JP2013517925A - ガス流からの酸性ガスの除去並びに二酸化炭素捕捉及び隔離 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2010年1月22日に出願された米国特許仮出願第61/297,529号(発明の名称:REMOVAL OF ACID GASES FROM A GAS STREAM, WITH CO2 CAPTURE AND SEQUENSTRATION)の権益主張出願であり、この米国特許仮出願を参照により引用し、その記載内容全体を本明細書の一部とする。
H2S+3/2O2 ―――> SO2+H2O
又は
2H2S+3O2 ―――> 2SO2+2H2O
2H2S+SO2 <―――> 3S+2H2O
ガス処理施設は、テールガス処理ユニットを更に有する。テールガス処理ユニットは、テールガスを受け入れ、テールガスをi)吸収器容器からのオーバーヘッド副生物流及び(ii)再生器容器からの第2の酸性ガス流に分離する。
オーバーヘッドCO2リッチ流を圧縮機ステーションに送り出すステップと、
圧縮機ステーションにおいて圧力をオーバーヘッドCO2リッチ流に加えるステップと、
オーバーヘッドCO2リッチ流をテールガス処理ユニットの再生器容器からの第2の酸性ガス流と一緒に地下貯留層中に注入するステップとを更に有するのが良い。
〔化3〕
CO+H2O ―――>CO2+H2
追加の酸素の存在により、H2S及び水蒸気へのSO2の変換が助長される。
‐ジエタノールアミン(DEA)、
‐ジイソプロパノールアミン(DIPA)、及び
‐モノエタノール(MEA)。
これらは、第一又は第二アミンであると考えられる。
主として窒素、水蒸気、少量の二酸化炭素及び微量の水素から成る残りの生成物は、焼却炉450に差し向けられる。これら副生物は、ライン444を通ってテールガス処理ユニット440を出る。これは、図3Bのライン352,390に一致している。これら生成物は、燃やされてベントライン452を通って大気中に放出される。
クラウス硫黄回収ユニットにおいてH2Sリッチ酸性ガス流を酸性ガス流として受けるステップと、
オーバーヘッドCO2リッチ流を圧縮機ステーションに送り出すステップと、
圧縮機ステーションにおいて圧力をオーバーヘッドCO2リッチ流に加えるステップと、
オーバーヘッドCO2リッチ流を再生器容器からの第2の酸性ガス流と一緒に地下貯留層中に注入するステップとを有する。
亜硫酸成分及び二酸化炭素を含む炭化水素ガス流を処理するガス処理施設であって、前記ガス処理施設は、
前記炭化水素ガス流を(i)スイートニングされたガス流及び(ii)主として硫化水素及び二酸化炭素で構成された第1の酸性ガス流に分離する酸性ガス除去施設を有し、
前記第1の酸性ガス流を受け入れて該第1の酸性ガス流を(i)元素としての硫黄の液体流及び(ii)酸性ガス不純物を含むテールガスに分離するクラウス硫黄回収ユニットを有し、
前記テールガスを受け入れ、該テールガスを(i)吸収器容器からのオーバーヘッド副生物流及び(ii)再生器容器からの第2の酸性ガス流に分離するテールガス処理ユニットを有し、前記第2の酸性ガス流は、前記テールガス中の前記硫化水素及び前記二酸化炭素の大部分を含み、
前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流を受け入れ、地下貯留層中への注入のために圧力を前記第2の酸性ガス流に加える圧縮機ステーションを有する、ガス処理施設。
〔実施態様項B〕
前記テールガス処理ユニットは、酸化硫黄種をH2Sに還元するためのものでもある、実施態様項A記載のガス処理施設。
〔実施態様項C〕
前記吸収器容器は、二酸化炭素と亜硫酸成分の両方を吸収するアミンを利用し、前記テールガス処理ユニットに入る前記二酸化炭素の大部分が前記吸収器容器内に吸収され、そしてリッチ溶剤流として前記吸収器容器から前記再生器容器に放出されるようにする、実施態様項A又はB記載のガス処理施設。
〔実施態様項D〕
前記アミンは、ジエタノールアミン(DEA)、ジイソプロパノールアミン(DIPA)、モノエタノールアミン(MEA)又はこれらの組み合わせを含む、実施態様項C記載のガス処理施設。
〔実施態様項E〕
前記アミンは、メチルジエタノールアミン(MDEA)を含み、
前記MDEAは、CO2吸収を容易にするよう活性化される、実施態様項C記載のガス処理施設。
〔実施態様項F〕
前記MDEAは、ピペラジンにより活性化される、実施態様項E記載のガス処理施設。
〔実施態様項G〕
前記圧縮機ステーションからの前記第2の酸性ガス流を前記地下貯留層に送る複数個の酸性ガス注入ウェルを更に有する、実施態様項A〜Fのうちいずれか一に記載のガス処理施設。
〔実施態様項H〕
前記オーバーヘッドガス流は、前記地下貯留層中における石油・原油の回収増進作業のために用いられる、実施態様項A〜Gのうちいずれか一に記載のガス処理施設。
〔実施態様項I〕
前記リッチ溶剤流が前記再生器容器に入る前に前記リッチ溶剤流を加温する熱交換器を更に有する、実施態様項A〜Hのうちいずれか一に記載のガス処理施設。
〔実施態様項J〕
前記酸性ガス除去施設からの前記第1の酸性ガス流の一部分が前記圧縮機ステーションに取り出され、前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流と一緒に前記地下貯留層中への注入のために加圧される、実施態様項A〜Iのうちいずれか一に記載のガス処理施設。
〔実施態様項K〕
前記第2の酸性ガス流中の二酸化炭素及び亜硫酸成分から残留アミン及び凝縮水を分離する凝縮器容器と、
前記残留アミン及び前記凝縮水を前記再生器容器に戻すよう差し向けるラインとを更に有し、
前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流は、前記第2の酸性ガス流が前記圧縮機ステーションに送り出される前に、残留アミンの除去のために前記凝縮器容器に通される、実施態様項C〜Jのうちいずれか一に記載のガス処理施設。
〔実施態様項L〕
前記酸性ガス除去施設からの前記第1の酸性ガス流を受け、前記第1の酸性ガス流を(i)オーバーヘッドCO2リッチ流及び(ii)H2Sリッチ酸性ガス流に分離する酸性ガス富化施設を更に有し、
前記クラウス硫黄回収ユニットによって受ける前記第1の酸性ガス流は、H2Sリッチ酸性ガス流であり、
前記オーバーヘッドCO2リッチ流は、前記酸性ガス富化施設から前記圧縮機ステーションに差し向けられ、そして前記テールガス処理ユニットの前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流と一緒に前記地下貯留層中への注入のために加圧される、実施態様項C〜Kのうちいずれか一に記載のガス処理施設。
〔実施態様項M〕
急冷塔と前記テールガス処理ユニットの前記吸収器容器との間に配置されていて、(i)前記テールガスが前記吸収器容器に送り出される前に前記テールガスからH2Sを少なくとも部分的に除去し、(ii)CO2リッチ流を前記テールガス処理ユニット内の前記吸収器容器に放出する単段並流接触器を更に有する、実施態様項L記載のガス処理施設。
〔実施態様項N〕
前記吸収器容器からの前記オーバーヘッド副生物流を焼却のために受け入れる焼却炉を更に有する、実施態様項A〜Mのうちいずれか一に記載のガス処理施設。
〔実施態様項O〕
前記焼却炉は、燃料ガス燃焼プロセスか触媒による焼却プロセスかのいずれかにより焼却を行う、実施態様項N記載のガス処理施設。
〔実施態様項P〕
前記炭化水素ガス流は、炭化水素生成作業からの原料天然ガス、工業用発電プラントからの煙道ガス流又はセメント工場からのCO2エミッションを含む、実施態様項A〜Oのうちいずれか一に記載のガス処理施設。
〔実施態様項Q〕
ガス処理施設で炭化水素ガス流を処理する方法であって、前記炭化水素ガス流は、亜硫酸成分及び二酸化炭素を含み、前記方法は、
前記炭化水素ガス流を酸性ガス除去施設で(i)スイートニングされたガス流及び(ii)主として硫化水素及び二酸化炭素で構成された第1の酸性ガス流に分離するステップを有し、
前記第1の酸性ガス流をクラウス硫黄回収ユニットで受け入れて前記第1の酸性ガス流を(i)元素としての硫黄の液体流及び(ii)酸性ガス不純物を含むテールガスに分離するステップを有し、
前記テールガスをテールガス処理ユニットで受け入れ、前記テールガスを(i)吸収器容器からのオーバーヘッド副生物流及び(ii)再生器容器からの第2の酸性ガス流に分離するステップを有し、前記第2の酸性ガス流は、前記テールガス中の前記硫化水素及び1記二酸化炭素の大部分を含み、
前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流を圧縮機ステーションに送り出すステップを有し、
圧縮機ステーションにおいて圧力を前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流に加えるステップを有し、
前記第2の酸性ガス流を地下貯留層中に注入するステップを有する、方法。
〔実施態様項R〕
前記吸収器容器は、二酸化炭素と亜硫酸成分の両方を吸収するアミンを利用し、前記テールガス処理ユニットに入る前記二酸化炭素の大部分が前記吸収器容器内に吸収され、そして前記吸収器容器からリッチ溶剤流前記再生器容器に放出されるようにする、実施態様項Q記載の方法。
〔実施態様項S〕
前記アミンは、ジエタノールアミン(DEA)、ジイソプロパノールアミン(DIPA)、モノエタノールアミン(MEA)又はこれらの組み合わせを含む、実施態様項R記載の方法。
〔実施態様項T〕
前記アミンは、メチルジエタノールアミン(MDEA)を含み、
前記MDEAは、CO2吸収を容易にするよう活性化される、実施態様項S記載の方法。
〔実施態様項U〕
前記MDEAは、ピペラジンにより活性化される、実施態様項T記載の方法。
〔実施態様項V〕
石油・原油の回収増進作業のために前記テールガス処理ユニットの前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流を前記地下貯留層に送る複数個の酸性ガス注入ウェルを用意するステップを更に有する、実施態様項Q〜Uのうちいずれか一に記載の方法。
〔実施態様項W〕
前記酸性ガス除去施設からの前記第1の酸性ガス流の一部分が前記圧縮機ステーションに取り出され、前記テールガス処理ユニットの前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流と一緒に前記地下貯留層中への注入のために加圧される、実施態様項Q〜Vのうちいずれか一に記載の方法。
〔実施態様項X〕
前記凝縮器容器で前記第2の酸性ガス流中の二酸化炭素及び亜硫酸成分から残留アミン及び凝縮水を分離するステップと、
前記残留アミン及び前記凝縮水を前記再生器容器に戻すよう差し向けるステップとを更に有し、
前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流は、前記第2の酸性ガス流が前記圧縮機ステーションに送り出される前に、残留アミンの除去のために前記凝縮器容器に通される、実施態様項R〜Wのうちいずれか一に記載の方法。
〔実施態様項Y〕
前記ガス処理施設は、前記酸性ガス除去施設からの前記第1の酸性ガス流を受け、該第1の酸性ガス流を(i)オーバーヘッドCO2リッチ流及び(ii)H2Sリッチ酸性ガス流に分離する酸性ガス富化施設を更に有し、
前記方法は、
前記クラウス硫黄回収ユニットにおいて前記H2Sリッチ酸性ガス流を前記酸性ガス流として受けるステップと、
前記オーバーヘッドCO2リッチ流を前記圧縮機ステーションに送り出すステップと、
前記圧縮機ステーションにおいて圧力を前記オーバーヘッドCO2リッチ流に加えるステップと、
前記オーバーヘッドCO2リッチ流を前記テールガス処理ユニットの前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流と一緒に前記地下貯留層中に注入するステップとを更に有する、実施態様項Q〜Xのうちいずれか一に記載の方法。
〔実施態様項Z〕
前記吸収器容器からの前記オーバーヘッド副生物流を焼却するステップと、前記焼却された副生物流を大気中に放出するステップとを更に有する、実施態様項Q〜Yのうちいずれか一に記載の方法。
Claims (26)
- 亜硫酸成分及び二酸化炭素を含む炭化水素ガス流を処理するガス処理施設であって、
前記ガス処理施設は、
前記炭化水素ガス流を(i)スイートニングされたガス流及び(ii)主として硫化水素及び二酸化炭素で構成された第1の酸性ガス流に分離する酸性ガス除去施設と、
前記第1の酸性ガス流を受け入れて該第1の酸性ガス流を(i)元素としての硫黄の液体流及び(ii)酸性ガス不純物を含むテールガスに分離するクラウス硫黄回収ユニットと、
前記テールガスを受け入れ、該テールガスを(i)吸収器容器からのオーバーヘッド副生物流及び(ii)再生器容器からの第2の酸性ガス流に分離するテールガス処理ユニットとを備え、前記第2の酸性ガス流は、前記テールガス中の前記硫化水素及び前記二酸化炭素の大部分を含み、
前記ガス処理施設は、さらに、
前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流を受け入れ、地下貯留層中への注入のために圧力を前記第2の酸性ガス流に加える圧縮機ステーションを備えている、
ことを特徴とするガス処理施設。 - 前記テールガス処理ユニットは、酸化硫黄種をH2Sに還元するためのものでもある、請求項1記載のガス処理施設。
- 前記吸収器容器は、二酸化炭素と亜硫酸成分の両方を吸収するアミンを利用し、前記テールガス処理ユニットに入る前記二酸化炭素の大部分が前記吸収器容器内に吸収され、そしてリッチ溶剤流として前記吸収器容器から前記再生器容器に放出されるようにする、請求項1記載のガス処理施設。
- 前記アミンは、ジエタノールアミン(DEA)、ジイソプロパノールアミン(DIPA)、モノエタノールアミン(MEA)又はこれらの組み合わせを含む、請求項3記載のガス処理施設。
- 前記アミンは、メチルジエタノールアミン(MDEA)を含み、
前記MDEAは、CO2吸収を容易にするよう活性化される、請求項3記載のガス処理施設。 - 前記MDEAは、ピペラジンにより活性化される、請求項5記載のガス処理施設。
- 前記圧縮機ステーションからの前記第2の酸性ガス流を前記地下貯留層に送る複数個の酸性ガス注入ウェルを更に有する、請求項1記載のガス処理施設。
- 前記オーバーヘッドガス流は、前記地下貯留層中における石油・原油の回収増進作業のために用いられる、請求項7記載のガス処理施設。
- 前記リッチ溶剤流が前記再生器容器に入る前に前記リッチ溶剤流を加温する熱交換器を更に有する、請求項3記載のガス処理施設。
- 前記酸性ガス除去施設からの前記第1の酸性ガス流の一部分が前記圧縮機ステーションに取り出され、前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流と一緒に前記地下貯留層中への注入のために加圧される、請求項3記載のガス処理施設。
- 前記第2の酸性ガス流中の二酸化炭素及び亜硫酸成分から残留アミン及び凝縮水を分離する凝縮器容器と、
前記残留アミン及び前記凝縮水を前記再生器容器に戻すよう差し向けるラインとを更に有し、
前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流は、前記第2の酸性ガス流が前記圧縮機ステーションに送り出される前に、残留アミンの除去のために前記凝縮器容器に通される、請求項3記載のガス処理施設。 - 前記酸性ガス除去施設からの前記第1の酸性ガス流を受け、前記第1の酸性ガス流を(i)オーバーヘッドCO2リッチ流及び(ii)H2Sリッチ酸性ガス流に分離する酸性ガス富化施設を更に有し、
前記クラウス硫黄回収ユニットによって受ける前記第1の酸性ガス流は、H2Sリッチ酸性ガス流であり、
前記オーバーヘッドCO2リッチ流は、前記酸性ガス富化施設から前記圧縮機ステーションに差し向けられ、そして前記テールガス処理ユニットの前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流と一緒に前記地下貯留層中への注入のために加圧される、請求項3記載のガス処理施設。 - 急冷塔と前記テールガス処理ユニットの前記吸収器容器との間に配置されていて、(i)前記テールガスが前記吸収器容器に送り出される前に前記テールガスからH2Sを少なくとも部分的に除去し、(ii)CO2リッチ流を前記テールガス処理ユニット内の前記吸収器容器に放出する単段並流接触器を更に有する、請求項12記載のガス処理施設。
- 前記吸収器容器からの前記オーバーヘッド副生物流を焼却のために受け入れる焼却炉を更に有する、請求項3記載のガス処理施設。
- 前記焼却炉は、燃料ガス燃焼プロセスか触媒による焼却プロセスかのいずれかにより焼却を行う、請求項14記載のガス処理施設。
- 前記炭化水素ガス流は、炭化水素生成作業からの原料天然ガス、工業用発電プラントからの煙道ガス流又はセメント工場からのCO2エミッションを含む、請求項1記載のガス処理施設。
- ガス処理施設で炭化水素ガス流を処理する方法であって、前記炭化水素ガス流は、亜硫酸成分及び二酸化炭素を含み、
前記方法は、
前記炭化水素ガス流を酸性ガス除去施設で(i)スイートニングされたガス流及び(ii)主として硫化水素及び二酸化炭素で構成された第1の酸性ガス流に分離するステップと、
前記第1の酸性ガス流をクラウス硫黄回収ユニットで受け入れて前記第1の酸性ガス流を(i)元素としての硫黄の液体流及び(ii)酸性ガス不純物を含むテールガスに分離するステップと、
前記テールガスをテールガス処理ユニットで受け入れ、前記テールガスを(i)吸収器容器からのオーバーヘッド副生物流及び(ii)再生器容器からの第2の酸性ガス流に分離するステップと、を備え、前記第2の酸性ガス流は、前記テールガス中の前記硫化水素及び前記二酸化炭素の大部分を含み、
前記方法は、
前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流を圧縮機ステーションに送り出すステップと、
圧縮機ステーションにおいて圧力を前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流に加えるステップと、
前記第2の酸性ガス流を地下貯留層中に注入するステップと、備えている、
ことを特徴とする方法。 - 前記吸収器容器は、二酸化炭素と亜硫酸成分の両方を吸収するアミンを利用し、前記テールガス処理ユニットに入る前記二酸化炭素の大部分が前記吸収器容器内に吸収され、そして前記吸収器容器からリッチ溶剤流前記再生器容器に放出されるようにする、請求項17記載の方法。
- 前記アミンは、ジエタノールアミン(DEA)、ジイソプロパノールアミン(DIPA)、モノエタノールアミン(MEA)又はこれらの組み合わせを含む、請求項18記載の方法。
- 前記アミンは、メチルジエタノールアミン(MDEA)を含み、
前記MDEAは、CO2吸収を容易にするよう活性化される、請求項18記載の方法。 - 前記MDEAは、ピペラジンにより活性化される、請求項20記載の方法。
- 石油・原油の回収増進作業のために前記テールガス処理ユニットの前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流を前記地下貯留層に送る複数個の酸性ガス注入ウェルを用意するステップを更に有する、請求項17記載の方法。
- 前記酸性ガス除去施設からの前記第1の酸性ガス流の一部分が前記圧縮機ステーションに取り出され、前記テールガス処理ユニットの前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流と一緒に前記地下貯留層中への注入のために加圧される、請求項17記載の方法。
- 前記凝縮器容器で前記第2の酸性ガス流中の二酸化炭素及び亜硫酸成分から残留アミン及び凝縮水を分離するステップと、
前記残留アミン及び前記凝縮水を前記再生器容器に戻すよう差し向けるステップとを更に有し、
前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流は、前記第2の酸性ガス流が前記圧縮機ステーションに送り出される前に、残留アミンの除去のために前記凝縮器容器に通される、請求項18記載の方法。 - 前記ガス処理施設は、前記酸性ガス除去施設からの前記第1の酸性ガス流を受け、該第1の酸性ガス流を(i)オーバーヘッドCO2リッチ流及び(ii)H2Sリッチ酸性ガス流に分離する酸性ガス富化施設を更に有し、
前記方法は、
前記クラウス硫黄回収ユニットにおいて前記H2Sリッチ酸性ガス流を前記酸性ガス流として受けるステップと、
前記オーバーヘッドCO2リッチ流を前記圧縮機ステーションに送り出すステップと、
前記圧縮機ステーションにおいて圧力を前記オーバーヘッドCO2リッチ流に加えるステップと、
前記オーバーヘッドCO2リッチ流を前記テールガス処理ユニットの前記再生器容器からの前記第2の酸性ガス流と一緒に前記地下貯留層中に注入するステップとを更に有する、請求項17載の方法。 - 前記吸収器容器からの前記オーバーヘッド副生物流を焼却するステップと、前記焼却された副生物流を大気中に放出するステップとを更に有する、請求項17記載の方法。
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