EA017639B1 - Способ осушки и демеркаптанизации газовых смесей - Google Patents

Способ осушки и демеркаптанизации газовых смесей Download PDF

Info

Publication number
EA017639B1
EA017639B1 EA200900314A EA200900314A EA017639B1 EA 017639 B1 EA017639 B1 EA 017639B1 EA 200900314 A EA200900314 A EA 200900314A EA 200900314 A EA200900314 A EA 200900314A EA 017639 B1 EA017639 B1 EA 017639B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
absorbent composition
water
gas
gas mixture
thioalkanol
Prior art date
Application number
EA200900314A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200900314A1 (ru
Inventor
Филипп Жерлак
Дамьен Роке
Рено Кадур
Клер Вейсс
Original Assignee
Тоталь С.А.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тоталь С.А. filed Critical Тоталь С.А.
Publication of EA200900314A1 publication Critical patent/EA200900314A1/ru
Publication of EA017639B1 publication Critical patent/EA017639B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1487—Removing organic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/304—Hydrogen sulfide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/306—Organic sulfur compounds, e.g. mercaptans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/308—Carbonoxysulfide COS
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/50—Carbon oxides
    • B01D2257/504—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/80—Water
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

Целью изобретения является способ обработки газовой смеси, содержащей воду и меркаптаны, включающий стадию контакта указанной газовой смеси с композицией абсорбента, включающей соединение диола формулы H-(О-СН-СН)-ОН, в которой n представляет собой целое число от 1 до 4, и С-Стиоалканол. Изобретение также относится к композиции абсорбента, включающей соединение диола формулы Н-(О-СН-СН)-ОН, в которой n представляет собой целое число от 1 до 4, и С-Стиоалканол, пригодной для применения данного способа.

Description

Настоящее изобретение относится к способу осушки и демеркаптанизации газовых смесей, в частности газовых смесей на основе углеводородов.
Уровень техники
В контексте добычи природного газа (в основном, содержащего метан) или получения сжиженного природного газа необходимо очищать указанный природный газ, добываемый из месторождения, от определенного ряда загрязняющих веществ. Данные загрязняющие вещества, в частности, представляют собой кислотные газы, меркаптаны.
Так называемыми кислотными газами являются диоксид углерода (СО2), сероводород (Н28), сернистый карбонил (СО8) и сероуглерод (С82). Также в них иногда включены меркаптаны.
Меркаптаны представляют собой молекулы формулы Я-8Н, в которых Я представляет собой алкильную группу. Общее количество меркаптанов в газовой смеси, поступающей из участка добычи природного газа, может составлять несколько сотен ч./млн по объему. Двумя основными характерными меркаптанами являются метилмеркаптан и этилмеркаптан, но также могут присутствовать и другие меркаптаны (в частности, молекулы типа от С38Н до С68Н), как правило, при более низких концентрациях.
В настоящее время существует множество способов устранения кислотности и демеркаптанизации (одновременной или последовательной) природного газа посредством использования растворителей, способных химически и/или физически (растворением) абсорбировать меркаптаны и/или другие кислотные газы.
Среди способов, действующих в настоящее время в промышленном масштабе, так называемый способ 8и11то1 состоит в удалении газов Н28, СО2, СО8, С82 и меркаптанов из природного газа с использованием растворителя, состоящего из смеси сульфолана, воды и амина (такого как диизопропаноламин или метилдиэтаноламин).
Другим примером является так называемый способ 8е1ехо1, в котором используют растворитель на основе диметилового эфира полиэтиленгликоля.
Было предложено множество других вариантов, использующих другие растворители. В качестве примера можно указать растворители на основе алканолпиридина (патент США 4360363).
Кроме того, заявка \¥О 2007/083012 описывает смесь алканоламина, тиоалканола (в частности, тиодиэтиленгликоля) и воды, подходящую для обработки газовых смесей, содержащих кислотные газы и меркаптаны.
Что касается удаления основной части воды, содержащейся в газовой смеси, в основном в виде пара (так называемая стадия осушки или дегидратации), последняя требуется, чтобы, в частности, избежать проблем образования гидратов, коррозии, замерзания (в частности, в установках охлаждения/сжижения), потери тепловой мощности.
Обычно используют два основных способа для осуществления осушки: использование растворителей на основе полимера этиленгликоля (например, диэтиленгликоля и особенно триэтиленгликоля), которые имеют сродство к воде, с одной стороны, и использование твердых обезвоживающих систем, с другой стороны, среди которых первое место занимают молекулярные сита.
Проблемой всех описанных выше способов является то, что часто требуется множество стадий для управления снижением содержания различных загрязняющих веществ до приемлемого уровня. Таким образом, при единичной стадии устранения кислотности посредством промывки соответствующим растворителем (в частности, раствором на основе аминов) редко можно экономично снизить содержание меркаптанов до параметров, требуемых применяемыми в настоящее время нормативами. Следовательно, если значительно не увеличить скорость потока растворителя или число тарелок контактного аппарата, то необходимо обеспечить дополнительную конечную стадию для завершения демеркаптанизации.
Так, данную дополнительную завершающую демеркаптанизацию обычно осуществляют на молекулярных ситах, которые также осушают газ.
Действительно, если молекулярное сито используют для осушки, меркаптаны удерживаются на сите, работающем в стадии абсорбции. Поэтому в течение фазы регенерации сита регенерационный газ, получающийся на выходе, содержит меркаптаны, и затем данный газ необходимо очистить непосредственно до характеристик условий окружающей среды, например, с помощью способа 8е1ехо1 или 8и1йио1. Данная обработка представляет собой дополнительную стадию демеркаптанизации.
Альтернативно, в контексте криогенных применений, относящихся к предварительно осушенному газу, фракционирование концентрирует остаточные меркаптаны в более тяжелых погонах. Далее приступают к дополнительной демеркаптанизации данных погонов, например, промывкой содой или на молекулярных ситах.
Следовательно, существует необходимость в разработке другого способа обработки природного газа или, в более общем смысле, газовых смесей, содержащих меркаптаны и воду в качестве загрязняющих веществ, посредством которого указанные газовые смеси могут быть как подвергнуты демеркаптанизации, так и осушены более просто, более эффективно и более экономично, в частности со сниженным количеством стадий.
- 1 017639
Сущность изобретения
Прежде всего, изобретение относится к способу обработки газовой смеси, содержащей воду и меркаптаны, включающему стадию контакта указанной газовой смеси с композицией абсорбента, включающей соединение диола формулы Н-(О-СН2-СН2)п-ОН, в которой η представляет собой целое число от 1 до 4, и С2-С4 тиоалканол.
Согласно одному варианту осуществления С2-С4 тиоалканол представляет собой тиодиэтиленгликоль.
Согласно одному варианту осуществления соединение диола представляет собой триэтиленгликоль.
Согласно одному варианту осуществления композиция абсорбента включает от 60 до 90, предпочтительно от 70 до 85 мас.% соединения диола;
до 40, предпочтительно от 15 до 30 мас.% С2-С4 тиоалканола.
Согласно одному варианту осуществления газовая смесь представляет собой природный газ.
Согласно одному варианту осуществления стадию контакта газовой смеси с композицией абсорбента проводят после стадии контакта газовой смеси с промывочным раствором, способным понижать содержание кислотного газа и/или меркаптанов в газовой смеси.
Согласно одному варианту осуществления промывочный раствор включает алканоламин, предпочтительно смесь алканоламина, воды и С2-С4 тиоалканола и более предпочтительно смесь диэтаноламина, воды и тиодиэтиленгликоля.
Согласно одному варианту осуществления способ включает вслед за стадией контакта газовой смеси с композицией абсорбента стадию регенерации композиции абсорбента нагреванием, посредством чего композицию абсорбента используют повторно.
Согласно одному варианту осуществления композиция абсорбента включает менее 1,5% воды, предпочтительно менее 1% воды, более предпочтительно менее 0,5% воды, наиболее предпочтительно менее 0,1 мас.% воды и идеально, по существу, свободна от воды.
Согласно одному варианту осуществления способ включает вслед за стадией контакта газовой смеси с композицией абсорбента стадию осушки на молекулярном сите и стадию охлаждения и сжижения газовой смеси.
Далее изобретение относится к композиции абсорбента, включающей соединение диола формулы Н-(О-СН2-СН2)п-ОН, в которой η представляет собой целое число от 1 до 4, и С2-С4 тиоалканол.
Согласно одному варианту осуществления С2-С4 тиоалканол представляет собой тиодиэтиленгликоль.
Согласно одному варианту осуществления соединение диола представляет собой триэтиленгликоль.
Согласно одному варианту осуществления композиция абсорбента включает от 60 до 90, предпочтительно от 70 до 85 мас.% соединения диола;
от 10 до 40, предпочтительно от 15 до 30 мас.% С2-С4 тиоалканола.
Согласно одному варианту осуществления композиция абсорбента включает менее 1,5%, предпочтительно менее 1%, более предпочтительно менее 0,5%, наиболее предпочтительно менее 0,1 мас.% воды и идеально, по существу, свободна от воды.
Настоящее изобретение дает возможность преодолеть недостатки уровня техники. Более конкретно, оно обеспечивает способ обработки природного газа или, в более общем смысле, газовых смесей, содержащих меркаптаны и воду в качестве загрязняющих веществ, что дает возможность демеркаптанизации и осушки указанных газовых смесей простым и эффективным способом, в частности с уменьшенным числом стадий. В данном случае осушку и завершающую демеркаптанизацию осуществляют в одной стадии.
Это достигается разработкой новой композиции абсорбента, включающей соединение диола формулы Н-(О-СН2-СН2)п-ОН, в которой п представляет собой целое число от 1 до 4, и С2-С4 тиоалканол.
По сравнению со способом, в котором осушку осуществляют контактом с растворителем, состоящим из одного соединения диола (например, триэтиленгликоля), изобретение имеет дополнительное преимущество в том, что теплоемкость композиции абсорбента по изобретению меньше, чем теплоемкость только одного соединения диола. Таким образом, для одной и той же скорости потока растворителя в течение регенерации достигается выигрыш в энергии.
По сравнению со способом, в котором демеркаптанизацию (и часть осушки) осуществляют посредством растворителя 8е1ехо1, способ по изобретению дает возможность удалить более значительную часть воды и меркаптанов так, что достигаются более низкие характеристики, что может, например, привести к отсутствию необходимости дополнительной осушки ниже по потоку. Совместная абсорбция углеводородов также под лучшим контролем.
По сравнению со способом, в котором для одновременного осуществления осушки и окончательной демеркаптанизации газа используют молекулярные сита, изобретение дает возможность избежать необходимости обеспечения дополнительной обработки (требуемой для выходящего потока из сита, функционирующего в регенерации), в то же время сохраняя удовлетворительные характеристики с точки зрения очистки.
- 2 017639
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 схематически иллюстрирует вариант осуществления способа по изобретению;
фиг. 2 - типичное устройство, предназначенное для применения стадии контакта газовой смеси с композицией абсорбента по изобретению;
фиг. 3-5 - альтернативные варианты осуществления изобретения.
Описание вариантов осуществления изобретения
Изобретение далее раскрыто более подробно и неограничивающим образом в описании, которое следует ниже.
Композиция абсорбента.
Изобретение использует новую композицию абсорбента в стандартном способе абсорбции/регенерации.
Композиция абсорбента по изобретению в целом включает от 60 до 90 (преимущественно, от 70 до 85) мас.% соединения диола формулы Н-(О-СН2-СН2)П-ОН, в которой η представляет собой целое число от 1 до 4; и от 10 до 40 (преимущественно, от 15 до 30) мас.% С2-С4 тиоалканола.
Соединение диола формулы Н-(О-СН2-СН2)П-ОН представляет собой полимер этиленгликоля. Данная общая формула охватывает этиленгликоль (η=1), диэтиленгликоль (η=2), триэтиленгликоль (η=3) и тетраэтиленгликоль (η=4). Также можно использовать смесь вышеуказанных соединений.
Предпочтительным соединением является триэтиленгликоль (или ТЕС).
Как правило, С2-С4 тиоалканол имеет формулу К-8-С2-4-ОН, в которой К. представляет собой любую группу, например алкильную группу, или спиртовую группу, или тиольную группу, или алкилтиоалканольную группу, причем данная группа, в особенности, содержит вплоть до 6 атомов углерода.
Согласно конкретному варианту осуществления С2-С4 тиоалканол представляет собой димерную молекулу.
Примером С2-С4 тиоалканола, который можно использовать согласно изобретению, является этилендитиоэтанол формулы (НО-СН2-СН2)-8-(СН2-СН2)-8-(СН2-СН2-ОН).
Тиодиэтиленгликоль или тиодигликоль (ТИС) представляет собой соединение формулы §(СН2СН2-ОН)2, которое является предпочтительным тиоалканолом. Кроме ТИС, согласно изобретению, далее можно использовать другие С2-С4 тиоалканолы, в частности метилтиоэтанол. Также можно использовать смесь вышеуказанных соединений.
Предпочтительной является комбинация диэтиленгликоля (ЭЕС) и ТИС. Еще более предпочтительной является комбинация триэтиленгликоля (ТЕС) и ТИС.
Композиция абсорбента по изобретению имеет преимущество в том, что она является менее вязкой, чем соединение диола (в частности, ТЕС в отдельности) при высоких температурах.
Кроме того, температура разложения тиоалканола, в частности температура разложения ТИС, сравнима с рабочими параметрами способа по изобретению.
Предпочтительно композиция абсорбента по изобретению свободна от воды или, по меньшей мере, по существу, свободна от воды вследствие дегидратирующего эффекта, который должна иметь композиция абсорбента. В данном случае композиция абсорбента может состоять (или, по меньшей мере, по существу, состоять) из вышеуказанного соединения диола и тиоалканола.
Однако, как правило, присутствие воды в композиции абсорбента при концентрации меньше или равной 0,1% остается приемлемым для целей осушки, даже для экстенсивной осушки. В случае, когда желательно применить только частичную осушку, приемлемым остается присутствие воды в композиции абсорбента при концентрации меньше или равной 1,5%.
Метод обработки.
С помощью данного изобретения можно обработать газовую смесь и, в частности, природный газ согласно предпочтительному варианту осуществления. Последний содержит меркаптаны, в частности метилмеркаптан и/или этилмеркаптан, в объемных количествах, меняющихся от 0 до 400 ч./млн.
Изобретение использует способ, включающий стандартную стадию обработки/регенерации, аналогичную осушке с помощью ТЕС, как осуществлено на практике в предшествующем уровне техники, но посредством новой композиции абсорбента, описанной выше.
Ссылаясь на фиг. 1, природный газ 1 из производственной установки подвергается первой обработке посредством стадии устранения кислотности 2, в течение которой природный газ очищают от основной части кислотных газов (и необязательно от части меркаптанов).
Стадия устранения кислотности 2 может, например, представлять собой стандартную стадию промывки посредством подходящего растворителя, например растворителя 8е1ехо1, растворителя на основе диметилового эфира полиэтиленгликоля или предпочтительно растворителя на основе амина. Так, можно использовать растворитель 8и11то1, но также любые другие подходящие растворители, содержащие алканоламин, например диэтаноламин (ЭЕЛ), моноэтаноламин (МЕА), триэтаноламин (ТЕА), диизопропаноламин (ИГРА) или метилдиэтаноламин (МЭЕА), или даже активированный метилдиэтаноламин (например, метилдиэтаноламин, обогащенный гидроксиэтилпиперазином или пиперазином), или стерически затрудненный амин.
- 3 017639
Преимущественно в качестве промывочного раствора используют раствор, описанный в заявке \¥О 2007/083012, который включает примерно от 20 до 60 (преимущественно, примерно от 30 до 45) мас.% алканоламина;
примерно от 20 до 60 (преимущественно, примерно от 30 до 50) мас.% воды и примерно от 10 до 40 (преимущественно, примерно от 15 до 30) мас.% С2-С4 тиоалканола.
Диэтаноламин (ΌΕΛ) представляет собой соединение формулы НЫ(СН2-СН2ОН)2, которое является предпочтительным алканоламином, и ТОО представляет собой предпочтительный С2-С4 тиоалканол.
В конце стадии устранения кислотности 2 кислотные газы 3 направляют на стадию конверсии (например, посредством установки Клауса) или по направлению к стадии обратной закачки газа, в то время как предварительно обработанный природный газ 4 подвергается осушке и стадии завершающей демеркаптанизации 5, которые будут более подробно описаны далее.
В конце стадии осушки и демеркаптанизации 5 выходящий поток, содержащий меркаптаны 6, отбирают и направляют на стадию конверсии (например, посредством установки Клауса) или по направлению к стадии обратной закачки газа, в то время как обработанный природный газ 7 может быть непосредственно в наличии в качестве промышленного газа. Его также можно подвергнуть последующей стадии криогенной обработки, чтобы получить сжиженный природный газ (БЫС), согласно способам, известным специалисту в данной области. В данном случае перед охлаждением/сжижением может быть желательна дополнительная осушка посредством молекулярного сита, принимая во внимание очень низкие характеристики по воде, которые требуются в данном типе применения.
Стадия осушки и завершающей демеркаптанизации 5, описанная выше, в основном состоит из контакта газа, который необходимо обрабатывать, с композицией абсорбента по изобретению и предпочтительно регенерации композиции абсорбента после данного контакта для непрерывного функционирования.
Стадию осушки и завершающей демеркаптанизации можно осуществить посредством стандартной гликолевой установки осушки, заменяя традиционный растворитель (ΌΕΟ или ТЕО) композицией абсорбента по изобретению.
Более конкретно, ссылаясь на фиг. 2, предварительно обработанный природный газ 11 вводят в газо-жидкостной сепаратор 12. Жидкую фракцию 13 отбирают и обрабатывают отдельно, а газовую фракцию 14 подают в нижнюю часть абсорбционной колонны 15.
Можно использовать любой тип колонны, в частности насадочную колонну, колонну с ситчатыми тарелками, колонну с клапанными тарелками, колонну с колпачковыми тарелками.
Внутри данной колонны газовая фракция контактирует в противотоке с потоком композиции абсорбента 16 по изобретению, поступающей в головную часть колонны.
Стадию абсорбции предпочтительно осуществляют при температуре в диапазоне примерно от 25 до 60°С. Давление в колонне предпочтительно составляет от 5 до 170 бар.
Осушенный и подвергнутый демеркаптанизации газ 17 удаляют из головной части колонны.
Стадию регенерации композиции абсорбента обычно осуществляют посредством нагрева и отделения воды, меркаптанов и других совместно абсорбированных соединений (например, углеводородов) из композиции.
Для данной цели насыщенную композицию абсорбента 18 (содержащую абсорбированную воду, меркаптаны и возможно другие газы) отбирают из нижней части абсорбционной колонны 15. После прохождения через расширительный клапан 19 данная композиция проходит через емкость мгновенного расширения 20, что позволяет извлечь основную часть совместно абсорбированных углеводородов 21, так что их можно, необязательно, использовать в качестве топливного газа или возвратить на повторную переработку в процесс. На выходе из емкости 20 насыщенную композицию 22 нагревают теплообменником 21 до типичной температуры от 90 до 150°С, предпочтительно от 130 до 150°С.
Нагретая композиция 24 питает верхнюю часть регенератора 25, нижняя часть которого снабжена ребойлером 26. Ребойлер 26 создает пар, который поднимается противотоком в колонне регенератора 25, унося меркаптаны и воду. Данной десорбции содействуют низкое давление и высокая температура, имеющиеся в регенераторе. Типичные условия для применяемой регенерации представляют собой температура от 180 до 220°С и давление от 1 до 3 абсолютных бар.
В верхней части регенератора 25 обеспечивают стандартную оросительную систему 27. Десорбированные газы 28 удаляют из верхней части регенератора 25 с тем, чтобы, например, направить на повторную переработку с кислотными газами со стадии нейтрализации.
Регенерированную композицию абсорбента 29 (также называемую обедненной композицией) затем возвращают в повторный цикл, чтобы обеспечить поток композиции абсорбента 16, питающий абсорбционную колонну 15, после прохождения через теплообменник 23 (в котором обедненную композицию охлаждают, нагревая обогащенную композицию) и затем через дополнительное охлаждающее устройство 30.
Способ по изобретению дает возможность добиться заметных сепарационных характеристик и, в частности, снизить концентрацию меркаптанов в природном газе до величины менее чем примерно 30
ч./млн, предпочтительно примерно до 10 ч./млн, и снизить концентрацию воды в природном газе до ве
- 4 017639 личины менее чем примерно 100 ч./млн, предпочтительно до 60 ч./млн. Обычно способ по изобретению будет давать возможность снизить концентрацию воды в природном газе до величины менее 20 кг Н2О/106 станд. м3, предпочтительно менее 5 кг Н2О/106 станд. м3. Конкретные конфигурации даже позволяют понизить содержание воды до величин, близких к 1 кг Н2О/106 станд. м3.
Более конкретно, стадия осушки и завершающей демеркаптанизации, выполненная по изобретению, дает возможность осуществить 60%, предпочтительно 90% снижение объемного содержания меркаптанов в природном газе.
Другие варианты осуществления.
Другой аспект изобретения относится к способу обработки газовой смеси, содержащей воду и меркаптаны, включающему стадию контакта указанной газовой смеси с растворителем, состоящим из С2-С4 тиоалканола.
Под растворителем, состоящим из С2-С4 алканола понимают, что растворитель включает более чем 98, преимущественно более чем 99 или даже примерно 100 мас.% С2-С4 тиоалканола.
Согласно одному варианту осуществления С2-С4 тиоалканол представляет собой тиодиэтиленгликоль.
Согласно одному варианту осуществления способ включает после стадии контакта газовой смеси с растворителем стадию регенерации растворителя нагреванием, в результате чего растворитель возвращают в цикл.
Согласно одному варианту осуществления газовая смесь представляет собой природный газ.
Согласно одному варианту осуществления стадия контакта газовой смеси с растворителем идет после стадии контакта газовой смеси с промывочным раствором, способным снижать содержание кислотного газа и/или меркаптана в газовой смеси. Газовую смесь, которая контактирует с растворителем, следовательно, можно описать как промытую газовую смесь.
Согласно одному варианту осуществления промывочный раствор включает алканоламин, предпочтительно смесь алканоламина, воды и С2-С4 тиоалканола и более предпочтительно смесь диэтаноламина, воды и тиодиэтиленгликоля.
Согласно одному варианту осуществления способ включает после стадии контакта газовой смеси с промывочным раствором стадию регенерации промывочного раствора нагреванием, в результате чего промывочный раствор возвращают в цикл.
Согласно одному варианту осуществления способ включает после стадии контакта газовой смеси с растворителем стадию осушки на молекулярном сите и стадию охлаждения и сжижения газовой смеси.
Согласно другому варианту осуществления газовая смесь представляет собой выходящий поток регенерации молекулярного сита.
Более конкретно способ может затем последовательно включать контакт начального выходящего газового потока (например, природного газа), содержащего воду и меркаптаны, с промывочным раствором, чтобы получить промытый выходящий поток;
пропускание промытого выходящего потока через молекулярное сито, чтобы получить промытый и осушенный выходящий поток;
регенерацию молекулярного сита и получение газовой смеси (обогащенный меркаптаном выходящий поток регенерации) на выходе из молекулярного сита;
контакт газовой смеси с вышеуказанным растворителем;
необязательно, охлаждение и сжижение промытого и осушенного выходящего потока.
Другой аспект изобретения относится к способу обработки газовой смеси, содержащей воду и меркаптаны, включающему стадию контакта указанной газовой смеси с композицией абсорбента, состоящей из смеси С2-С4 тиоалканола и воды.
Под композицией абсорбента, состоящей из смеси С2-С4 тиоалканола и воды, понимают, что композиция абсорбента включает более чем 98, преимущественно более чем 99 или даже примерно 100 мас.% смеси С2-С4 тиоалканола и воды.
Предпочтительно содержание воды в композиции абсорбента меньше или равно 40%, более конкретно оно меньше или равно 15 мас.%.
Предпочтительно содержание тиоалканола в композиции абсорбента больше или равно 60%, более конкретно больше или равно 85 мас.%.
Присутствие воды в композиции абсорбента дает возможность снизить вязкость композиции и улучшить перенос меркаптанов в композицию.
Согласно одному варианту осуществления С2-С4 тиоалканол представляет собой тиодиэтиленгликоль.
Согласно одному варианту осуществления способ включает после стадии контакта газовой смеси с композицией абсорбента стадию регенерации композиции абсорбента нагреванием, в результате чего композицию абсорбента возвращают в цикл.
Согласно одному варианту осуществления газовая смесь представляет собой природный газ.
Согласно одному варианту осуществления стадия контакта газовой смеси с композицией абсорбента идет после стадии контакта газовой смеси с промывочным раствором, способным снижать содержание
- 5 017639 кислотного газа и/или меркаптана в газовой смеси.
Согласно одному варианту осуществления способ включает после стадии контакта газовой смеси с промывочным раствором стадию регенерации промывочного раствора нагреванием, в результате чего промывочный раствор возвращают в цикл.
Согласно одному варианту осуществления промывочный раствор включает алканоламин, предпочтительно смесь алканоламина, воды и С2-С4 тиоалканола и более предпочтительно смесь диэтаноламина, воды и тиодиэтиленгликоля.
Согласно одному варианту осуществления способ последовательно включает контакт газовой смеси, содержащей воду и меркаптаны, с промывочным раствором, чтобы получить промытую газовую смесь;
контакт промытой газовой смеси с композицией абсорбента, чтобы получить подвергнутую демеркаптанизации промытую и возможно осушенную газовую смесь;
необязательно, если подвергнутая демеркаптанизации и осушенная промытая газовая смесь требует дополнительной осушки, пропускание подвергнутой демеркаптанизации, промытой осушенной газовой смеси через молекулярное сито, чтобы получить промытую, подвергнутую демеркаптанизации и пересушенную газовую смесь;
необязательно, регенерацию молекулярного сита и получение выходящего потока регенерации на выходе из молекулярного сита;
необязательно, охлаждение и сжижение промытой, подвергнутой демеркаптанизации и пересушенной газовой смеси.
Согласно альтернативному варианту осуществления газовая смесь представляет собой выходящий поток регенерации молекулярного сита.
Более конкретно способ может затем последовательно включать контакт начального выходящего газового потока (например, природного газа), содержащего воду и меркаптаны, с промывочным раствором, чтобы получить промытый выходящий поток;
пропускание промытого выходящего потока через молекулярное сито, чтобы получить промытый и осушенный выходящий поток;
регенерацию молекулярного сита и получение газовой смеси (обогащенного меркаптаном выходящего потока регенерации) на выходе из молекулярного сита;
контакт газовой смеси с композицией абсорбента;
необязательно, охлаждение и сжижение промытого и осушенного выходящего потока.
Другие варианты осуществления, в общих чертах описанные выше, описываются далее более подробно посредством практических примеров.
Согласно первому альтернативному варианту осуществления и со ссылкой на фиг. 3 изобретение предлагает способ обработки газовой смеси (природного газа для целей настоящего изобретения), содержащей меркаптаны и воду, в котором природный газ 101 из установки получения подвергают первой обработке посредством стадии устранения кислотности 102, в течение чего природный газ очищают от большей части кислотных газов (и, необязательно, от части меркаптанов).
В конце стадии устранения кислотности 102 кислотные газы 103 направляют на стадию конверсии (например, посредством установки Клауса) или по направлению к стадии обратной закачки газа, в то время как предварительно обработанный природный газ 104 подвергают осушке и завершающей стадии демеркаптанизации 105. Данную стадию осуществляют способом, аналогичным описанному выше со ссылкой на фиг. 1 и 2, с разницей, состоящей в том, что используемая композиция абсорбента может быть чистой или почти чистой композицией С2-С4 тиоалканола без соединения диола формулы Н-(ОСН2-СН2)П-ОН. Предпочтительно композиция абсорбента состоит из ТЭС, который в одиночку добивается функции завершающей демеркаптанизации и осушки. В конечном счете, по отдельности получают обработанный природный газ 107 и выходящий поток, содержащий воду и меркаптаны 106.
Согласно второму альтернативному варианту осуществления и со ссылкой на фиг. 4 изобретение предлагает способ обработки газовой смеси (природного газа для целей настоящего изобретения), содержащей меркаптаны и воду, в котором природный газ 201 из установки получения подвергают первой обработке посредством стадии устранения кислотности 202, в течение чего природный газ очищают от большей части кислотных газов (и, необязательно, от части меркаптанов).
В конце стадии устранения кислотности 202 кислотные газы 203 направляют на стадию конверсии (например, посредством установки Клауса) или по направлению к стадии обратной закачки газа, в то время как предварительно обработанный природный газ 204 подвергают осушке и завершающей стадии демеркаптанизации 205.
Данную стадию осушки и завершающей демеркаптанизации 205 применяют посредством молекулярного сита. Поток из сита, работающего в абсорбции 206, формирует обработанный природный газ, который можно использовать в качестве промышленного газа или который можно подвергнуть последующим криогенным стадиям, получая ЬЫС. Поток из сита, работающего в регенерации 207, обрабатывают посредством дополнительной стадии демеркаптанизации 208.
Данную дополнительную стадию демеркаптанизации 208 осуществляют способом, аналогичным
- 6 017639 способу, который был описан выше относительно стадии осушки и завершающей демеркаптанизации со ссылкой на фиг. 1 и 2, с разницей, состоящей в том, что используемая композиция абсорбента может представлять собой композицию чистого или почти чистого С2-С4 тиоалканола без соединения диола формулы Н-(О-СН2-СН2)П-ОН. Предпочтительно композиция абсорбента состоит из ТЭС. Композиция абсорбента также может представлять собой смесь воды и С2-С4 тиоалканола, предпочтительно смесь воды и ТИС. Содержание воды можно регулировать для контролирования совместной адсорбции углеводородов.
В конце дополнительной стадии демеркаптанизации 208 получают выходящий поток 209, содержащий меркаптаны и часть соабсорбированных углеводородов, с одной стороны, в соответствии с чем указанный поток должен быть ориентирован по направлению стадии конверсии (например, посредством установки Клауса) или по направлению стадии обратной закачки газа; и выходящий поток углеводородов 210, с другой стороны, который можно использовать в качестве топливного газа или даже в качестве промышленного газа.
Согласно третьему альтернативному варианту осуществления и со ссылкой на фиг. 5 изобретение предлагает способ обработки газовой смеси (природного газа для целей настоящего изобретения), содержащей меркаптаны и воду, в котором природный газ 301 из установки получения подвергают первой обработке посредством стадии устранения кислотности 302, в течение чего природный газ очищают от большей части кислотных газов (и, необязательно, от части меркаптанов).
В конце стадии устранения кислотности 302 кислотные газы 303 направляют на стадию конверсии (например, посредством установки Клауса) или по направлению к стадии обратной закачки газа, в то время как предварительно обработанный природный газ 304 подвергают завершающей стадии демеркаптанизации 305.
Данную завершающую стадию демеркаптанизации 305 осуществляют способом, аналогичным способу, который был описан выше относительно стадии осушки и завершающей демеркаптанизации со ссылкой на фиг. 1 и 2, с разницей, состоящей в том, что используемая композиция абсорбента может представлять собой композицию чистого или почти чистого С2-С4 тиоалканола без соединения диола формулы Н-(О-СН2-СН2)П-ОН. Предпочтительно композиция абсорбента состоит из ТИС. Композиция абсорбента также может представлять собой смесь воды и С2-С4 тиоалканола, предпочтительно смесь воды и ТИС.
В конце данной завершающей стадии демеркаптанизации 305 получают выходящий поток 306, содержащий меркаптаны и часть соабсорбированных углеводородов, с одной стороны, причем указанный поток ориентирован по направлению стадии конверсии (например, посредством установки Клауса) или по направлению стадии обратной закачки газа, и подвергнутый демеркаптанизации природный газ 307, с другой стороны, который затем подвергают стадии осушки 308.
Стадию осушки 308 осуществляют стандартным методом на месте, например, посредством молекулярного сита или посредством растворителя ПЕС или ТЕС. В конце данной стадии осушки 308 получают промышленный природный газ 309 и, в случае, когда используют молекулярное сито, получают поток из сита, работающего в регенерации 310, который может быть непосредственно использован в качестве топливного газа.

Claims (15)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ обработки газовой смеси, содержащей воду и меркаптаны, включающий стадию контакта указанной газовой смеси с композицией абсорбента, включающей соединение диола формулы Н-(О-СН2СН2)П-ОН, в которой η представляет собой целое число от 1 до 4, и С2-С4 тиоалканол.
  2. 2. Способ по п.1, в котором С2-С4 тиоалканол представляет собой тиодиэтиленгликоль.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, в котором соединение диола представляет собой триэтиленгликоль.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, в котором композиция абсорбента включает от 60 до 90, предпочтительно от 70 до 85 мас.% соединения диола;
    от 10 до 40, предпочтительно от 15 до 30 мас.% С2-С4 тиоалканола.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, в котором газовая смесь представляет собой природный газ.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-5, в котором стадию контакта газовой смеси с композицией абсорбента проводят после стадии контакта газовой смеси с промывочным раствором, способным понижать содержание кислотного газа и/или меркаптанов в газовой смеси.
  7. 7. Способ по п.6, в котором промывочный раствор включает алканоламин, предпочтительно смесь алканоламина, воды и С2-С4 тиоалканола и более предпочтительно смесь диэтаноламина, воды и тиодиэтиленгликоля.
  8. 8. Способ по любому из пп.1-7, включающий вслед за стадией контакта газовой смеси с композицией абсорбента стадию регенерации композиции абсорбента нагреванием, посредством чего композицию абсорбента используют повторно.
  9. 9. Способ по любому из пп.1-8, в котором композиция абсорбента включает менее 1,5%, предпочтительно менее 1%, более предпочтительно менее 0,5%, наиболее предпочтительно менее 0,1 мас.% воды
    - 7 017639 и идеально, по существу, свободна от воды.
  10. 10. Способ по любому из пп.1-9, включающий вслед за стадией контакта газовой смеси с композицией абсорбента стадию осушки на молекулярном сите и стадию охлаждения и сжижения газовой смеси.
  11. 11. Композиция абсорбента, включающая соединение диола формулы Н-(О-СН2-СН2)П-ОН, в которой η представляет собой целое число от 1 до 4, и С2-С4 тиоалканол.
  12. 12. Композиция абсорбента по п.11, в которой С2-С4 тиоалканол представляет собой тиодиэтиленгликоль.
  13. 13. Композиция абсорбента по п.11 или 12, в которой соединение диола представляет собой триэтиленгликоль.
  14. 14. Композиция абсорбента по любому из пп.11-13, включающая от 60 до 90, предпочтительно от 70 до 85 мас.% соединения диола;
    от 10 до 40, предпочтительно от 15 до 30 мас.% С2-С4 тиоалканола.
  15. 15. Композиция абсорбента по любому из пп.11-14, включающая менее 1,5%, предпочтительно менее 1%, более предпочтительно менее 0,5%, наиболее предпочтительно менее 0,1 мас.% воды и идеально, по существу, свободна от воды.
EA200900314A 2008-03-14 2009-03-13 Способ осушки и демеркаптанизации газовых смесей EA017639B1 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0801384A FR2928563B1 (fr) 2008-03-14 2008-03-14 Procede de sechage et de demercaptanisation de melanges gazeux.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200900314A1 EA200900314A1 (ru) 2009-12-30
EA017639B1 true EA017639B1 (ru) 2013-02-28

Family

ID=39874123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200900314A EA017639B1 (ru) 2008-03-14 2009-03-13 Способ осушки и демеркаптанизации газовых смесей

Country Status (3)

Country Link
EA (1) EA017639B1 (ru)
FR (1) FR2928563B1 (ru)
IT (1) IT1393345B1 (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA025250B1 (ru) * 2010-12-06 2016-12-30 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Способ удаления меркаптанов из газообразного потока
CA2819075C (en) 2010-12-06 2019-12-03 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Process for removing mercaptans from a gas stream

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2177068A (en) * 1938-12-03 1939-10-24 Fluor Corp Process for treating gases
SU803864A3 (ru) * 1977-01-06 1981-02-07 Сосьете Насьональ Елф Акитэн(Продюксьон) (Фирма) Способ выделени сероводорода изгАзОВОй СМЕСи
SU927282A1 (ru) * 1979-04-25 1982-05-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Подготовке @К Транспортировке И Переработке Природного Газа Абсорбент дл очистки газов от кислых компонентов
WO2007083012A1 (fr) * 2006-01-18 2007-07-26 Total Sa Procede de purification de melanges gazeux contenant des mercaptans et autres gaz acides

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE633816A (ru) *
GB572997A (en) * 1943-03-17 1945-11-01 Charles Weizmann Improvements in and relating to the separation of diolefines from gaseous mixtures
US2600328A (en) * 1948-06-07 1952-06-10 Fluor Corp Separation of acidic constituents from gases
GB895503A (en) * 1958-08-29 1962-05-02 Francis Mark Townsend Sulfur recovery process
FR2900843B1 (fr) * 2006-05-10 2008-07-04 Inst Francais Du Petrole Procede de desacidification d'un gaz par multiamines partiellement neutralisees

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2177068A (en) * 1938-12-03 1939-10-24 Fluor Corp Process for treating gases
SU803864A3 (ru) * 1977-01-06 1981-02-07 Сосьете Насьональ Елф Акитэн(Продюксьон) (Фирма) Способ выделени сероводорода изгАзОВОй СМЕСи
SU927282A1 (ru) * 1979-04-25 1982-05-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Подготовке @К Транспортировке И Переработке Природного Газа Абсорбент дл очистки газов от кислых компонентов
WO2007083012A1 (fr) * 2006-01-18 2007-07-26 Total Sa Procede de purification de melanges gazeux contenant des mercaptans et autres gaz acides

Also Published As

Publication number Publication date
IT1393345B1 (it) 2012-04-20
FR2928563A1 (fr) 2009-09-18
FR2928563B1 (fr) 2011-12-30
ITMI20090376A1 (it) 2009-09-15
EA200900314A1 (ru) 2009-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8821615B2 (en) Sour gas treatment process
CA2386397C (en) Method for removing cos from a stream of hydrocarbon fluid and wash liquid for use in a method of this type
KR101775421B1 (ko) 수직 배향 병류 접촉 시스템을 사용하여 가스 스트림으로부터 불순물들을 분리
KR101847805B1 (ko) 가스 스트림과 액체 스트림의 접촉
US7374734B2 (en) Absorbing agent and method for eliminating acid gases from fluids
CA2674874C (en) Method for purifying a gas mixture containing acid gases
RU2635620C2 (ru) Водная композиция с алканоламином и способ удаления кислых газов из газовых смесей
RU2397011C2 (ru) Способ очистки газовых смесей, содержащих меркаптаны и другие кислые газы
US20180272269A1 (en) Acid gas removal with an absorption liquid that separates in two liquid phases
JP2004535297A (ja) ガス流から酸性ガスを除去する方法
WO2015017151A1 (en) Removal of sulfur compounds in an acid gas stream generated from solvent-based gas treating process
CN110997879A (zh) 用溶剂吸收剂分离气体的方法
CN112839729A (zh) 从包含酸性气体的气体混合物中去除酸性气体
WO2018164705A1 (en) Energy efficient process for separating hydrogen sulfide from gaseous mixtures using a hybrid solvent mixture
CA2985846A1 (en) Solvent and method for removing acid gases from a gaseous mixture
US11090604B2 (en) Enhanced acid gas removal within a gas processing system
WO2017189297A1 (en) Process for selective removal of acid gases from fluid streams using a hybrid solvent mixture
EA017639B1 (ru) Способ осушки и демеркаптанизации газовых смесей
CA2814943C (en) Use of 2-(3-aminopropoxy)ethan-1-ol as an absorbent to remove acidic gases
JP7421553B2 (ja) 並流ガス吸収方法及び強化された吸収体を有するシステム
RU2548082C1 (ru) Установка переработки газов регенерации цеолитов
JP2024502553A (ja) 酸ガスを除去するための水性吸収媒体
WO2022099234A1 (en) Methods for treating gas streams
KR20140054340A (ko) 물리적 용매 산 기체 흡수 공정에서의 포메이트계 열안정성 염의 경감

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ

MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AZ KZ TM RU