porção da corrente de solvente pobre dentro de um tratador de solvente para produzir uma corrente de solvente realçada; e contatar a corrente de gás parcialmente adoçado com a corrente de solvente realçada dentro de um sistema de contato em cocorrente final para produzir um corrente de solvente parcialmente carregado e uma corrente de gás final.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a corrente de gás de alimentação azedo compreende uma corrente de gás natural azedo e o gás ácido absorvido compreende sulfeto de hidrogênio (H2S).

9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de que compreende: recircular uma corrente de solvente correspondente de cada uma da pluralidade de sistemas de contato em cocorrente a um precedente da pluralidade de sistemas de contato em cocorrente; e recircular a corrente de solvente parcialmente carregada do sistema de contato em cocorrente final a um precedente da pluralidade de sistemas de contato em cocorrente.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que o tratador de solvente compreende um resfriador configurado para reduzir uma temperatura da corrente de solvente pobre para produzir a corrente de solvente realçada.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende: analisar a corrente de gás final para determinar uma concentração de gás ácido da corrente de gás final; e aumentar ou diminuir uma temperatura do resfriador com base na concentração de gás ácido da corrente de gás final.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 9, caracterizado pelo fato de que tratar pelo menos a porção da corrente de solvente pobre dentro do tratador de solvente compreende produzir a corrente de solvente realçada injetando-se um fluido de realce na corrente de solvente pobre.

13. Sistema de processamento de gás, caracterizado pelo fato de que compreende: uma pluralidade de sistemas de contato em cocorrente configurados para contatar uma corrente de gás de alimentação azedo compreendendo um gás ácido com uma corrente de solvente para produzir uma corrente de gás parcialmente adoçado e uma corrente de solvente rico compreendendo uma primeira porção do gás ácido; um primeiro regenerador configurado para: remover a primeira porção do gás ácido da corrente de solvente rico para regenerar a corrente de solvente; e recircular a corrente de solvente em pelo menos uma da pluralidade de sistemas de contato em cocorrente; um sistema de contato em cocorrente final configurado para contatar a corrente de gás parcialmente adoçado com uma corrente de solvente realçada para produzir uma corrente de gás final e uma corrente de solvente parcialmente carregada compreendendo uma segunda porção do gás ácido; um segundo regenerador configurado para remover a segunda porção do gás ácido da corrente de solvente parcialmente carregada para produzir uma corrente de solvente pobre; e um tratador de solvente configurado para tratar pelo menos uma porção da corrente de solvente pobre para produzir a corrente de solvente realçada que é contatada com a corrente de gás parcialmente adoçado dentro do sistema de contato em cocorrente final.

14. Sistema de processamento de gás, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o tratador de solvente compreende um resfriador configurado para reduzir uma temperatura da corrente de solvente pobre para produzir a corrente de solvente realçada.

15. Sistema de processamento de gás, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o tratador de solvente é configurado para produzir a corrente de solvente realçada injetando-se um fluido de realce pelo menos na porção da corrente de solvente pobre.

Corrente de gás adoçado

Petição 870210038063, de 27/04/2021, pág. 55/70 Tratador de solvente

Corrente de gás de alimentação

Gás natural Corrente de gás ácido 1/7 1/7

Corrente de gás adoçado

Petição 870210038063, de 27/04/2021, pág. 56/70 Tratador de solvente

Corrente de gás de alimentação

Corrente de gás ácido 2/7

Gás 2/7 natural

Corrente de Corrente de gás de gás alimentação adoçado azedo

Regenerador

Corrente de Corrente de gás de gás alimentação adoçado azedo

Regenerador

Corrente

Petição 870210038063, de 27/04/2021, pág. 59/70 de gás adoçado

Corrente de gás de alimentação azedo

Segundo 5/7

Tratador de solvente Regenerador 5/7

Primeiro Regenerador

Corrente de gás purificada

Corrente de gás Separador

Corrente de solvente líquido com Corrente de impurezas solvente absorvidas líquido

Contatar uma corrente de gás azedo incluindo um gás ácido com uma corrente de solvente dentro de vários sistemas de contato em co-corrente para produzir uma corrente de gás parcialmente adoçado e uma corrente de solvente rico incluindo um gás ácido absorvido

Remover o gás ácido absorvido da corrente de solvente rico dentro de um regenerador para produzir uma corrente de solvente pobre

Tratar pelo menos uma porção da corrente de solvente pobre dentro de um tratador de solvente para produzir uma corrente de solvente realçada

Contatar a corrente de gás parcialmente adoçado com a corrente de solvente realçada dentro de um sistema de contato em co-corrente final para produzir uma corrente de solvente parcialmente carregada e uma corrente de gás final