CN101208145A - 用于酸性气体吸收及溶剂再生的配置及方法 - Google Patents

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Abstract

所构思出的配置与方法包括溶剂再生器(58)，其包括上汽提区段(93)与下汽提区段(94)。冷却的富溶剂作为回流使用，而加热后的富溶剂(11)则在上区段(91)内作为汽提剂源而使用。下区段内的再沸器(62)提供了进一步的汽提剂。在特别优选的配置中，来自再生器(58)的贫溶剂的一部分在分离或集成的再生器(62)内被进一步汽提，从而形成超贫溶剂。贫溶剂与超贫溶剂都优选地用于二级吸收器(52)内，从而形成富溶剂，及在酸性气体中含量很低的逸出气体。

Description

用于酸性气体吸收及溶剂再生的配置及方法
本申请要求申请人的共同未决的序列号为60/676131的美国临时专利申请的优先权，其申请日为2005年4月29日。
发明领域
本发明涉及酸性气体去除以及溶剂再生，尤其涉及使用胺溶剂对硫化氢的吸收以及富溶剂(rich solvent)的再生，以便产生贫溶剂(leansolvent)。
发明背景
需要将酸性气体从气流中除去，尤其是将硫化氢及碳氢化合物从形成于石油/生产装备、精炼处理单元和/或合成气体生产设备中的气流中除去，以避免将酸性气体释放到环境中。最普通地，大量硫份在处理单元中转化为元素硫或其它产品(比如硫磺酸、硫酸氢钠等)，同时这种处理单元的尾气被进一步处理，以便在向大气通风之前，减小其硫分。
在其它已知过程中，酸性气体最典型地借助胺基溶剂被除去，以便通过多种化学反应而吸收酸性气体，进而产生富胺溶剂，其然后通过加热而再生。借助胺溶剂进行气体净化的示例性方面教导于Arthur Kohl和Richard Nielsen的“Fifth Edition Gas Purification”(GulfPublishing，1960 to 1997)中。特别优选的胺基溶剂包括仲胺和叔胺(比如二乙醇胺[DEA]和/或甲基二乙醇胺[MDEA])，其大体上比伯胺能量效率更高，因为它们具有较低的反应热量以及较低的反应能量要求。进一步已知的胺也包括一乙醇胺[MEA]、二甘醇胺[DGA]、三乙醇胺[TEA]、二异丙基乙胺及其多种组合物，其可进一步包括一种或多种添加剂。
特定胺溶剂吸收酸性气体，以便满足被处理气体规范的效率典型地依赖于贫胺中残余酸性气体的含量，该含量又为特定再生方法与条件的函数。贫胺中酸性气体的含量越低，则酸性气体吸收过程的效率越高，从而在被处理气体中获得所需要的结果。不幸的是，在胺再生单元中的加热过程及冷却过程中需要的能量，随着贫胺内残余酸性气体含量的减小而显著地增加。因此，已经采取了许多方法来改善当前酸性气体的吸收及再生过程。
比如，Dingman等在美国专利第6,071,484号中描述了一种方法，用于借助离子交换床而产生超贫胺，从而将贫胺中的残余酸性气体除去。虽然这种过程减小了再生器(regenerator)再沸器(reboiler)中的蒸汽消耗，但引起了多种新的缺点。更显著地，离子交换树脂相对昂贵，并且需要再生或替换，并且在再生优选的场合，再生仅仅将酸性气体从一个地方传递到另一个地方。在另一个例子中，如描述于Herrin的美国专利第4,798,910号中，发明人使用了额外的热交换器，并且使用了再生器顶部气体内的热量的一部分来对富胺溶剂进行加热。虽然这种方法有利地在一定程度上减小了顶部冷凝器负荷(duty)，然而再沸器负荷在很大程度上保持未受影响，因为胺的再生过程更强烈地依赖供应于再生器底部的汽提(stripping)蒸汽。
用于胺吸收及再生的进一步的配置及方法公开于Thirkell的美国专利第3,565,573号中，其中酸性气体在双区吸收器内被处理，以便提供以传统方式再生的富溶剂。类似地，Green等人在美国专利第3,829,521号中描述了一种配置，其中预先汽提器(pre-stripper)与汽提器(stripper)串联地运行，以便将酸性气体从气流中除去。虽然这种配置及方法至少在某些方面改善了气体处理，但仍然存在其它问题。最显著地，酸性气体的深度除去以便满足严格的处理气体规范(比如小于10ppmv)，典型地尚未达到或者不经济，因为在单个再生器或多个再生器运行时相对较高能量成本的费用的缘故。
除了与胺再生的能量需求有关的问题之外，冷凝器以及在吸收器内重碳氢化合物与芳烃的形成，通常导致气体处理低效，并且可能引起塔(column)的不稳定性和/或溢流(flooding)。为了避免这种不稳定的情形，吸收器可运行于较高的温度，以便避免吸收器内部的供给气体降低到低于其露点温度。使用较高的贫胺温度通常可获得较高的温度运行。然而，较高的贫胺温度导致硫化氢吸收不太有效，由于不太有利的胺-硫化氢平衡条件的缘故，其尤其在低压单元内出问题，在该低压单元内，H2S的局部压力非常低并且不太有利(比如用于处理硫化厂的尾气)。
更进一步地，处理集成通常导致一种装备配置，在该装置配置内，使用单源贫胺来供应所有的处理单元。虽然集成通常简化了胺的再生运行，集成常常能效低下，因为贫胺荷载典型地在不同的过程单元之间变化。比如，在高压下运行并且具有不太严格的处理要求的氢化处理器单元，可接受具有较高贫胺荷载(典型的H2S与胺的摩尔比值为0.01或更高)的贫胺，但尾气处理单元必须通常使用非常贫少的胺(典型的H2S与胺的摩尔比值为0.005或更低)，以便满足排放要求。因此，使用为了更加满足处理要求而设计的单源贫胺，导致较少需求单元的过汽提(over-stripping)。当已存在的设备将扩展成包括多个需求单元，比如尾气处理单元的时候，其将要求升级整个胺再生系统，这特别地成问题。结果，并且特别地在遇到严格排放规范的场合，当前已知的方法与配置通常不够，或者运行时的能量效率/经济性低下。
因此，虽然许多用于酸性气体吸收与溶剂再生的组成和方法为业界所知，它们中的所有组成和方法或几乎所有组成和方法忍受一个或多个缺点。因此，仍然需要一种改善的配置与方法，用于酸性气体吸收与溶剂再生。
发明概要
本发明涉及用于酸性气体吸收与溶剂再生的配置和方法，其中，酸性气体在具有两个区段的吸收器内，通过使用超贫溶剂与贫溶剂而被吸收。如此产生的富溶剂然后在具有两个区段的再生器内被再生，其中，富溶剂的一部分作为回流使用，而富溶剂的另一部分则为再生器提供汽提媒介，从而同时减小了再沸器负荷与冷凝器负荷。在优选的配置中，使用来自再生器的贫溶剂在单独的非回流再生器内形成超贫溶剂，或者超贫溶剂形成于结合后的具有两个或多个区段的再生器内。
在本发明的一方面中，一种设备包括具有上区段和下区段的溶剂再生器，其中上区段具有配置成提供富溶剂回流的第一富溶剂入口，以及配置成提供加热后的富溶剂再生器进料的第二富溶剂入口。下区段配置成从富溶剂回流以及从加热后的富溶剂再生器进料中产生贫溶剂，并且加热器有效地配接到再生器上，并且配置成对富溶剂的一部分加热，从而提供加热后的富溶剂再生器进料。
在特别构思的设备中，包含第二再生器，并且该第二再生器配置成从溶剂再生器的下区段接收贫溶剂，以便从贫溶剂中产生超贫溶剂。在这种设备中，可以包括具有上区段和下区段的吸收器，并且该吸收器可配置成接收超贫溶剂与上区段内的贫溶剂。在供给气体处于上升压力的场合，闪蒸器可配接到吸收器，并且配置成对来自吸收器的富溶剂进行闪蒸。在进一步优选的方面中，设备包括热交换器，其配置成在未处理的气体进入吸收器之前对未处理的气体进行加热，从而冷却了富溶剂回流，并且防止了碳氢化合物的冷凝。
在其它特别构思的设备中，再生器包括两个区段，其中上区段借助侧边再沸器(side reboiler)而产生贫溶剂，其中贫溶剂被烟道抽吸，而下区段则借助底边再沸器产生超贫溶剂。在这种设备中，可以包括具有上区段和下区段的吸收器，并且该吸收器可配置成接收上区段内的超贫溶剂和贫溶剂。在供给气体处于上升压力的场合，闪蒸器可配接到吸收器，并且配置成对来自吸收器的富溶剂进行闪蒸。在进一步优选的方面中，设备包括热交换器，其配置成在未处理的气体进入吸收器之前对未处理的气体进行加热，从而冷却了富溶剂回流，并且防止了碳氢化合物的冷凝。
因此，在本发明的另一方面中，一种用于再生溶剂的方法包括将富溶剂的第一部分作为回流供给再生器的第一区段的步骤，以及将富溶剂加热后的第二部分供给再生器的第一区段和/或第二区段的步骤，其中第二部分具有充分的温度，以便为第一区段提供汽提媒介的至少一部分。在另一个步骤中，贫溶剂自第一部分与第二部分而形成于再生器的第二区段内。
在所构思出的方法中，热交换器优选地使用来自再生器底部产品的热量加热富溶剂的第二部分，和/或富溶剂的第一部分在将第一部分供给到再生器的第一区段的步骤之前而被冷却。典型地，再生器的底部产品的至少一部分导向至第二再生器，从而形成超贫溶剂，并且吸收器配接到再生器上，以便产生富溶剂。
此外，吸收器大体上优选地具有上区段与下区段，其中超贫溶剂与贫溶剂供给到吸收器的上区段。在所需要的场合(比如在未处理的气体具有上升压力的场合)，可构思出：在富溶剂被分割成第一部分与第二部分之前而对富溶剂闪蒸。在所构思方法的进一步的方面中，未处理的气体可在进入吸收器之前而在热交换器内被加热，从而冷却富溶剂的第一部分，和/或将吸收器顶部产品与超贫溶剂的一部分结合起来，以便产生半贫溶剂(其然后可作为回流而供给到再生器的上区段)。
在本发明的再一方面中，一种设备包括二级吸收器，该吸收器具有上区段与下区段，其中该吸收器配置成产生富溶剂。流动控制元件(比如阀、歧管等)流通地配接到这种设备内的吸收器上，并且配置成将富溶剂分割成第一部分与第二部分。加热器进一步优选地配接到管路上，该管路传送富溶剂的第二部分，其中加热器配置成对富溶剂的第二部分进行加热。最典型地，再生器具有上区段与下区段，其中再生器配置成从富溶剂第一部分与第二部分产生贫溶剂，并且第一管路与第二管路流通地配接到流动控制元件，从而使(a)第一管路将富溶剂的第一部分作为回流而供给再生器的上区段，以及使(b)第二管路将富溶剂加热后的第二部分作为再生器进料(feed)而供给到再生器的上区段。在这种设备中，加热器进一步优选地为热交换器，其配置成使用贫溶剂的热量来加热富溶剂的第一部分，和/或包括热交换器，其配置成在未处理的气体进入吸收器之前，而使用来自富溶剂第二部分的热量加热未处理的气体。在所需要的场合，可以包括接收富溶剂的闪蒸器，其中闪蒸器在第一管路与第二管路上游的位置内配接到吸收器。
从本发明优选实施例的以下详细描述出发，本发明的多种目的、特征、方面与优点将变得更加明显。
附图简述
图1为现有技术中已知的示例性设备配置的示意图。
图2为根据本发明的示例性配置的示意图。
图3为根据本发明的另一个示例性配置的示意图。
图4为根据本发明的又一个示例性配置的示意图。
图5为根据本发明的再一个示例性配置的示意图。
图6为一种图形，该图形将本发明胺再生器内的温度分布曲线与已知配置的再生器进行了比较。
图7为一种图形，该图形将本发明胺再生器内的硫化氢浓度与已知配置的再生器进行了比较。
详细描述
发明人已经发现：酸性气体吸收与溶剂再生可以一种经济上诱人并且概念上简单的方式而被执行，其中酸性气体通过使用贫溶剂(比如H2S与胺的摩尔比值为0.01或更高)与超贫溶剂(比如H2S与胺的摩尔比值为0.005或更低)而在二级吸收器内被吸收，其分别产生于回流再生器与非回流再生器内。最优选地，回流再生器具有两个级段，并且运行成使得冷却的富溶剂作为回流使用，而加热的富溶剂提供汽提媒介的至少一部分。因此，再沸器负荷与冷凝器负荷显著地减小，从而使汽提可在较高的温度执行。
相比较之下，在当前已知再生器的顶部内，需要一定数量的过量蒸气，用于在再生器内获得足够程度的汽提。此外，溶剂再生所需要的最小数量的热量为敏感热量，该敏感热量用于将溶剂升高到再生器底部温度并且加上反应热量，用于分解被吸收的酸性气体。再生器顶部内排斥过量热量(具有蒸气的形式)，从而必须使用冷却器，其使用空气或冷却水来冷凝来自所解吸酸性气体的水。过量蒸气的数量定义为“回流比”，其为蒸汽与再生器顶部内的酸性气体之间的摩尔比值，并且其范围从2∶1到3∶1。较高的回流比确保了蒸气被充足地供应，以便对胺进行汽提，用于产生贫胺。结果，较高的回流比也导致需要冷凝的较大数量的蒸气。因此，已知配置中的大部分或全部需要对溶剂再生进行实质数量的加热与冷却。
一种已知的示例性吸收器/再生器配置描述于图1中的现有技术中。在此，采用贫胺27，并且通过使用胺吸收器52而从未处理的酸性供给气体1中吸收H2S以及CO2含量，从而产生处理后的气流5与富胺流6。与酸性气体成份饱和的富胺6的压力通过JT阀53而减小到富胺闪蒸罐55，从而产生蒸气流9与富胺流10。在酸性气体被作为燃料气体而使用之前，或者被导向至设备的另一个构件之前，闪蒸蒸气内的酸性气体含量通过使用塔54，并且使用贫胺流8而被净化。富胺10通过使用来自再生器底部流20的热量而在贫/富交换器56内被加热，从而形成流14，该流14供给再生器58。冷却后的贫胺29通过使用泵65而典型地泵抽至吸收器压力，并且在吸收器52和54内吸收之前通过使用冷却器68而被冷却。用于再生器58的汽提蒸汽借助再沸器62而被供应，该再沸器62向下沿着塔而将酸性气体从富胺中除去。当顶部流15穿过冷凝器59，以便将水冷凝的时候，如此解吸的酸性气体离开塔，该水然后从分离器60内的酸性气体流17中分离出去，并且泵抽回再生器内61。
虽然对于一些精炼处理单元来讲，DEA的贫胺荷载(loading)为0.05，而MDEA的贫胺荷载为0.01是可接受的，并且1∶1到2∶1的回流比是令人满意的，然而在较低压力单元内的贫胺荷载，以及尤其是那些具有严格排放要求的贫胺荷载必须针对DEA而减小到0.01，而针对MDEA则必须减小到0.001，并且相应的回流比从3∶1增加到4∶1，或者更高，从而使借助这种配置来除去酸性气体变得经济上成问题。此外，也应当理解：冷凝器回流系统(回流冷凝器59、回流罐60以及回流泵61)由相对昂贵的材料(典型地为合金钢材料)构造而成，其增加了减小冷凝器负荷的动机。
在大多数已知的配置中，再生器再沸器负荷可借助贫/富胺交换器56而得以减小，从而通过使用再生器底部流20而升高了富胺流14的温度，从而减小了敏感的加热要求。典型地，富胺温度增加到210°F到225°F，而再生器底部的温度典型地为250°F到270°F。大体上不需要较高的入口温度，因为这将仅仅增加了对来自富胺的蒸气进行的闪蒸，并且增加了顶部冷凝器的负荷，而没有获得再沸器负荷减小所带来的任何好处。结果，从贫/富胺交换器56出来的贫胺流29仍然具有相当高的温度，典型地从170°F到190°F，这必须被贫胺冷却器68拒绝，并且废热的相当一部分无法恢复。
相比较之下，根据本发明的配置与方法通过使用回流初级再生器与非回流次级再生器而减小了，并且绝大数情况下消除了上面出现的困难，该回流初级再生器具有两个汽提区段。在这种配置中，富溶剂(在适当的位置闪蒸到较低的压力，并且)被分割成两部分，其中一部分被冷却(优选地被供给气体冷却)，并且作为回流而导向至初级再生器内的上汽提区段，而第二部分则借助再生器底部而被加热到更高温度，并且作为溶剂供给而导向至上汽提区段的下部(和/或下区段的上部)，从而将汽提蒸汽的至少一部分供应给上汽提区段。溶剂在初级再生器的下汽提区段内完全再生，该下汽提区段也流通地配接到次级再生器上。初级再生器产生贫胺，该贫胺分割成两部分：一部分供给吸收器，用于一般的精炼用途，而另一部分则次级再生器内被进一步处理，以便产生用于严格处理应用的超贫溶剂。也应当注意：来自次级再生器的顶部蒸气将汽提蒸气的至少一部分供应给初级再生器。在进一步优选的方面中，吸收器具有两个吸收区段，其在上区段接收超贫溶剂，而在下区段接收贫溶剂。在所需要的位置，来自吸收器的处理后的气体可以与超贫溶剂的一部分混合起来，在交换器内冷却，并且被分离，从而产生处理后的气体，该处理后的气体具有甚至进一步减小的硫份。
如图2所示，在所构思出的示例性配置中，典型地在100°F的未处理酸性供给气体流1，在作为加热后的流2而进入吸收器52之前，借助富胺流11而在交换器51内加热到大约110°F。胺吸收器52具有两个吸收区段，其在上吸收区段91内使用超贫胺流28，而在下吸收区段92内使用贫胺流4，从而产生处理后的顶部气流5及富胺流6，典型地在大约160°F。富胺流6的压力借助阀53而减小到大约50psig，从而形成流7，该流7导向至富胺闪蒸罐55，该富胺闪蒸罐55产生蒸气流9和富胺流10。
在这一点上，富胺流10优选地分割成两部分，该两部分导向至初级再生器58的汽提区段。流比(即流11的流率除以流10的流率)典型地从0.1到0.3，其可被调整以便减小再生器的冷凝负荷与再沸器负荷。第一部分即流11，借助热交换器51内的供给气体1而冷却到大约140°F，从而形成了回流13，该回流13导向至初级再生器58的上汽提区段93的顶部。第二部分即流12，在贫/富交换器56内被加热到典型地为230°F到250°F，从而形成流14。流14供给到初级再生器的下汽提区段94的上部。应当特别理解：流14包含显著数量的闪蒸气，其现在作为用于向下沿着上汽提区段93的流13的汽提蒸气而使用。溶剂借助再沸器62而在初级再生器的下区段94内进一步汽提，从而产生贫胺流20。酸性气体作为流15而离开再生器58，该流15作为流16经由冷凝器59而导向至回流罐60。酸性气流17然后从罐60供给克劳斯(Claus)设备或其它下游单元。冷凝物18作为流19而通过泵18而泵抽回塔。
初级再生器底部产品20借助底部泵57而被泵抽，然后分割成两部分，即流21和流22。流21在贫/富交换器56内被冷却，从而形成流29，被泵66泵抽，然后在交换器67内被冷却，从而形成流4，该流4供给到吸收器52的下吸收区段92。可选地，贫胺流72可用于一个或多个精炼处理单元内的酸性气体吸收。流22导向至次级再生器63，其使用来自再沸器64的汽提蒸气来产生超贫溶剂流24和酸性气体流23，其也包含汽提蒸气。流24然后在贫/富交换器56内被冷却，从而形成流25，被泵65泵抽从而形成流26，然后在作为流28经由流27而供给上吸收区段91之前，在交换器68内被进一步冷却。可选地，超贫溶剂流71可用于一个或多个精炼处理单元内的酸性气体吸收，该单元要求严格的排放控制。超贫溶剂27的一部分作为流28而使用，以便在洗涤器54内洗涤闪蒸蒸气。
在未处理气体(比如尾气、再生器气体、烟气)的压力相对低的情况下，尤其在硫化氢的排放需要减小到相对较低等级的场合，所构思出的配置也可以为图3所示的示例性装备。在此，未处理的酸性供给气体通常将不包含重碳氢化合物，因此不需要对供给气体过度加热。此外，因为未处理气体具有低压(典型地低于10psig)，不存在闪蒸罐，并且富胺流6将被泵53进行泵抽，从而借助贫/富交换器而供给再生器。还应当理解：双吸收区段及双汽提区段将以大致类似于针对图2描述的方式，而显著地减小胺循环及再生操作的能量消耗。此外，相对于图3中具有与图2中的构件类似标号的构件，也适用上述相同的考虑(除了吸收器压力和闪蒸器之外)。
备选地或额外地，吸收器顶部产品可被处理成耗尽顶部产品中甚至更多的酸性气体，并且用于这种选择的示例性配置描述于图4中。在这种配置中，超贫胺的一部分83与吸收器顶部流5混合起来，然后在交换器85内冷却，从而形成流80。冷却水或冷冻水制冷系统可用于交换器内，因为较低的温度适合于硫化氢的平衡，并且将加强吸收过程。超贫胺与处理后的气体优选地完全在交换器管(其提供额外的平衡阶段)的内部混合起来。二相流80然后在分离器86内分离，从而形成处理后的气流82和溶剂流81。如此获得的气流82然后以适当的方式被处理，而溶剂81则与流13混合起来并且供给初级再生器的上汽提区段93。通过使用这种后处理，可以预见到硫化氢在如此处理后的气体内的含量可减小50％或更多(与吸收器顶部相比)。
备选地或额外地，为了简化过程并且节约场地，回流再生器93、94以及非回流再生器63可结合于单塔内，从而获得与图3和图4中的双塔配置相同的结果，并且用于这种选择的示例性配置描述于图5中。在这种配置中，通过使用由侧边再沸气62供应的汽提蒸气，贫胺在上区段93、94内得以再生，并且贫溶剂流20的一部分从烟道塔盘(chimney tray)22抽离，并且被贫溶剂泵57泵抽到贫/富交换器56，从而供应吸收器52。剩余的贫溶剂经由烟道塔盘22而溢流到较低的再生器区段63，以便通过使用在底部再沸器64内供应的流而被进一步汽提，从而产生供应吸收器52的超贫胺流24。最典型地，集成的再生器将通过使用侧边再沸器，并且借助从再生器内烟道塔盘的侧吸，而产生贫溶剂(典型地具有0.008，更典型地具有0.01，并且最典型地具有0.015，或者甚至更高的硫化氢与胺的荷载比(loadingratio))。再生器也将通过使用底部再沸器而产生底部超贫溶剂(典型地具有0.015，更典型地具有0.01，并且最典型地具有0.005，或者甚至更低的硫化氢与胺的荷载比)。还应当理解：在胺循环和能量消耗方面，单塔再生器将与双塔生成区段起相同的作用，并且产生相同的结果。此外，相对于图5中具有与图3中构件相同标号的构件，适用上述相同的考虑。
图6展示了根据本发明方式的配置的初级再生器相对于根据图1中现有技术装备的吸收器内的温度分布曲线的示例性温度分布曲线。应当特别注意：针对双汽提区段，本发明的再生器以较高的温度运行于较低的汽提区段内，其导致较高的汽提比，并且以更有效的汽提导致汽提比。相反地，应当理解：上汽提区段的顶部温度较低，从而导致较低的回流冷凝负荷。因此，相对于当前已知的配置，所构思出的配置将以较低的运行成本而显著地获得更高的汽提效率。
图7描述了所构思配置的吸收器内蒸气内硫化氢的含量与根据图1现有技术配置的硫化氢的含量的示例性比较。最明显地，所构思配置的硫化氢浓度在下吸收区段内较高，而在上吸收区段的顶部则较低。下区段内较高的硫化氢浓度是由较高的酸性气体获得(富胺酸性气体的摩尔数减去贫胺内的酸性气体的摩尔数)所引起的，从而引起较低的溶剂流。吸收器顶部内较低的硫化氢是使用用于吸收的超贫溶剂的结果，该超贫溶剂在处理至较低等级的时候更加有效。基于这些与其它计算(图未示)，应当容易的明白：相对于目前已知的配置，硫化氢的除去效率和溶剂要求显著地得到改善。
因此，应当认识：所构思配置和方法利用具有不同贫荷载的两种贫溶剂流，并且借助可流通地与肿胺再生器集成起来的初级再生器，从而满足不同的过程要求。此外，所构思配置允许调整两种贫胺的贫荷载的灵活性，其消除了过汽提并且减小了能量消耗。使用从次级再生器到初级再生器并且作为汽提蒸气的顶部蒸气，提高了所构思配置的效率，其进一步减小了能量消耗。
相对于溶剂，大体上构思出：应当认为所有用于除去酸性气体的已知物理及化学溶剂(及其多种混合物)在文中是适当的。然而，特别优选的溶剂包括胺溶剂，并且尤其是伯胺和肿胺。因为所构思配置在吸收器内优选地采用两个区段(上区段使用来自次级再生器的超贫胺，而下区段使用来自初级吸收器的贫胺)，胺循环可被减小，同时在处理后的气体内获得严格的硫规范。
特别应当进一步理解：通过将富溶剂分割成两部分，获得了显著的能量节约，因为第一部分在上区段内作为回流使用，而第二(加热后的)部分导向至下区段。第一部分供应再生器冷凝器冷却的一部分，从而将负荷减小了至少30％或更高，而第二部分将汽提蒸气供应到上汽提，从而将再生器再沸器负荷减小至少20％或者更高。此外，在至少一些配置中，富胺的第一部分内的热量有利地用于将吸收器供给温度升高到高于其碳氢化合物露点，因此消除了吸收器碳氢化合物泡沫化的问题，并且因此允许使用更冷的胺，该胺在硫化氢吸收中更有效(比如用于产生具有40ppmv到150ppmv的硫化氢，或甚至更低的硫化氢的处理后的气体)。
虽然具有酸性气体成份(比如天然气、合成气、尾气或其它气体形式的碳氢化合物)的多种气体，可结合文中构思出的配置与方法而作为未处理的吸收器供给气体使用，酸性气体吸收与再生过程特别优选地与克劳斯装备、催化氢化单元和/或骤冷单元集成起来，其中，来自选择性吸收过程且富含硫化氢的酸性气体被送到集成的克劳斯单元内。相对于用于从包含二氧化碳的酸性气体中选择性地吸收硫化氢的进一步配置与方法，适用与申请人共同未决的国际专利申请PCT/US04/26926中所描述配置与方法相同的考虑，该申请通过引用而结合于此。
因此，用于酸性气体吸收及溶剂再生的配置与方法的特定实施例与应用已被公开。然而，那些熟悉本领域的技术人员应当明白：在没有脱离文中发明概念的情况下，除了那些已描述的修改之外，更多的修改也是可能的。因此，本发明不应当被限制，而仅应当限制于所附权利要求的本意内。而且，在解释说明书和权利要求的时候，所有的术语应当以最可能宽、并且与上下文一致的方式而被解释。特别地，术语“包括”应当解释为以非排他的方式来提到元件、构件或步骤，表明所提到的元件、构件或步骤可与其它没有明确提到的元件、构件或步骤一起存在、一起使用或结合起来。此外，在通过引用而结合于此的参考中的术语的定义或使用，与文中提供的术语的定义不一致或相反的场合，适用文中提供的术语的定义，而不适用参考中的术语定义。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1. 一种装备，包括：
具有上区段与下区段的溶剂再生器；
其中所述上区段具有第一富溶剂入口，所述第一富溶剂入口配置成提供富溶剂回流；以及第二富溶剂入口，所述第二富溶剂入口配置成提供加热后的富溶剂再生器进料；
其中所述下区段配置成从所述富溶剂回流及所述加热后的富溶剂再生器进料两者中产生贫溶剂；以及
加热器，其有效地配接到所述再生器上，并且配置成加热富溶剂的一部分，从而提供所述加热后的富溶剂再生器进料。
2. 如权利要求1所述的装备，其特征在于，进一步包括第二再生器，所述第二再生器配置成从所述溶剂再生器的所述下区段接收所述贫溶剂，并且配置成从所述贫溶剂产生超贫溶剂。
3. 如权利要求2所述的装备，其特征在于，进一步包括具有上区段和下区段的吸收器，其中吸收器配置成在所述相应的上区段与下区段内接收所述超贫溶剂和所述贫溶剂。
4. 如权利要求3所述的装备，其特征在于，进一步包括闪蒸器，其配接到所述吸收器上，并且配置成对来自所述吸收器的所述富溶剂进行闪蒸。
5. 如权利要求1所述的装备，其特征在于，进一步包括热交换器，其配置成在未处理的气体进入所述吸收器之前，对所述未处理的气体加热，从而冷却所述富溶剂回流。
6. 如权利要求1所述的装备，其特征在于，所述贫溶剂包括胺基溶剂。
7. 一种再生溶剂的方法，包括：
将富溶剂的第一部分作为回流供给再生器的第一区段，并将所述富溶剂加热后的第二部分供给所述再生器的所述第一区段；
其中所述第二部分具有充分的温度，以便为所述第一区段提供汽提媒介的至少一部分；以及
在所述再生器的第二区段内从所述第一部分与第二部分形成贫溶剂，以由此再生所述溶剂。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，热交换器使用来自所述再生器底部产品的热量而加热所述富溶剂的所述第二部分。
9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括在将所述第一部分供给到所述再生器的所述第一区段的步骤之前对所述富溶剂的所述第一部分进行冷却的步骤。
10. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述再生器底部产品的至少一部分供给到第二再生器，从而形成超贫溶剂的步骤。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括将吸收器配接到所述再生器的步骤，其中所述吸收器产生所述富溶剂。
12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述吸收器具有上区段与下区段，并且所述超贫溶剂与所述贫溶剂分别供给到所述吸收器的上区段与下区段。
13. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述富溶剂被分割成第一部分与第二部分之前，对所述富溶剂进行闪蒸的步骤。
14. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括在未处理气体进入所述吸收器之前，对所述未处理气体在热交换器内加热的步骤，从而对所述富溶剂的所述第一部分进行冷却。
15. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述吸收器产生吸收器顶部产品，并且所述吸收器顶部产品与所述超贫溶剂的一部分结合起来，从而产生半贫溶剂。
16. 如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述半贫溶剂作为回流而供给所述再生器的所述上区段的步骤。
17. 一种装备，包括：
二级吸收器，其具有上区段与下区段，其中所述吸收器配置成产生富溶剂；
流动控制元件，其流通地配接到所述吸收器上，并且配置成将所述富溶剂从所述吸收器分割成第一部分与第二部分；
加热器，其配接到管路上，所述管路配置成接收所述富溶剂的所述第二部分，其中，所述加热器配置成对所述富溶剂的所述第二部分进行加热；
再生器，其具有上区段与下区段，其中所述再生器配置成从所述富溶剂的所述第一部分与第二部分产生贫溶剂；
第一管路与第二管路，其流通地配接到所述流动控制元件上，使得：
(a)所述第一管路将所述富溶剂的所述第一部分作为回流而供给所述再生器的所述上区段；以及
(b)所述第二管路将所述富溶剂加热后的所述第二部分作为再生器进料而供给所述再生器的所述上区段。
18. 如权利要求17所述的装备，其特征在于，所述加热器为热交换器，其配置成使用所述贫溶剂的热量来加热所述富溶剂的所述第一部分。
19. 如权利要求17所述的装备，其特征在于，进一步包括热交换器，其配置成在未处理的气体进入所述吸收器之前，使用来自所述富溶剂的所述第二部分的热量加热所述未处理的气体。
20. 如权利要求17所述的装备，其特征在于，进一步包括接收所述富溶剂的闪蒸器，其中所述闪蒸器在所述第一管路与第二管路上游的位置内配接到所述吸收器上。
21. 一种装备，包括：
具有上区段、中间区段与下区段的溶剂再生器，其中所述中间区段与所述下区段之间设置有烟道塔盘；
其中所述上区段具有第一富溶剂入口，所述第一富溶剂入口配置成提供富溶剂回流；并进一步具有第二富溶剂入口，所述第二富溶剂入口配置成提供加热后的富溶剂再生器进料；
其中所述中间区段配置成从所述富溶剂回流及所述加热后的富溶剂再生器进料而产生贫溶剂；
其中所述下区段配置成从所述贫溶剂形成超贫溶剂；以及
加热器，其有效地配接到所述再生器上，并且配置成加热富溶剂的一部分，从而提供所述加热后的富溶剂再生器进料。
22. 如权利要求21所述的装备，其特征在于，进一步包括配置成对所述贫溶剂的一部分再煮沸的侧边再沸器。
23. 如权利要求21所述的装备，其特征在于，所述贫溶剂具有至少为0.01的硫化氢与胺的荷载比，而所述超贫溶剂具有不超过0.01的硫化氢与胺的荷载比。

Claims (23)

1.一种装备，包括：
具有上区段与下区段的溶剂再生器；
其中所述上区段具有第一富溶剂入口，所述第一富溶剂入口配置成提供富溶剂回流；以及第二富溶剂入口，所述第二富溶剂入口配置成提供加热后的富溶剂再生器进料；
其中所述下区段配置成从所述富溶剂回流及所述加热后的富溶剂再生器进料中产生贫溶剂；以及
加热器，其有效地配接到所述再生器上，并且配置成加热富溶剂的一部分，从而提供所述加热后的富溶剂再生器进料。
2.如权利要求1所述的装备，其特征在于，进一步包括第二再生器，所述第二再生器配置成从所述溶剂再生器的所述下区段接收所述贫溶剂，并且配置成从所述贫溶剂产生超贫溶剂。
3.如权利要求2所述的装备，其特征在于，进一步包括具有上区段和下区段的吸收器，其中吸收器配置成在所述相应的上区段与下区段内接收所述超贫溶剂和所述贫溶剂。
4.如权利要求3所述的装备，其特征在于，进一步包括闪蒸器，其配接到所述吸收器上，并且配置成对来自所述吸收器的所述富溶剂进行闪蒸。
5.如权利要求1所述的装备，其特征在于，进一步包括热交换器，其配置成在未处理的气体进入所述吸收器之前，对所述未处理的气体加热，从而冷却所述富溶剂回流。
6.如权利要求1所述的装备，其特征在于，所述贫溶剂包括胺基溶剂。
7.一种再生溶剂的方法，包括：
将富溶剂的第一部分作为回流供给再生器的第一区段，并将所述富溶剂加热后的第二部分供给所述再生器的所述第一区段；
其中所述第二部分具有充分的温度，以便为所述第一区段提供汽提媒介的至少一部分；以及
在所述再生器的第二区段内从所述第一部分与第二部分形成贫溶剂。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，热交换器使用来自所述再生器底部产品的热量而加热所述富溶剂的所述第二部分。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括在将所述第一部分供给到所述再生器的所述第一区段的步骤之前对所述富溶剂的所述第一部分进行冷却的步骤。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述再生器底部产品的至少一部分供给到第二再生器，从而形成超贫溶剂的步骤。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括将吸收器配接到所述再生器的步骤，其中所述吸收器产生所述富溶剂。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述吸收器具有上区段与下区段，并且所述超贫溶剂与所述贫溶剂分别供给到所述吸收器的上区段与下区段。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括在所述富溶剂被分割成第一部分与第二部分之前，对所述富溶剂进行闪蒸的步骤。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，进一步包括在未处理气体进入所述吸收器之前，对所述未处理气体在热交换器内加热的步骤，从而对所述富溶剂的所述第一部分进行冷却。
15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述吸收器产生吸收器顶部产品，并且所述吸收器顶部产品与所述超贫溶剂的一部分结合起来，从而产生半贫溶剂。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括将所述半贫溶剂作为回流而供给所述再生器的所述上区段的步骤。
17.一种装备，包括：
二级吸收器，其具有上区段与下区段，其中所述吸收器配置成产生富溶剂；
流动控制元件，其流通地配接到所述吸收器上，并且配置成将所述富溶剂分割成第一部分与第二部分；
加热器，其配接到管路上，所述管路传送所述富溶剂的所述第二部分，其中，所述加热器配置成对所述富溶剂的所述第二部分进行加热；
再生器，其具有上区段与下区段，其中所述再生器配置成从所述富溶剂的所述第一部分与第二部分产生贫溶剂；
第一管路与第二管路，其流通地配接到所述流动控制元件上，使得：
(a)所述第一管路将所述富溶剂的所述第一部分作为回流而供给所述再生器的所述上区段；以及
(b)所述第二管路将所述富溶剂加热后的所述第二部分作为再生器进料而供给所述再生器的所述上区段。
18.如权利要求17所述的装备，其特征在于，所述加热器为热交换器，其配置成使用所述贫溶剂的热量来加热所述富溶剂的所述第一部分。
19.如权利要求17所述的装备，其特征在于，进一步包括热交换器，其配置成在未处理的气体进入所述吸收器之前，使用来自所述富溶剂的所述第二部分的热量加热所述未处理的气体。
20.如权利要求17所述的装备，其特征在于，进一步包括接收所述富溶剂的闪蒸器，其中所述闪蒸器在所述第一管路与第二管路上游的位置内配接到所述吸收器上。
21.一种装备，包括：
具有上区段、中间区段与下区段的溶剂再生器，其中所述中间区段与所述下区段之间设置有烟道塔盘；
其中所述上区段具有第一富溶剂入口，所述第一富溶剂入口配置成提供富溶剂回流；以及第二富溶剂入口，所述第二富溶剂入口配置成提供加热后的富溶剂再生器进料；
其中所述中间区段配置成从所述富溶剂回流及所述加热后的富溶剂再生器进料而产生贫溶剂；
其中所述下区段配置成从所述贫溶剂形成超贫溶剂；以及
加热器，其有效地配接到所述再生器上，并且配置成加热富溶剂的一部分，从而提供所述加热后的富溶剂再生器进料。
22.如权利要求21所述的装备，其特征在于，进一步包括配置成对所述贫溶剂的一部分再煮沸的侧边再沸器。
23.如权利要求21所述的装备，其特征在于，所述贫溶剂具有至少为0.01的硫化氢与胺的荷载比，而所述超贫溶剂具有不超过0.01的硫化氢与胺的荷载比。
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