CN109069943A - 通过汽提从富meg流去除酸性物质的系统和方法 - Google Patents

通过汽提从富meg流去除酸性物质的系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于从富单乙二醇(“MEG”)溶液(21)去除酸性物质的系统和方法通过以下实现：通过将所述溶液与气体(23)接触来将所述酸从所述富MEG溶液(21)汽提，所述气体是氮气或燃料气体诸如甲烷；以及通过将所述气体与苛性碱溶液(41)诸如稀氢氧化钠溶液接触来将所述酸从所述气体汽提。所述汽提步骤在相应的汽提塔(25)中发生。离开所述气体酸汽提塔(30)的所述气体(27)的一部分可再循环至所述MEG酸汽提塔(25)来减少总气体使用。离开所述气体酸汽提塔(30)的所述废物流(35)的一部分可再循环回至所述气体酸汽提塔(30)来减少使用的苛性碱溶液(41)的量以及废物的量。

Description

通过汽提从富MEG流去除酸性物质的系统和方法
背景技术
技术领域
本公开涉及被设计来处理在油气业中用于控制水合物形成的单乙二醇(“MEG”)的工艺。更具体地，本公开涉及被设计来从湿MEG进料流去除盐的MEG回收工艺。
在油气业中，干(贫)MEG用于在产生的流内控制水合物的形成。一旦使用，现在的湿(富)MEG进而通过MEG再生和回收工艺干燥和清洁，使得MEG可再次用于水合物控制。用于回收MEG的系统和方法包括三个部分：预处理、闪蒸分离和MEG再生。这些部分之后可进行盐管理，并且之后或之前可进行钙去除部分。
在天然气管线中用于水合物抑制的MEG具有与有机酸诸如乙酸相似的挥发性。因此，如果来自井的水含有有机酸，则有机酸往往与MEG溶液保持在一起。去除此有机酸可能需要对MEG的较大的昂贵且浪费的吹除或吹扫。
用于从富含MEG去除有机酸的其他选项包括煮练有机酸、富MEG和有机酸的蒸馏以及使用二价阳离子的沉淀。煮练方法利用相对大的加热负荷来加热整个流和/或真空条件。因为MEG和有机酸的相对挥发性相似，所以该方法还产生较大的MEG损失。与煮练方法相似，蒸馏方法利用较大的加热(再沸)和冷却(冷凝)负荷。虽然MEG损失通过蒸馏减少，但是需要更多的设备(例如，塔、再沸器、冷凝器)。沉淀方法利用添加化学品来增加pH以及固体分离步骤诸如离心或过滤(参见，例如US 2015/0119609A1)。
发明内容
总体上，本文公开一种用于从富单乙二醇(“MEG”)溶液去除描述为有机酸的乙酸和其他短链脂肪酸的系统和方法，这通过以下实现：
-如果需要的话，将所述富MEG溶液的pH调整至pH<4，以确保所述有机酸呈酸形式；
-通过将所述溶液与气体接触来将所述有机酸从所述富MEG溶液汽提，所述气体是氮气或燃料气体诸如甲烷；以及
-通过将所述气体与苛性碱溶液诸如稀氢氧化钠溶液接触来将有机酸从所述气体汽提。
所述汽提步骤在相应的汽提塔中发生。离开所述气体/有机酸汽提塔的所述气体的一部分可再循环至所述MEG/有机酸汽提塔来减少总气体使用。离开所述气体/有机酸汽提塔的所述废物流的一部分可再循环回至所述气体/有机酸汽提塔来减少使用的苛性碱溶液的量以及废物的量。
此方法可用作MEG再生和回收工艺的一部分来从富MEG去除描述为有机酸的乙酸和其他短链脂肪酸。所述方法减少所需的吹除的量，减少总MEG损失，并且不需要煮练、蒸馏或沉淀步骤。
与煮练方法不同，此方法不利用热输入，不利用真空条件，并且具有相对低的MEG损失。与蒸馏方法不同，此方法利用低能量输入，不利用热输入，利用远远更少的冷却负荷，在远远更低并且因此更安全的温度下操作，并且不需要另外的大设备元件像再沸器或冷凝器。与沉淀方法不同，此方法在低pH下操作(如通常在富MEG中所见)，所以pH调整被最小化并且不需要固体分离步骤，所述固体分离步骤可以是昂贵的、复杂的并且具有低可靠性。
附图说明
为了可详细地理解以上叙述的特征，通过参考实施方案而可获得更具体的描述，所述实施方案中的一些以附图示出，其中相似的附图标记代表相似的元件。然而，应指出，附图示出各种实施方案并且因此不被认为限制其范围，并且可采用其他等效的实施方案。
图1是所述方法的图解。
图2是示出使用软件模拟图1的方法的结果的表。
在附图和具体实施方式中使用的元件
10 系统或方法
21 含有有机酸的富MEG溶液或流
23 气体补充流
25 MEG/有机酸汽提塔
27 含有从21汽提的有机酸的气体流)
29 没有或基本上不含有机酸的富MEG流
30. 气体/有机酸汽提塔
31 没有或基本上不含有机酸的气体流
33 31的气体再循环流部分
35 废水流
41 溶液
具体实施方式
在以下描述中，列出多个细节来提供对本公开的一些实施方案的理解。然而，本领域的技术人员将理解，所述系统和/或方法可在没有这些细节的情况下实践，并且来自所述实施方案的多个变化或修改可以是可能的。
在说明书和所附权利要求中：术语“连接(connect)”、“连接(connection)”、“连接的”、“与…连接”以及“连接(connecting)”用于意指“与…直接连接”或“通过一个或多个元件与…连接”；并且术语“集”用于意指“一个元件”或“多于一个元件”。另外，术语“联接(couple)”、“联接(coupling)”、“联接的(coupled)”、“联接在一起”以及“与…联接”用于意指“直接联接在一起”或“通过一个或多个元件联接在一起”。如本文所用，术语“上”和“下”、“上部”和“下部”、“向上”和“向下”、“上游”和“下游”；“以上”和“以下”；以及指示给定点或元件以上或以下的相对位置的其他类似术语在本说明书中用于更清楚地描述本公开的一些公开方案。
虽然前述描述已参考特定手段、材料和实施方案在本文中描述，但是它并不意图限于本文公开的特定内容；相反，它延伸至所有功能上等同的结构、方法和用途，诸如在所附权利要求的范围内的结构、方法和用途。
出于本公开的目的，“有机酸”是具有通式R-C(O)OH的羧酸，其中R是H(甲酸)、CH3(乙酸)、CH3CH2(丙酸)或CH3(CH2)2(丁酸))，并且碳原子C的总数量不大于4。
参考图1，含有有机酸的湿或富MEG流21被引导至MEG/有机酸汽提塔25，其中富MEG流21与气体补充流23或气体再循环流33(或流23、33的某一组合)接触。气体23、33可以是燃料气体，诸如天然气或者可以是氮气。可监测富MEG流21的pH并且在需要时调整至pH<4。这帮助确保有机酸呈酸形式。
将有机酸从流21汽提的气体23、33作为含有有机酸的气体流27离开MEG/有机酸汽提塔25的顶端。没有有机酸(或基本上不含有机酸)的富MEG流29离开塔25的底端。“基本上不含有机酸”意指存在于富MEG流21中的至少90％乙酸被去除。如果其他有机酸存在于流21中，则这些有机酸中的优选地至少50％也从富MEG流21汽提。
含有从流21汽提的有机酸的气体流27被引导至气体/有机酸汽提塔30，其中流27与溶液41接触。溶液41可以是稀氢氧化钠溶液(例如，1.0重量％NaOH和水)或其等同物。没有有机酸(或基本上不含有机酸)的气体流31在塔30的底端处离开。“基本上不含有机酸”意指至少90％乙酸从含有有机酸的气体流27被汽提。优选地去除至少95％。
含有有机酸的废水流35离开气体汽提塔25的底端。此流35可再循环至气体/有机酸汽提塔30。气体流31可作为再循环气体流33再循环至MEG/有机酸汽提塔25。
所操作的温度范围是约40℃至60℃，其中60℃是针对含有有机酸的富MEG流21和气体流27，40℃是针对气体补充流23和再循环流33，并且40℃是针对溶液41和水流。这些温度可根据特定于应用的要求改变。
参考图2，并且通过举例的方式，使用含有1497ppm乙酸的50.85m3/小时的富MEG流的模拟显示通过在MEG/有机酸汽提塔中循环1100kg/小时的汽提气体可从富MEG流汽提94％的乙酸，其中100kg/小时由气体补充流提供并且1000kg/小时由再循环气体流提供。所述方法还去除57％的进入的丙酸，99％的甲酸和72％的丁酸。
在气体/有机酸汽提塔中使用苛性碱溶液诸如稀氢氧化钠溶液从汽提气体去除>99％的乙酸。然后将约90％的现在基本上不含有机酸的汽提气体在MEG/有机酸汽提塔中再循环。这使汽提气体补充物的量最小化。还可再循环苛性碱溶液的一部分以使苛性碱和水补充物的量最小化并且减少离开气体/有机酸汽提塔的废物流。
以上所述并在附图中示出的实施方案提供所述系统和方法的实例。以下权利要求定义发明性系统和方法并且覆盖与授权的权利要求的引用元素等同的全部范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于从富MEG流(21)去除有机酸的方法，所述方法包括：
通过在MEG/有机酸汽提塔(25)中将所述富MEG流(21)与气体(23)接触来将所述有机酸从所述富MEG流(21)汽提，
其中基本上不含所述有机酸的所述富MEG流(29)离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)，并且
其中含有从所述富MEG流(21)汽提的有机酸的气体(27)离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括通过在气体/有机酸汽提塔(30)中时将所述气体(27)与苛性碱溶液(41)接触来将离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)的所述气体(27)中含有的所述有机酸汽提，其中基本上不含所述有机酸的气体(31)离开所述气体/有机酸汽提塔(30)，并且含有从所述气体汽提的有机酸和所述苛性碱溶液(41)的一部分的废物流(35)离开所述气体/有机酸汽提塔(30)。
3.根据权利要求2所述的方法，其还包括将离开所述气体/有机酸汽提塔(30)的所述气体(31)的一部分(33)再循环以用于在所述MEG/有机酸汽提塔(25)中使用。
4.根据权利要求2所述的方法，其还包括将所述废物流(35)的一部分(37)再循环回至所述气体/有机酸塔(30)。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述苛性碱溶液(41)是包含约1％氢氧化钠的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的方法，其还包括在需要时将所述富MEG流(21)的pH调整至pH<4。
7.一种用于从富MEG流(21)去除有机酸的方法，所述方法包括以下：
通过在MEG/有机酸汽提塔(25)中将所述富MEG流(21)与气体(23)接触来将所述有机酸从所述富MEG流(21)汽提，其中基本上不含所述有机酸的富MEG流(29)离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)，并且含有从所述富MEG流(21)汽提的有机酸的气体(27)离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)；
通过在气体/有机酸汽提塔(30)中时将所述气体(27)与苛性碱溶液(41)接触来将离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)的所述气体(27)中含有的所述有机酸汽提，其中基本上不含所述有机酸的气体(31)离开所述气体/有机酸汽提塔(30)，并且含有从所述气体汽提的有机酸和所述苛性碱溶液(41)的一部分的废物流(35)离开所述气体/有机酸汽提塔(30)。
8.取消
9.根据权利要求7所述的方法，其还包括将离开所述气体/有机酸汽提塔(30)的所述气体(31)的一部分(33)再循环以用于在所述MEG/有机酸汽提塔(25)中使用。
10.根据权利要求7所述的方法，其还包括将所述废物流(35)的一部分(37)再循环回至所述气体/有机酸汽提塔(30)。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述苛性碱溶液(41)是包含约1％氢氧化钠的氢氧化钠溶液。
12.根据权利要求7所述的方法，其还包括在需要时将所述富MEG流(21)的pH调整至pH<4。
13.一种用于从富MEG流(21)去除酸的方法，所述方法包括：
通过在MEG/酸汽提塔(25)中将所述富MEG流(21)与气体(23)接触来将所述酸从所述富MEG流(21)汽提；
其中基本上不含所述酸的富MEG流(29)离开所述MEG/酸汽提塔(25)，并且含有从所述富MEG流(21)汽提的酸的气体(27)离开所述MEG/酸汽提塔(25)。
14.根据权利要求13所述的方法，其还包括通过在气体酸汽提塔(30)中时将所述气体(27)与苛性碱溶液(41)接触来将离开所述MEG酸汽提塔(25)的所述气体(27)中含有的所述酸汽提，其中基本上不含所述酸的气体(31)离开所述气体酸汽提塔(30)，并且含有从所述气体汽提的酸和所述苛性碱溶液(41)的一部分的废物流(35)离开所述气体酸汽提塔(30)。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述酸是有机酸。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述有机酸是羧酸。

Claims (15)

1.一种用于从富MEG流(21)去除有机酸的方法，所述方法包括通过在MEG/有机酸汽提塔(25)中将所述富MEG流(21)与气体(23)接触来将所述有机酸从所述富MEG流(21)汽提，其中基本上不含所述有机酸的所述富MEG流(29)离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)，并且含有从所述富MEG流(21)汽提的有机酸的气体(27)离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括通过在气体/有机酸汽提塔(30)中时将所述气体(27)与苛性碱溶液(41)接触来将离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)的所述气体(27)中含有的所述有机酸汽提，其中基本上不含所述有机酸的气体(31)离开所述气体/有机酸汽提塔(30)，并且含有从所述气体汽提的有机酸和所述苛性碱溶液(41)的一部分的废物流(35)离开所述气体/有机酸汽提塔(30)。
3.根据权利要求2所述的方法，其还包括将离开所述气体/有机酸汽提塔(30)的所述气体(31)的一部分(33)再循环以用于在所述MEG/有机酸汽提塔(25)中使用。
4.根据权利要求2所述的方法，其还包括将所述废物流(35)的一部分(37)再循环回至所述气体/有机酸塔(30)。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述苛性碱溶液(41)是包含约1％氢氧化钠的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的方法，其还包括在需要时将所述富MEG流(21)的pH调整至pH<4。
7.一种用于从富MEG流(21)去除有机酸的方法，所述有机酸是羧酸，所述方法包括以下步骤：
通过在MEG/有机酸汽提塔(25)中将所述富MEG流(21)与气体(23)接触来将所述有机酸从所述富MEG流(21)汽提，其中基本上不含所述有机酸的富MEG流(29)离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)，并且含有从所述富MEG流(21)汽提的有机酸的气体(27)离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)；
通过在气体/有机酸汽提塔(30)中时将所述气体(27)与苛性碱溶液(41)接触来将离开所述MEG/有机酸汽提塔(25)的所述气体(27)中含有的所述有机酸汽提，其中基本上不含所述有机酸的气体(31)离开所述气体/有机酸汽提塔(30)，并且含有从所述气体汽提的有机酸和所述苛性碱溶液(41)的一部分的废物流(35)离开所述气体/有机酸汽提塔(30)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述羧酸具有不多于4个碳原子。
9.根据权利要求7所述的方法，其还包括将离开所述气体/有机酸汽提塔(30)的所述气体(31)的一部分(33)再循环以用于在所述MEG/有机酸汽提塔(25)中使用。
10.根据权利要求7所述的方法，其还包括将所述废物流(35)的一部分(37)再循环回至所述气体/有机酸汽提塔(30)。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述苛性碱溶液(41)是包含约1％氢氧化钠的氢氧化钠溶液。
12.根据权利要求7所述的方法，其还包括在需要时将所述富MEG流(21)的pH调整至pH<4。
13.一种用于从富MEG流(21)去除酸的方法，所述方法包括通过在MEG酸汽提塔(25)中将所述富MEG流(21)与气体(23)接触来将所述酸从所述富MEG流(21)汽提，其中基本上不含所述酸的富MEG流(29)离开所述MEG酸汽提塔(25)，并且含有从所述富MEG流(21)汽提的酸的气体(27)离开所述MEG酸汽提塔(25)。
14.根据权利要求13所述的方法，其还包括通过在气体酸汽提塔(30)中时将所述气体(27)与苛性碱溶液(41)接触来将离开所述MEG酸汽提塔(25)的所述气体(27)中含有的所述酸汽提，其中基本上不含所述酸的气体(31)离开所述气体酸汽提塔(30)，并且含有从所述气体汽提的酸和所述苛性碱溶液(41)的一部分的废物流(35)离开所述气体酸汽提塔(30)。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述酸是有机酸。
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