CN101296861A - 生产纯化的气体物流的方法 - Google Patents

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Abstract

由含污染物的原料气体物流生产纯化气体物流的方法,该方法包括下述步骤:(a)从原料气体物流中除去污染物,获得纯化的气体物流和含H2S与RSH的含硫气体物流;(b)将含H2S与RSH的含硫气体物流分离成富含H2S的气体物流和含RSH的残余气体物流;(c)在Claus单元内将富含H2S的气体物流内的H2S转化成元素硫,从而获得含SO2的第一废气物流;(d)在Claus废气处理反应器内将含SO2的第一废气物流中的SO2转化成H2S,获得含H2S的第二废气物流;(e)在RSH转化反应器内将来自含RSH的残余气体物流中的RSH转化成H2S,获得含H2S的残余气体物流,其中RSH转化反应器内的至少一个操作条件不同于Claus废气处理反应器的相应操作条件。

Description

生产纯化的气体物流的方法
技术领域
本发明涉及由含污染物的原料气体物流生产纯化的气体物流的方法。
背景技术
含污染物的气体物流可来自于各种来源。
例如,许多天然气井生产所谓的“含硫气体”,即包括硫污染物如H2S、脂族和/或芳族硫醇(RSH,其中R是烷基或芳基)、硫化物、二硫化物和噻吩的天然气,其中污染物的浓度使得该天然气不适合于直接使用。天然气是应用于由天然气井得到的轻质烃和任选的其它气体(氮气、二氧化碳、氦气)的混合物的通用术语。天然气的主要组分是甲烷。此外,常常存在乙烷、丙烷和丁烷。同样可存在二氧化碳。在一些情况下,可存在(少)量的高级烃,常常表示为天然气液体或冷凝物。当与油一起生产时,天然气通常被称为伴生气体。
含污染物(特别是硫污染物)的气体物流的其它实例是在炼油厂中从含污染物的原料气体物流中获得并使用的气体物流,例如在氢化脱硫工艺中获得的原料气体物流。
生产纯化的气体物流通常涉及从这些污染的气体物流中除去污染物,特别是硫污染物。
由含硫污染物的气体物流生产纯化的气体物流的方法是本领域中已知的。例如在EP1338557中公开了一种方法,其中使用含水的胺吸收液体从天然气物流中除去污染物。再生所得的负载胺的吸收液体,从而生产含H2S、RSH和CO2的含硫气体物流。在第二吸收段内将这一含硫气体物流分离成含RSH的残余气体物流和富含H2S的气体物流。对富含H2S的气体物流进行Claus工艺,生产元素硫和Claus废气。然后加热这一Claus废气并与残余气体物流混合。所得混合气体转移到氢化反应器内,其中硫化合物(包括RSH)转化成H2S。使用一系列的吸收和再生步骤,回收如此形成的H2S,并返回到Claus工艺中。
EP1338557中所述方法的优点是,在起始气体物流内RSH和/或烃化合物浓度的变化可导致氢化区的操作问题。甚至更重要的另一缺点是,取决于RSH的类型,转化率仍然低,典型地甚至在80%以下。低RSH转化率的结果是,流出氢化区的气体物流仍包括相对高含量的RSH。这一RSH最终将保留在被输送到焚烧器内的气体物流中。在焚烧器中,未转化的RSH被焚烧成SO2,从而导致增加的SO2排放到大气内。鉴于环境要求越来越严格,因此应当使SO2的排放降到低水平。
现已发现,除了Claus废气处理反应器以外,还可通过使用专用的RSH转化反应器本明显改进RSH转化率。
发明内容
因此,本发明提供由含污染物的原料气体物流生产纯化的气体物流的方法,该方法包括下述步骤:
(a)从原料气体物流中除去污染物,获得纯化的气体物流和含H2S与RSH的含硫气体物流;
(b)将含H2S与RSH的含硫气体物流分离成富含H2S的气体物流和含RSH的残余气体物流;
(c)在Claus单元内将富含H2S的气体物流内的H2S转化成元素硫,从而获得含SO2的第一废气物流;
(d)在Claus废气处理反应器内将含SO2的第一废气物流中的SO2转化成H2S,获得含H2S的第二废气物流;
(e)在RSH转化反应器内将来自含RSH的残余气体物流中的RSH转化成H2S,获得含H2S的残余气体物流,其中RSH转化反应器内的至少一个操作条件不同于Claus废气处理反应器的相应操作条件。
本发明的方法能实现高的RSH转化率,即使在相对高的气时空速(GHSV)下也是如此。可实现甚至高于90%的RSH转化率。
为了除去RSH,可独立于Claus废气处理反应器中的操作条件调节并优化RSH转化反应器中的操作条件,以达到高的RSH转化率。特别地,可独立于Claus废气处理反应器调节RSH转化反应器中的操作温度。原料气体物流的组成变化和/或在原料气体物流中RSH浓度的可能波动将转化成进料到RSH转化反应器内的含RSH的残余气体物流中组成的变化和/或RSH浓度的波动。可通过调节RSH转化反应器内的条件处理这些变化和/或波动。因此可实现更高程度的RSH转化率。合适地,可实现90%或甚至更大的RSH转化率,从而导致流出RSH转化反应器的气体物流内低的RSH含量。
由于含SO2的废气物流仅仅来自于Claus单元并且贫含RSH,因此进料到Claus废气处理反应器的气体物流的浓度变化可以忽略不计。可确保Claus废气处理反应器的稳定操作,这是因为Claus废气处理反应器主要处理从气体物流中除去除了RSH以外的硫污染物,而这些污染物的组成几乎没有任何变化。
另一优点是,即使在该过程中存在操作问题,例如即使特别地在RSH反应器内发生过量的焦炭形成,使用专用的RSH转化反应器也提供了操作灵活性。在含RSH的残余气体物流中存在烃可导致形成焦炭。由于在RSH转化反应器内而不是在Claus废气处理反应器内处理含RSH的残余气体物流,因此即使是在可能关闭RSH转化反应器的情况下,Claus废气处理反应器也不受焦炭形成的影响,和可以在正常的操作条件下操作。
可加工含H2S和RSH作为污染物的任何原料气体物流。合适地,该原料气体物流包含天然或伴生气体。
RSH包括脂族RSH,特别是C1-C6的RSH,更特别地C1-C4的RSH,芳族RSH,特别是苯基硫醇,或脂族和芳族RSH的混合物。本发明特别地涉及除去甲硫醇(R=甲基)、乙硫醇(R=乙基)、正丙硫醇和异丙硫醇(R=丙基)和丁硫醇(R=丁基)异构体。具有大于或等于3个碳原子的硫醇(正丙硫醇、异丙硫醇和丁硫醇)此处称为C3+RSH。
本发明的方法特别适合于含H2S和任选的大量二氧化碳的原料气体物流,因为这两种化合物在步骤(a)中在液体吸收工艺中有效地被除去。
合适地,基于总的原料气体物流,总的原料气体物流包含范围为0.05-20体积%的H2S、1ppmv-1体积%的RSH和0-40体积%的二氧化碳。优选地,基于总的原料气体物流,原料气体物流包含0.1-10体积%的H2S、20ppmv-1体积%的RSH和0-30体积%的二氧化碳。
合适地,在步骤(a)中使用吸收液体,通过将污染物从原料气体物流转移到吸收液体中而除去污染物。这导致负载有污染物的吸收液体。通过与再生气体接触,使负载的吸收液体再生。这导致含H2S和RSH的含硫气体物流。
吸收液体是能够从原料气体物流中除去污染物(特别是H2S)的任何液体。吸收液体的选择主要取决于待除去的污染物的类型。在包括天然气的原料气体物流情况下,主要的污染物是H2S、RSH和二氧化碳。其它污染物可包括COS、CS2和噻吩。
优选的吸收液体包括化学溶剂和物理溶剂。
合适的化学溶剂是伯、仲和/或叔胺。优选的化学溶剂是仲或叔胺,优选由乙醇胺衍生的胺化合物,更特别地为DIPA、DEA、MMEA(单甲基乙醇胺)、MDEA或DEMEA(二乙基单乙醇胺),优选DI PA或MDEA。据认为这些化学溶剂与酸性化合物例如H2S和/或CO2反应,从而从原料气体物流中除去H2S和/或CO2
合适的物理溶剂是环丁砜(环四亚甲基砜)及其衍生物、脂族酸酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-烷基化吡咯烷酮和相应的哌啶酮、甲醇、乙醇和聚乙二醇的二烷基醚、或它们的混合物。优选的物理溶剂是环丁砜。据认为H2S和/或CO2被吸收在物理溶剂内,并因而从原料气体物流中除去。另外,RSH同样被吸收在物理溶剂内。
吸收液体也可包括所谓的活化剂化合物。据认为添加活化剂化合物到吸收液体体系中导致改进酸性化合物的除去。合适的活化剂化合物是哌嗪、甲基乙醇胺或(2-氨乙基)乙醇胺,特别是哌嗪。
优选地,吸收液体包括环丁砜、MDEA和哌嗪。
优选的吸收液体包含:范围为15-45重量份、优选15-40重量份的水,15-40重量份的环丁砜,30-60重量份由乙醇胺衍生的仲或叔胺,和0-15wt%、优选0.5-10wt%的活化剂化合物(优选哌嗪),所有重量份基于总的溶液计和所添加的水、环丁砜、胺与任选活化剂化合物的量一起为100重量份。这一优选的吸收液体使得能从含烃、二氧化碳、硫化氢和/或COS的气体物流中除去这些化合物。
可调节步骤(a)的操作条件,使得能由原料气体物流生产纯化的气体物流,所述原料气体物流除了包括H2S和RSH以外,还进一步包括其它化合物,特别是选自二氧化碳、BTX和其它硫污染物的化合物。该方法提供是否从原料气体物流中除去除硫化氢和RSH以外的化合物例如其它含硫化合物或二氧化碳或芳族化合物的选择。因此,合适地通过调节步骤(a)中吸收液体的选择,可实现在步骤(a)中获得不同组成的气体物流。合适地,在范围为15-90℃、更优选25-80℃、仍更优选40-65℃的温度下进行液体吸收。
合适地在10-150bara、特别是25-90bara的压力下进行液体吸收。含化学和物理溶剂的吸收液体在高压下、特别是在20-90bara下作用良好。因此,在原料气体物流加压的情况下,例如若原料气体物流是在高压下获得的天然气物流时,不需要减压步骤。再一优点是,使用组合的物理/化学吸收液体,而不是仅仅使用含水的化学吸收液体,还导致在相对高压(即5-15bara)下闪蒸任何二氧化碳的可能性。这将降低例如供再注入的再压缩要求。
合适在具有5-80层接触层例如浮阀塔板、泡罩塔盘、挡板和类似物的区域内,进行步骤(a)。也可采用规整填料。可通过调节溶剂/原料气体之比来优化CO2的除去量。合适的溶剂/原料气体之比为1.0-10(w/w),优选2-6。
步骤(a)中获得的纯化气体物流中贫含H2S,这意味着在纯化气体物流内的H2S浓度低于在原料气体物流内的H2S浓度。应理解,在步骤(a)中获得的纯化气体物流中的H2S浓度取决于在原料气体物流内的H2S浓度。典型地,在纯化气体物流中的H2S浓度范围为原料气体物流内的H2S浓度的0.0001-80%,优选0.0001-20%,更优选0.0001-10%。合适地,在步骤(a)中获得的纯化气体物流中的H2S浓度小于10ppmv,优选小于5ppmv。
应理解,在纯化的气体物流内的RSH浓度取决于在原料气体物流内的RSH浓度。合适地,在纯化气体物流内的RSH浓度范围为100ppbv-0.1体积%。任选地,纯化的气体物流可进行附加的步骤,以进一步除去硫醇。在Hydrocarbon engineering,2001年6月,第55-60页中公开了实现进一步除去硫醇的合适方式,且涉及使用吸附剂床吸附硫醇,接着再生已经含硫醇的吸附剂床。合适的固体吸附剂材料包括基于二氧化硅、硅胶、氧化铝或二氧化硅-氧化铝的材料。在吸附剂床中,通常可区分两个区域:平衡区和传质区。在平衡区中,所吸附的材料量与原料内组分的分压平衡。在传质区中,吸附剂活跃地吸附来自气体物流中的组分。
从气体混合物中吸附各组分到固体吸附剂上是放热反应。通常通过施加热量到吸附剂和被吸附物相上来逆转这一过程。若施加的热量充足,则所吸附的组分将离开吸附剂内表面和孔隙。为了完成再生过程,吸附剂再次冷却到其起始温度。这一吸附过程的逆转被称为再生。
优选的固体吸附剂是具有能让物质进入或穿过的开口的沸石。在某些类型的沸石中,开口合适地定义为孔径,而在其它类型中,开口合适地定义为笼结构内的开口。在水存在于烃物流内的情况下,当在除去硫醇之前除去水时,优选通过在孔径小于5埃的沸石上吸附水,获得更加有效的方法。这将导致非常低的硫醇含量,合适地范围为20ppbv或甚至更低。
可按照已知的方式进一步加工纯化的气体物流。例如,可对纯化的气体物流进行催化或非催化燃烧,以生成电、热量或功,或者可用作原料气体以供化学反应或者用于家庭应用。在原料气体物流包括天然气的情况下,也可冷却纯化的气体物流获得液化的天然气(LNG),正如在WO99/60316或WO00/29797中所述,这些专利申请的内容在此引入。因此,本发明还提供通过冷却本发明方法获得的纯化气体物流形成的LNG。
在液体吸收步骤中,获得含污染物例如H2S、RSH和任选的CO2和/或其它硫化合物例如羰基硫和BTX的负载的吸收液体。通常以连续的模式进行吸收步骤,该方法还包括再生负载的吸收液体。因此,除去污染物优选涉及再生步骤,其中通过转移至少一部分污染物到再生气体物流中,从而再生负载的吸收液体。合适地,在相对低压和高温下发生再生。负载的吸收液体除了含有H2S和RSH以外,还可含有明显量的来自原料气体物流中的其它化合物,例如烃、一氧化碳和氢气。因此,可有利地通过闪蒸到高于各化合物的分压之和的压力下,从负载的溶剂中至少部分除去这些(非酸性)化合物。按照这一方式,仅仅非常少量的CO2和任选的H2S和COS从溶剂中与(非酸性)化合物一起释放。合适地通过在再生器内,在相对高温下,合适地范围为70-150℃下加热进行再生。优选采用蒸汽或热油进行加热。优选逐步升高温度。合适地,在范围为1-2bara的压力下进行再生。
在再生之后,获得再生的吸收液体和含H2S与RSH的含硫气体物流。任选地,含硫气体物流可进一步包含二氧化碳和羰基硫。优选地,再生的吸收液体再次在步骤(a)的吸收段中使用以供除去H2S。合适地,再生的吸收液体与负载的吸收液体换热,在别处利用该热量。
在步骤(b)中,在富集反应器内分离含RSH与H2S的含硫气体物流,获得富含H2S的气体物流和含RSH的残余气体物流。
实现这一分离的优选方法是通过对含硫气体物流进行选择性吸收步骤,其中优先吸收H2S。选择性吸收H2S是本领域已知的,可参见AKohl,F Riesenfeld,Gas Purification,3rd de.,Gulf PublishingCo.,Houston,1979。选择性吸收液体包括链烷醇胺例如DEA、TEA、DIPA、MDEA、聚乙二醇二烷基醚或N,N-二甲基铵乙酸盐的水溶液。也可使用环丁砜和链烷醇胺的混合物。其它选择性吸收剂包括N-甲基吡咯烷酮和磷酸三丁酯。
在步骤(b)中,获得含RSH的残余气体物流。该残余气体物流可进一步包含在选择吸收步骤中没有被吸收的其它化合物,例如二氧化碳和/或芳族化合物,特别是烃和/或BTX。例如当化学溶剂(特别是MDEA)在步骤(a)中用作吸收液体时,会发生这一情况。合适地,与原料气体物流相比,在残余气体物流内的H2S浓度明显较低。
随后通过如上所述的再生步骤解吸被吸收的H2S,从而得到富含H2S的气体物流。在步骤(c)中,这一富含H2S的气体物流然后通到Claus单元中,从而获得含SO2的第一废气物流。
在Claus单元中,硫化氢通过众所周知的Claus法转化成元素硫。Claus法是一种方法,其中通过在催化剂存在下,使用含氧气体(其中包括纯氧气)部分氧化H2S形成SO2,接着使所形成的SO2与剩余部分的H2S反应,形成元素硫。最广泛使用的Claus催化剂是未促进的球形氧化铝。Claus单元合适地包括燃烧腔室,接着是两个或更多个催化剂床和两个或更多个冷凝器。反应产物在这些冷凝器内冷却,液体元素硫被回收。由于相对于所引入的硫化氢元素硫的产率不是定量的,因此少量未反应的硫化氢和二氧化硫残留在Claus单元的废气内。Claus单元的废气(它是第一种废气物流)包含SO2
在步骤(d)中,含SO2的第一废气物流通到Claus废气处理反应器中。在废气处理反应器内,二氧化硫在氢化反应中被还原成硫化氢。此外,COS(若存在的话)被转化成硫化氢。优选的废气处理反应器是所谓的SCOT反应器,即Shell Claus废气处理反应器,例如在前面提及的Kohl和Riesenfeld的教科书中所述。首先加热含SO2的第一废气物流,然后与催化剂接触,导致形成H2S。含H2S的第二废气物流从Claus废气处理反应器中排出。
在Claus废气处理反应器内的温度范围合适地为210-350℃,优选150-250℃。
在步骤(e)中,在RSH转化反应器内,在步骤(b)中获得的含RSH的残余气体物流中的RSH被转化成H2S。
如前所述,选择在RSH转化反应器内的条件,以便实现高的RSH转化率。这一实现是因为RSH转化反应器独立于Claus废气处理反应器操作。操作RSH转化反应器,使得至少一个操作条件不同于Claus废气处理反应器的相应操作条件。操作条件的实例是温度和气时空速。
在优选的实施方案中,RSH转化反应器的操作温度不同于废气处理反应器的操作温度。
在特别优选的实施方案中,RSH转化反应器的操作温度高于Claus废气处理反应器的操作温度。优选地,RSH转化反应器的操作温度范围为比Claus废气处理反应器的操作温度高10-150℃,优选高20-150℃。温差将确保最佳的RSH转化率。
由于在Claus废气处理反应器内的合适温度范围为210-320℃,因此在这一优选的实施方案中,在RSH转化反应器内的温度范围为300-425℃,更优选320-400℃。
RSH转化反应器优选包括能转化RSH的催化剂。催化剂合适地包含选自铜、钴、铬、钒和钼的至少一种金属。催化剂优选含有在载体上的活性金属化合物。金属合适地以其氧化物或硫化物形式存在于催化剂上。载体可选自氧化铝、二氧化硅、二氧化硅-氧化铝、氧化钛、氧化锆和氧化镁。
在EP-A1338557中所述的方法使用在Claus废气处理单元内的一个反应器。该反应器的反应条件据说是230-300℃的温度和500-3000h-1的气时空速。本发明方法的优点是,可独立地优化两个反应器(氢化反应器和RSH转化反应器)的条件。这不仅应用于温度,而且还应用于气时空速,这可以进行选择以便对每一个反应器获得最佳的操作可能性。很明显的是,气时空速越高,反应器可能越小,从而改进该方法的经济可行性。当在1000hr-1的气时空速下进行EP-A1338557中的实施例时,本发明中独立的反应器的条件允许较高的空速。因此,可使用较小的反应器,从而导致明显的成本节约以及更容易的操作。RSH转化反应器区的空速范围优选为1000-5000hr-1,优选1100-3000hr-1。在空速范围为1500-2500hr-1时获得优良的结果。
特别优选的实施方案进一步包括步骤(f):冷却含H2S的残余气体物流和冷却含H2S的第二废气物流,并使这两个冷却的气体物流与吸收液体接触,从而将H2S从这两个气体物流中转移到吸收液体中,获得负载有H2S的吸收液体和出口气体物流。优选通过使之接触汽提气体来再生负载的吸收液体。由于在含H2S的残余气体物流内的RSH浓度低,因此,在出口气体物流内的RSH和H2S的含量也低。
处理出口气体物流的优选方式是在步骤(g)中输送出口气体物流到焚烧器中,获得排放到大气中的废气。由于在出口物流内的RSH含量低,因此焚烧RSH所生成的并排放到大气内的二氧化硫的含量也低。因此,该方法使得能与严格的环境法规一致,与此同时能除去RSH到非常低的水平。
现通过下述非限定性实施例阐述RSH转化反应器的操作。
实施例1(根据本发明):
具有表1所定义的组成的含RSH的残余气体物流在不同的温度下与含Co/Mo的催化剂在2500hr-1的气时空速(GHSV)下接触。使用气相色谱法测量离开RSH转化反应器的气体物流内的RSH浓度,并测定在不同温度下的转化率。表2中给出了结果。
表1:含RSH的残余气体物流的组成(mol%)
  化合物   Mol%   化合物   Mol%
  H2O   6.45   C7   0.32
  CO2   80.37   C8   0.25
  H2S   0.02   C9   0.13
  COS   0.001   C10   0.07
  N2   4.71   CH3SH   0.22
  H2   2.30   C2H5SH   0.70
  C1(甲烷)   5.58   苯   0.44
  C5   0.24   甲苯   0.98
  C6   0.44   二甲苯   0.13
表2:在不同温度下的RSH转化率
  温度(℃)   转化CH3SH   转化C2H5SH
  240   17   50
  280   40   85
  320   78   95
  350   90   97
结果表明,可实现高的RSH转化率。可通过调节温度来控制RSH转化率。
实施例2(根据本发明):
在不同的GHSV下使具有表1所定义的组成的含RSH的残余气体物流与含Co/Mo的催化剂在350℃的温度下接触。使用气相色谱法测量离开RSH转化反应器的气体物流内的RSH浓度,并测定在不同温度下的转化率。表3中给出了结果。
表3:在350℃下的RSH转化率
  GHSV(hr-1)   CH3SH   C2H5SH   1-C4H9SH   2-C4H9SH
  2500   90   97
  1500   88   98   98   93
结果表明即使在高的GHSV下,也达到优良的RSH转化率。

Claims (15)

1.由含污染物的原料气体物流生产纯化气体物流的方法,该方法包括下述步骤:
(a)从原料气体物流中除去污染物,获得纯化的气体物流和含H2S与RSH的含硫气体物流;
(b)将含H2S与RSH的含硫气体物流分离成富含H2S的气体物流和含RSH的残余气体物流;
(c)在Claus单元内将富含H2S的气体物流内的H2S转化成元素硫,从而获得含SO2的第一废气物流;
(d)在Claus废气处理反应器内将含SO2的第一废气物流中的SO2转化成H2S,获得含H2S的第二废气物流;
(e)在RSH转化反应器内将来自含RSH的残余气体物流中的RSH转化成H2S,获得含H2S的残余气体物流,其中RSH转化反应器内的至少一个操作条件不同于Claus废气处理反应器的相应操作条件。
2.权利要求1的方法,该方法进一步包括下述步骤:
(f)冷却含H2S的残余气体物流和冷却含H2S的第二废气物流,并使这两个冷却的气体物流与吸收液体接触,从而将H2S从这两个气体物流转移到吸收液体中,获得负载有H2S的吸收液体和出口气体物流。
3.权利要求1或2任一项的方法,该方法进一步包括下述步骤:
(g)将出口气体物流输送到焚烧器中,获得排放到大气中的废气。
4.权利要求1-3任一项的方法,其中操作条件是温度。
5.权利要求1-4任一项的方法,其中含SO2的废气进一步包含COS和在Claus废气处理反应器内COS被转化成H2S。
6.权利要求1-5任一项的方法,其中RSH转化反应器的操作温度高于Claus废气处理反应器的操作温度。
7.权利要求6的方法,其中RSH转化反应器的操作温度范围比Claus废气处理反应器的操作温度高10-150℃,优选高20-150℃。
8.权利要求1-7任一项的方法,其中Claus废气处理反应器的操作温度范围为210-350℃,优选150-250℃。
9.权利要求1-8任一项的方法,其中RSH转化反应器的操作温度范围为300-425℃,更优选320-400℃。
10.权利要求1-9任一项的方法,其中基于总的残余气体物流,在残余气体物流内的RSH浓度范围为10ppmv-1体积%,优选100ppmv-1体积%。
11.权利要求1-10任一项的方法,其中RSH转化反应器包含能转化RSH的催化剂。
12.权利要求11的方法,其中RSH转化催化剂包含与钼组合的至少一种选自钴、镍和钨的化合物。
13.权利要求1-12任一项的方法,其中在RSH转化反应器内气时空速的范围为1100-10000h-1,优选1500-9000h-1
14.可通过权利要求1-13任一项的方法获得的纯化的天然气,其中原料气体物流是天然气物流。
15.可通过冷却权利要求14的气体物流获得的液化天然气。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102227251B (zh) * 2008-11-28 2014-08-27 国际壳牌研究有限公司 生产纯化天然气的方法
CN106540515A (zh) * 2015-09-18 2017-03-29 中国石油化工股份有限公司 一种用于同时脱除羰基硫和硫醇的促进剂

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2922783B1 (fr) * 2007-10-31 2010-11-19 Inst Francais Du Petrole Traitements de gaz de queue d'une unite claus sur un enchainement optimise de catalyseurs
WO2010112501A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-07 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for producing purified synthesis gas
CA2756139A1 (en) * 2009-03-30 2010-10-28 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for producing purified synthesis gas
FR2970425B1 (fr) * 2011-01-14 2017-04-07 Total Sa Traitement d'un flux gazeux contenant des mercaptans
CN104519978A (zh) * 2012-07-03 2015-04-15 国际壳牌研究有限公司 用于深度脱除气体物流的杂质的方法
FR3006604B1 (fr) * 2013-06-11 2016-09-16 Total Sa Traitement energetiquement ameliore d'un flux gazeux contenant des mercaptans
EP2868364A1 (en) 2013-10-31 2015-05-06 Shell International Research Maatschappij B.V. Process for producing a purified gas stream
US9890042B2 (en) * 2015-12-09 2018-02-13 Chevron Phillips Chemical Company, Lp System and method for containing an emission of sulfur trioxide

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4430317A (en) * 1981-03-02 1984-02-07 Standard Oil Company (Indiana) Low temperature Claus process with water removal
JPH08290904A (ja) 1995-04-17 1996-11-05 Mitsubishi Kakoki Kaisha Ltd 硫黄回収装置におけるテールガスの処理方法
JP3823366B2 (ja) * 1996-03-23 2006-09-20 千代田化工建設株式会社 イオウ回収方法及びイオウ回収プラント
EP0914192B1 (en) * 1996-05-10 2001-08-16 Pâques Bio Systems B.V. Process for the purification of gases containing hydrogen sulphide
JP3602268B2 (ja) * 1996-07-15 2004-12-15 日揮株式会社 天然ガス等に含まれる硫黄化合物の除去方法およびその装置
TW477890B (en) 1998-05-21 2002-03-01 Shell Int Research Method of liquefying a stream enriched in methane
MY114649A (en) * 1998-10-22 2002-11-30 Exxon Production Research Co A process for separating a multi-component pressurized feed stream using distillation
TW421704B (en) 1998-11-18 2001-02-11 Shell Internattonale Res Mij B Plant for liquefying natural gas
NL1011490C2 (nl) * 1999-03-08 2000-09-12 Paques Bio Syst Bv Werkwijze voor het ontzwavelen van gassen.
KR20030045113A (ko) * 2000-10-18 2003-06-09 닛끼 가부시끼가이샤 황화수소, 메르캅탄, 탄산가스 및 방향족 탄화수소를함유하는 가스 중의 유황화합물의 제거방법 및 그 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102227251B (zh) * 2008-11-28 2014-08-27 国际壳牌研究有限公司 生产纯化天然气的方法
CN106540515A (zh) * 2015-09-18 2017-03-29 中国石油化工股份有限公司 一种用于同时脱除羰基硫和硫醇的促进剂

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