JPH06504949A - Treatment of acid gas using hybrid membrane separation system - Google Patents

Treatment of acid gas using hybrid membrane separation system

Info

Publication number
JPH06504949A
JPH06504949A JP5500178A JP50017892A JPH06504949A JP H06504949 A JPH06504949 A JP H06504949A JP 5500178 A JP5500178 A JP 5500178A JP 50017892 A JP50017892 A JP 50017892A JP H06504949 A JPH06504949 A JP H06504949A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
membranes
hydrogen sulfide
acid gas
membrane modules
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP5500178A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
コリン エイモス
Original Assignee
エクソン ケミカル パテンツ インコーポレイテッド
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 エクソン ケミカル パテンツ インコーポレイテッド filed Critical エクソン ケミカル パテンツ インコーポレイテッド
Publication of JPH06504949A publication Critical patent/JPH06504949A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/02Preparation of sulfur; Purification
    • C01B17/04Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides
    • C01B17/0404Preparation of sulfur; Purification from gaseous sulfur compounds including gaseous sulfides by processes comprising a dry catalytic conversion of hydrogen sulfide-containing gases, e.g. the Claus process
    • C01B17/0408Pretreatment of the hydrogen sulfide containing gases
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/22Separation 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 diffusion
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B17/00Sulfur; Compounds thereof
    • C01B17/16Hydrogen sulfides
    • C01B17/167Separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS 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
    • C10L3/00Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10Working-up natural gas or synthetic natural gas

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 ハイブリッド膜分離システムを用いる酸性ガスの処理本発明は一般に天然ガスフ ィード流からの硫化水素及び二酸化炭素の分離に対する種々のハイブリッド膜分 離システムの使用に関する。詳しくは、ハイブリッド膜分離システムは酸性ガス 膜システムと少なくとも1つの硫化水素膜システムを、炭化水素リッチリチンテ ートを直接バイブラインへ送ることができ、生じた硫化水素リッチパーミエート 流がクラウス硫黄プラントにおける使用に対して十分であるように天然ガスフィ ード流からの酸性ガスの分離及び硫化水素の濃縮を与えるために種々の配置で組 み合わせる。[Detailed description of the invention] Processing of acid gas using a hybrid membrane separation system The present invention generally applies to natural gas Various hybrid membrane fractions for the separation of hydrogen sulfide and carbon dioxide from feed streams Regarding the use of remote systems. For more information, see Hybrid membrane separation systems for acid gas The membrane system and at least one hydrogen sulfide membrane system are The resulting hydrogen sulfide-rich permeate can be sent directly to the vibrine. natural gas fibres, so that the flow is sufficient for use in the Claus sulfur plant. assembled in various configurations to provide acid gas separation and hydrogen sulfide enrichment from the Match.

発明の背景 硫化水素と他のガス例えば二酸化炭素及びメタンとの混合物は多くのガス流中に 見いだされる。例えば、硫化水素、二酸化炭素、水及びメタンの混合物が天然ガ ス中に見いだされる。天然ガスに対する米国パイプライン規格は2%二酸化炭素 及び4ppm硫化水素を許容するにすぎない。従って、ガス混合物の精製又は酸 性ガスの回収のためにガス混合物から硫化水素及び二酸化炭素(また「酸性ガス 」として示される)を除去することが必要である。また、気体炭化水素流を精製 して、一定の触媒を被毒せず、また通常のバイブライン規格に適合できるスィー ト乾燥ガスを生成させることがし1.fシば必要である。また、硫化水素を元素 硫黄の原料として回収することもまた非常に望ましい。すなわち、サワー天然ガ スからの硫化水素の分離の間に、二酸化炭素のすべてを除去することなく硫化水 素を選択的に分離することが望ましい。通常、分離された硫化水素及び二酸化炭 素の一部が元素硫黄への転化のためにクラウス硫黄プラントへ供給される。Background of the invention Mixtures of hydrogen sulfide and other gases such as carbon dioxide and methane are present in many gas streams. be found. For example, a mixture of hydrogen sulfide, carbon dioxide, water and methane is found throughout the school. The US pipeline standard for natural gas is 2% carbon dioxide. and only 4 ppm hydrogen sulfide. Therefore, purification of gas mixtures or acid Hydrogen sulfide and carbon dioxide (also known as acid gases) are extracted from gas mixtures for the recovery of acid gases. ”) is required to be removed. It also purifies gaseous hydrocarbon streams. A sweetener that does not poison certain catalysts and meets normal Vibrine standards. To generate dry gas 1. f is necessary. Additionally, hydrogen sulfide can be Recovery as a source of sulfur is also highly desirable. That is, sour natural gas During the separation of hydrogen sulfide from a gas, sulfide water is removed without removing all of the carbon dioxide. It is desirable to selectively separate the elements. Usually separated hydrogen sulfide and carbon dioxide A portion of the element is fed to the Claus Sulfur Plant for conversion to elemental sulfur.

典型的な天然ガス処理プラントフローシートが図1及び2中に示される。図1は 、サワー天然ガスが気/液分離装置10へ供給され、生ずる気体生成物が、ガス から硫化水素及び二酸化炭素を除去するためにアミン吸収又は低温分別装置12 へ送られる天然ガスプロセスを示す。アミン吸収装置12は成分を分離し、硫化 水素をクラウス硫黄プラント14へ、二酸化炭素を圧縮機16へ、メタンを脱水 装置18へ供給する。クラウス硫黄プラント14は貯蔵設備20へ送られる元素 硫黄及び洗浄装置22へ送られるテールガスを生ずる。脱水装置lB中で脱水さ れたメタンは、ヘリウムが回収される窒素リジェクション装置24へ送られる。Typical natural gas processing plant flow sheets are shown in FIGS. 1 and 2. Figure 1 is , sour natural gas is fed to a gas/liquid separator 10 and the resulting gaseous product is Amine absorption or cryogenic fractionation device 12 to remove hydrogen sulfide and carbon dioxide from Shows the natural gas process sent to. Amine absorber 12 separates the components and sulfurizes them. Hydrogen to Claus sulfur plant 14, carbon dioxide to compressor 16, methane to dehydrate Supply to device 18. Claus sulfur plant 14 sends elements to storage facility 20 Produces sulfur and tail gas which is sent to scrubber 22. Dehydrated in dehydrator IB The recovered methane is sent to a nitrogen rejection device 24 where helium is recovered.

メタンは次いで圧縮機26中で圧縮さ札ヘリウムは精製装置28へ送られる。The methane is then compressed in compressor 26 and the helium is sent to purifier 28 .

図2は酸性ガス濃縮と組み合わされる二酸化炭素及び硫化水素除去のための他の プロセスを示す。このプロセスフローシートによれば、サワー天然ガスがアミン 吸収又は低温分別装置30へ送られ、分離された酸性ガスは約16%硫化水素を 含み、残部は実質的に二酸化炭素である。分離された酸性ガスは、硫化水素がク ラウス硫黄プラント34への供給前に約60%に濃縮される酸性ガス濃縮装置3 2へ送られる。クラウス硫黄プラント34は元素硫黄及び、水素化され(36) 、クラウス硫黄プラント34ヘリサイクルされる残留硫化水素から分離される( 38)残留ガスを生ずる。Figure 2 shows other methods for carbon dioxide and hydrogen sulfide removal combined with acid gas concentration. Show the process. According to this process flow sheet, sour natural gas The separated acid gas is sent to the absorption or low-temperature fractionation device 30 and contains approximately 16% hydrogen sulfide. The remainder is essentially carbon dioxide. The separated acidic gas is purified by hydrogen sulfide. Acid gas concentrator 3 which is concentrated to approximately 60% before being supplied to Louth sulfur plant 34 Sent to 2. Claus Sulfur Plant 34 produces elemental sulfur and hydrogenated (36) , separated from residual hydrogen sulfide recycled to Claus Sulfur Plant 34 ( 38) Produces residual gas.

硫化水素及び二酸化炭素を天然ガスから除去するための従来の方法はアミン吸収 又は低温分別システムを用いる。ガス混合物からの酸性ガスの除去に使用される 吸収システムの若干の例が米国特許第3.594,985号〔アミーン(Ame en)ほか〕、1971年7月27日発行;第27日80.424号〔ミラー( Miller)ほか〕、1978年3月21日発行;及び第3,664,091 号〔ヒグワー(Hegwer) ]、1197255月23日発行中に示されて いる。The traditional method for removing hydrogen sulfide and carbon dioxide from natural gas is amine absorption. Or use a cryogenic fractionation system. Used to remove acid gases from gas mixtures Some examples of absorption systems are disclosed in U.S. Pat. No. 3,594,985 [Ame en) et al.], published July 27, 1971; 27th issue 80.424 [Mirror ( Miller et al.], published March 21, 1978; and No. 3,664,091 Issue [Hegwer], published on May 23, 119725. There is.

さらに他の人が吸収又は分留塔と膜の組合せによる天然ガスからの酸性ガスの分 離を試みた、すなわち米国特許第4.374.657号[ジエンデル(Sche ndel)ほか〕、1198322月22日発行及び第4.466.946号〔 ゴブイン(Godden、 Jr、)ほか〕、1198488月21日発行ジエ ンデル(Schenclel)ほかは、メタンが初めに炭化水素フィード流から 低温蒸留により分離さね、次いで酸性ガスガスが残留炭化水素から残留物を半透 膜システムに通すことにより分離される方法を開示している。ジエンデルはかに より使用された半透膜は酢酸セルロース、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース 、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、セルロースシアノエチラート、メ タクリル酸セルロース、又はそれらの混合物を含む。Still others have proposed separation of acid gases from natural gas by absorption or by a combination of fractionators and membranes. U.S. Pat. No. 4,374,657 [Sche ], published on February 22, 11983, and No. 4.466.946 [ Godden, Jr. et al.], published on August 21, 119848 Schenclel et al. The residue is separated by low-temperature distillation, and then acidic gas is used to semipermeate the residue from the remaining hydrocarbons. Discloses a method of separation by passing through a membrane system. Ziendel Hakani The semipermeable membranes used are cellulose acetate, cellulose diacetate, and cellulose triacetate. , cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose cyanoethylate, Contains cellulose tacrylate, or mixtures thereof.

ゴブイン(Godden、 Jr、)ほかの特許には、気体流を処理する工程が =(a)浸透帯域において気体流から特異に透過性の膜を横切る二酸化炭素の選 択的透過により二酸化炭素の第1部分を分離して二酸化炭素パーミエート流及び 炭化水素濃縮第1流を生成させること;及び(b)さらに、少なくとも1つの二 酸化炭素除去帯域において炭化水素濃縮第1流から炭化水素濃縮第1流の低温分 別により二酸化炭素を分離して少なくともカーボン流及び二酸化炭素流を生成さ せること、を含む1つの態様が含まれる。The Godden, Jr. et al. patent includes a process for treating a gas stream. = (a) selection of carbon dioxide from the gas stream across a uniquely permeable membrane in the permeation zone; A first portion of carbon dioxide is separated by selective permeation to form a carbon dioxide permeate stream and (b) further producing at least one hydrocarbon-enriched first stream; In the carbon oxide removal zone, the low-temperature fraction of the hydrocarbon enrichment first stream is separate the carbon dioxide to produce at least a carbon stream and a carbon dioxide stream; One aspect is included that includes:

残念ながら、酸性ガス除去に対するアミン吸収又は低温分別システムの使用は非 常にエネルギー効率が悪(、費用がか\す、かさばる。アミン基ガス処理に対す る米国エネルギー消費は約0.22コツト(quad)と評価される。さらに、 大きい天然ガス田から小さい、低品質の、遠隔ガス田への米国におけるガス供給 の変化は実質的に小型化された処理プラントを必要とするであろう。アミン基ガ ス処理システムはこれらの小ガス田における使用に対して経済的かつ構造的に実 用的でないであろう。Unfortunately, the use of amine absorption or cryogenic fractionation systems for acid gas removal is impractical. It is always energy inefficient (, expensive, bulky. US energy consumption is estimated at approximately 0.22 quads. moreover, Gas supply in the United States from large natural gas fields to small, low-quality, remote gas fields changes would require substantially smaller processing plants. Amine group gas treatment systems are economically and structurally viable for use in these small gas fields. It would be useless.

最近まで、酸性ガス除去に対する膜技術の使用は2つの主な理由:(1)4pp mの許容可能レベルに達するほど十分に硫化水素を分離できなかった;及び(2 )酸性ガスの組成が多量の二酸化炭素を含み、クラウス硫黄プラントフィード規 格に適合しない、のために考慮されなかった。Until recently, the use of membrane technology for acid gas removal was limited for two main reasons: (1) 4pp hydrogen sulfide could not be separated sufficiently to reach an acceptable level of m; and (2 ) The composition of the acid gas contains a large amount of carbon dioxide and the Claus Sulfur Plant Feed Regulations It was not considered because it did not meet the criteria.

天然ガスから二酸化炭素及び硫化水素の両方を分離できる種々の酸性ガス膜が知 られている。それらの膜は次の米国特許:第4.589.896号〔チャン(C hen)ほか〕、1986年5月20日発行:第20日59,353号〔ケリー (Kelly)]、1987年4月21日発行;第4,435.191号〔グラ ハム(Graham) ]、1984年3月6日発行;及び第4.857.07 8号〔ワトラー(Watler)l、1989年8月15日発行、中に開示され ている。それらはすべてこ\に参照される。Various acid gas membranes are known that can separate both carbon dioxide and hydrogen sulfide from natural gas. It is being These membranes are described in U.S. Pat. No. 4,589,896 [Chan [Kerry (Kelly)], published April 21, 1987; No. 4,435.191 [Graph Graham], published March 6, 1984; and No. 4.857.07 No. 8 [Watler, published August 15, 1989, disclosed in ing. They are all referenced here.

チャン(Chen)ほかはスパイラル巻酢酸セルロース型又はポリスルホン中空 糸型膜のような酸性ガス膜を開示している。これらの膜は大部分の二酸化炭素及 び実質的にすべての硫化水素を炭化水素残留ガスから分離する。その後硫化水素 が酸性ガス除去溶媒を含む分留塔により二酸化炭素から分離される。Chen et al. spiral wound cellulose acetate type or polysulfone hollow Acid gas membranes, such as thread-type membranes, are disclosed. These membranes remove most of the carbon dioxide and and substantially all the hydrogen sulfide from the hydrocarbon residual gas. Then hydrogen sulfide is separated from carbon dioxide by a fractionation column containing an acid gas removal solvent.

ケリー(Kelly)は炭化水素から二酸化炭素を分離できる種々の膜、すなわ ち酢酸セルロース、二酢酸セルロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロ ース、酪酸セルロース、セルロースシアノエチラート、メタクリル酸セルロース 及びそれらの混合物を開示している。同様に、グラハム(Graham)はメタ ンからの二酸化炭素の分離に有用である種々のポリスルホン膜を開示している。Kelly describes various membranes that can separate carbon dioxide from hydrocarbons, i.e. Cellulose acetate, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose propionate cellulose, cellulose butyrate, cellulose cyanoethylate, cellulose methacrylate and mixtures thereof. Similarly, Graham A variety of polysulfone membranes are disclosed that are useful for the separation of carbon dioxide from carbon dioxide.

ワトラー(Watler)は酸性ガス及び他の炭化水素からのメタンの分離のた めにゴム状ポリマーの極薄透過選択性層を上にコートされる微孔質支持体を含む 多層膜を開示している。Watler for the separation of methane from acid gases and other hydrocarbons. comprises a microporous support coated with an ultrathin permselective layer of rubbery polymer. A multilayer film is disclosed.

前記膜はいずれもクラウス硫黄プラント要件を満たすほど十分に二酸化炭素から 硫化水素を分離できない。チャン(Chen)ほかの特許のみが硫化水素を二酸 化炭素から分離する段階を備え、この段階は小天然ガス田における使用に対して 経済的及び構造的に実用的でない分留塔の使用を必要とする。All of the above membranes remove enough carbon dioxide to meet Claus sulfur plant requirements. Hydrogen sulfide cannot be separated. Only the patent by Chen et al. This step is suitable for use in small natural gas fields. Requires the use of fractionating columns, which is economically and structurally impractical.

硫化水素選択性膜による天然ガスからの硫化水素の除去における若干の試みが米 国特許第3,819.808号〔ワード(Ward)ほか〕、1197466月 25日発行及び第4.824.443号〔マトソン(Matson)ほか〕、1 198944月25日発行中に示される。これらの特許もまたすべてこ−に参照 される。Some attempts have been made in the US to remove hydrogen sulfide from natural gas using hydrogen sulfide-selective membranes. National Patent No. 3,819.808 [Ward et al.], June 119746 Published on the 25th and No. 4.824.443 [Matson et al.], 1 Shown during publication April 25, 19894. See also all of these patents here. be done.

ワード(Ward)ほかは酸性ガス例えば硫化水素が、その間を水溶性塩中の硫 化水素の溶解及び解離に基づいて輸送される固定化液膜を開示している。Ward et al. proposed that an acidic gas, such as hydrogen sulfide, pass between sulfur in a water-soluble salt. An immobilized liquid membrane is disclosed that is transported based on dissolution and dissociation of hydrogen chloride.

マトソン(!1latson)ほかは、窒素、酸素、リン又は硫黄原子を含む種 類の高沸点、高極性溶媒と相容性で、それにより膨潤できるポリマーで作られ、 膨潤した液膜が他の微孔質支持体の細孔の上又は中に支持される固定化液膜を開 示している。Matson et al., species containing nitrogen, oxygen, phosphorus or sulfur atoms. Made of polymers that are compatible with and swellable with high boiling point, highly polar solvents of the The swollen liquid film opens an immobilized liquid film supported on or in the pores of another microporous support. It shows.

この膜は酸性ガスすなわち二酸化炭素及び硫化水素を他のガス及びガス混合物か ら選択的に除去することができ、さらに、硫化水素を二酸化炭素に先立って、ま た二酸化炭素を水素に先立って選択的に除去することができる。This membrane separates acid gases, i.e. carbon dioxide and hydrogen sulfide, from other gases and gas mixtures. Furthermore, hydrogen sulfide can be selectively removed before carbon dioxide. Carbon dioxide can be selectively removed prior to hydrogen.

前記透過選択性膜システムのいずれも、クラウス硫黄プラント中の使用に十分な 天然ガスからの硫化水素リッチパーミエート流の分離法を与えない。本発明者は 、酸性ガスを天然ガスフィード流から除去し、硫化水素をクラウス硫黄プロセス 中の使用に対して十分なレベルに分離することができる酸性ガス選択性膜及び硫 化水素選択性膜の両方を含む特有の組合せ又はハイブリッド膜システムを開発し た。Any of the permselective membrane systems described above is sufficient for use in a Claus sulfur plant. No method is provided for the separation of hydrogen sulfide-rich permeate streams from natural gas. The inventor is , removing acid gases from natural gas feed streams and converting hydrogen sulfide into the Claus Sulfur Process acid gas selective membranes and sulfur gases that can separate to sufficient levels for use in Develop unique combination or hybrid membrane systems that include both hydrohydride-selective membranes. Ta.

さらに、酸性ガス又は天然ガスフィード流からの酸性ガスの除去及び硫化水素リ ッチパーミエート流の分離における硫化水素選択性膜及び酸性ガス膜の両方の使 用は非常に費用効果性である。そのような膜は小型化処理プラント又は改造アミ ン吸収システム中に使用することができる。In addition, acid gas removal from acid gas or natural gas feed streams and hydrogen sulfide restoration Use of both hydrogen sulfide selective membranes and acid gas membranes in the separation of permeate streams The use is very cost effective. Such membranes can be used in miniaturized treatment plants or retrofitted can be used in absorption systems.

また、天然ガススィートニングのための膜基プロセスは酸性ガス除去に追加エネ ルギーを必要とせず、それによりアミン吸収システムに関連する高いエネルギー コストを克服する。高選択性、高流束膜の使用はまた最低のメタン損失を生ずる であろう。そのようなプロセスの追加利点は:(1)低い資本投下、(2)設置 の容易さ、(3)簡単な運転、(4)低い重量及び所要空間、(5)低い環境影 響、(6)高適応性の膜システム、及び(7)電力、水又は空気が運転に要求さ れないこと、である。Additionally, membrane-based processes for natural gas sweetening provide additional energy for acid gas removal. high energy associated with amine absorption systems Overcome costs. The use of high selectivity, high flux membranes also results in the lowest methane losses Will. Additional advantages of such a process are: (1) low capital investment, (2) installation (3) easy operation; (4) low weight and space requirements; (5) low environmental impact. (6) highly adaptable membrane systems; and (7) no electrical power, water or air required for operation. It is something that cannot be done.

本発明はまた下記のように明らかになるであろう多くの追加利点を与える。The present invention also provides a number of additional advantages that will become apparent as described below.

発明の概要 硫化水素膜アセンブリー及び酸性ガス膜アセンブリーを含む天然ガスから酸性ガ スを分離するためのハイブリッド膜システム。本発明によるハイブリッド膜シス テムは好ましくは、分離された硫化水素リッチパーミエートを元素硫黄に転化す る装置、すなわちクラウス硫黄プラント、とともに使用される。Summary of the invention Acid gas removal from natural gas, including hydrogen sulfide membrane assemblies and acid gas membrane assemblies. Hybrid membrane system for separating gases. Hybrid membrane system according to the invention The system preferably converts the separated hydrogen sulfide-rich permeate to elemental sulfur. The plant is used in conjunction with a device called a Claus sulfur plant.

場合により脱水膜アセンブリーを、炭化水素ガスをパイプラインへ供給する前に 水を除去するためにシステムに取り付けることができる。Possibly a dehydration membrane assembly before the hydrocarbon gas is delivered to the pipeline. Can be installed in the system to remove water.

前記の各膜アセンブリーは少なくとも1つの膜モジュールを含む。しかし、高分 離係数を望むならば、リチンテートリサイクル装置をもつ2及び3段階膜モジユ ールが好ましい。Each membrane assembly described above includes at least one membrane module. However, high If a separation factor is desired, two- and three-stage membrane modules with litinate recyclers are available. preferred.

好ましい膜モジユール設計は、例えば並流膜モジュール、向流膜モジュール及び アドパンテージド膜モジュールである。各膜モジュールは適当な、すなわち硫化 水素、酸性ガス又は水、選択性をもつ膜を含む。これらの膜はスパイラル巻層、 フラットシート膜、中空糸膜、プレート・アンド・フレーム膜又は任意の他の適 当な膜配置であることができる。Preferred membrane module designs include co-current membrane modules, counter-current membrane modules and This is an Adpantaged membrane module. Each membrane module has a suitable i.e. sulfided Contains hydrogen, acid gas or water, selective membranes. These membranes are spiral-wound layers, flat sheet membrane, hollow fiber membrane, plate and frame membrane or any other suitable Any suitable membrane arrangement can be used.

本発明の他の態様によれば、天然ガスから酸性ガスを分離するハイブリッド膜シ ステムはまた酸性ガス膜アセンブリー、第1硫化水素膜アセンブリー、及び第2 硫化水素膜アセンブリーを含むことができる。According to another aspect of the invention, a hybrid membrane system for separating acid gas from natural gas is provided. The stem also includes an acid gas membrane assembly, a first hydrogen sulfide membrane assembly, and a second hydrogen sulfide membrane assembly. A hydrogen sulfide membrane assembly may be included.

本発明の他の目的は:天然ガスフィード流を、硫化水素が天然ガスフィード流か ら硫化水素リッチパーミエートとして分離される硫化水素膜アセンブリーへ供給 すること:硫化水素膜アセンブリーからの天然ガスリチンテートを、二酸化炭素 リッチパーミエートが天然ガスリチンテートから分離さね、炭化水素リッチリチ ンテートがパイプラインへ送られる酸性ガス膜アセンブリーへ供給すること:及 び硫化水素リッチパーミエートを、硫化水素を元素硫黄に転化できる装置へ供給 すること、を含む天然ガスフィード流から酸性ガスを分離する方法である。この 方法は、場合により酸性ガス膜アセンブリーの炭化水素リッチリチンテートを脱 水膜アセンブリーへ供給し、脱水された炭化水素リッチリチンテートをパイプラ インへ供給する前に水を除去する段階を含むことができる。 。Another object of the invention is to: is supplied to the hydrogen sulfide membrane assembly where it is separated as hydrogen sulfide-rich permeate. What to do: Transfer natural gas litinate from the hydrogen sulfide membrane assembly to carbon dioxide. Rich permeate is separated from natural gas litinate, hydrocarbon-rich feeding the acid gas membrane assembly where the analyte is delivered to the pipeline: and and hydrogen sulfide-rich permeate to equipment capable of converting hydrogen sulfide to elemental sulfur. A method for separating acid gas from a natural gas feed stream comprising: this The method optionally removes hydrocarbon-rich lithinate from acid gas membrane assemblies. The dehydrated hydrocarbon-rich lithinate is supplied to the water membrane assembly through a pipeline. The water may be removed before being supplied to the inlet. .

本発明による天然ガスフィード流から酸性ガスを分離する他の方法は:天然ガス フィード流を、硫化水素及び二酸化炭素が天然ガスフィード流から酸性ガスパー ミエートとして分離さ採炭化水素リッチリチンテートがパイプラインへ送られる 酸性ガス膜アセンブリーへ供給する段階;酸性ガスパーミエートを、硫化水素が 酸性ガスパーミエートから硫化水素リッチパーミエートとして分離される硫化水 素膜アセンブリーへ供給する段階:及び硫化水素リッチパーミエートを、硫化水 素を元素硫黄に転化できる装置へ供給する段階、を含む。炭化水素リッチリチン テートは、場合により脱水膜アセンブリーへ供給し、脱水された炭化水素リッチ リチンテートをパイプラインへ供給する前に水を除去することができる。Another method of separating acid gas from a natural gas feed stream according to the invention is: natural gas Hydrogen sulfide and carbon dioxide are removed from the natural gas feed stream by acid gas purification. The extracted hydrocarbon-rich lithinate is separated as mieate and sent to the pipeline. Supplying the acid gas permeate to the acid gas membrane assembly; Sulfide water separated from acid gas permeate as hydrogen sulfide-rich permeate Step of supplying to the membrane assembly: Hydrogen sulfide-rich permeate is added to sulfide water. supplying the element to a device capable of converting the element to elemental sulfur. Hydrocarbon-rich lithine The tate is optionally fed to the dehydration membrane assembly to remove the dehydrated hydrocarbon-rich Water can be removed before feeding the lithinate to the pipeline.

本発明による天然がスフイード流から酸性ガスを分離するなお他の方法は:天然 ガスフィード流を、硫化水素及び二酸化炭素が天然ガスフィード流から酸性ガス バーミエートとして分離される酸性ガス膜アセンブリーへ供給すること;酸性ガ ス膜アセンブリーからの酸性ガスパーミエートを、硫化水素が酸性ガスパーミエ ートから第1硫化水素リツチバーミエートとして分離される第1硫化水素システ ム膜アセンブリーへ供給すること;天然ガスリチンテートを、硫化水素が天然ガ スリチンテートから第2硫化水素リツチパーミエートとして分離され、炭化水素 リッチリチンテートがパイプラインへ送られる第2硫化水素膜アセンブリーへ供 給すること:並びに第1及び第2硫化水素リツチパーミエートを、前記硫化水素 を元素硫黄に転化できる装置へ供給すること、を含むことができる。この方法は 、場合により第2硫化水素膜アセンブリーの炭化水素リッチリチンテートを脱水 膜アセンブリーへ供給し、脱水された炭化水素リチンテートをパイプラインへ供 給する前に水を除去する段階を含むことができる。Yet another method of separating acid gases from a natural gas stream according to the present invention is: Hydrogen sulfide and carbon dioxide are acid gases from the natural gas feed stream. feeding the acid gas membrane assembly where it is separated as vermeate; Hydrogen sulfide absorbs acid gas permeate from the membrane assembly. The first hydrogen sulfide system is separated from the first hydrogen sulfide rich vermate. feeding the natural gas lithinate to the membrane assembly; hydrogen sulfide It is separated from suritinate as secondary hydrogen sulfide lithitpermeate, which is a hydrocarbon The rich lithinate is delivered to the second hydrogen sulfide membrane assembly which is sent to the pipeline. and supplying the first and second hydrogen sulfide rich permeates to the hydrogen sulfide. to a device capable of converting the sulfur into elemental sulfur. This method is , optionally dewatering the hydrocarbon-rich lithinate of the second hydrogen sulfide membrane assembly. feed the membrane assembly and deliver the dehydrated hydrocarbon litinate to the pipeline. The step of removing water may be included before dispensing.

前記システム又は方法のいずれも、場合により、膜アセンブリーのりテンテート から残留硫化水素を分離できる少なくとも1つの直接転化装置を含むことができ る。Any of the foregoing systems or methods may optionally include membrane assembly glue tentate. at least one direct conversion unit capable of separating residual hydrogen sulfide from the Ru.

本発明の他の及び一層の目的、利点及び特徴は次の明細を、類似部分に類似番号 を与えた添付図面とともに参照することにより理解されるであろう。Other and further objects, advantages and features of the present invention are set forth in the following specification, with like parts being referred to by like reference numerals. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.

図面の簡単な説明 図1は従来の天然ガス処理プラントフローシートを示す:図2はアミン吸収及び 酸性ガス濃縮プロセスフローシートを示す;図3aは向流膜モジュールの略図で ある;図3bはりテンテートの一部がパーミエートに対するキャリヤーガスとし て使用される向流膜モジュールの略図である:図30はパーミエートが濃度差に よりモジュール外へ運ばれる向流膜モジュールの略図である; 図3dは並流膜モジュールの略図である;図3eはアドパンテージド又は自然膜 モジュールの略図である:図4aは本発明による2段階膜アセンブリーの略図で ある;図4bは本発明による3段階膜アセンブリーの略図である:図5aは本発 明の1態様による組合せ硫化水素及び酸性ガス膜システムの略図である: 図5bは脱水膜アセンブリーもまた含む本発明の他の態様による組合せ硫化水素 及び酸性ガス膜システムの略図である;図6aは本発明の他の態様による組合せ 酸性ガス及び硫化水素膜システムの略図である; 図6bはシステム中に配置された脱水膜アセンブリー及び直接転化装置もまた含 む本発明の他の態様による組合せ酸性ガス及び硫化水素膜システムの略図である ; 図7aは酸性ガス膜アセンブリー及び2硫化水素膜アセンブリーを含む本発明の なお他の態様によるマルチプル膜システムの略図である:図7bは酸性ガス膜ア センブリー、2硫化水素膜アセンブリー及び脱水膜アセンブリーを含む本発明の 他の態様によるマルチプル膜システムの略図である。Brief description of the drawing Figure 1 shows a conventional natural gas processing plant flow sheet: Figure 2 shows amine absorption and Showing the acid gas concentration process flow sheet; Figure 3a is a schematic diagram of the countercurrent membrane module. Some of the tentate in Fig. 3b serves as a carrier gas for the permeate. Figure 30 is a schematic diagram of a countercurrent membrane module used in 1 is a schematic diagram of a countercurrent membrane module carried out of the module; Figure 3d is a schematic diagram of a co-current membrane module; Figure 3e is a diagram of an adapted or natural membrane module. Figure 4a is a schematic diagram of a two-stage membrane assembly according to the invention. Figure 4b is a schematic diagram of a three-stage membrane assembly according to the invention; Figure 5a is a diagram of a three-stage membrane assembly according to the invention; 1 is a schematic diagram of a combined hydrogen sulfide and acid gas membrane system according to one embodiment of the present invention: Figure 5b shows a combined hydrogen sulfide assembly according to another embodiment of the invention that also includes a dehydration membrane assembly. and an acid gas membrane system; FIG. 6a is a combination according to another embodiment of the invention. 1 is a schematic diagram of an acid gas and hydrogen sulfide membrane system; Figure 6b also includes a dehydration membrane assembly and direct conversion device located in the system. 2 is a schematic diagram of a combined acid gas and hydrogen sulfide membrane system according to another embodiment of the present invention. ; FIG. 7a shows an embodiment of the present invention including an acid gas membrane assembly and a hydrogen disulfide membrane assembly. 7b is a schematic diagram of a multiple membrane system according to yet another embodiment; FIG. assembly, hydrogen disulfide membrane assembly and dehydration membrane assembly. 2 is a schematic diagram of a multiple membrane system according to another embodiment.

好ましい態様の説明 本発明は二酸化炭素に比べて硫化水素に対して高い優先性をもつ膜をもつ硫化水 素膜アセンブリー並びに炭化水素及び水に比べて酸性ガスに対して高い優先性を もつ膜をもつ酸性ガス膜アセンブリーを含むハイブリッド膜システムを提供する 。硫化水素膜アセンブリーと酸性ガス膜アセンブリーとのハイブリッド化は、殊 に小プラントに対して、また高い酸含量をもつガスの処理において、従来の吸収 及び低温プラントより良好な性能及び低い建設コストを示すシステムを生ずる。Description of preferred embodiments The present invention provides sulfurized water with a membrane that has a high preference for hydrogen sulfide compared to carbon dioxide. Membrane assembly and high preference for acid gases compared to hydrocarbons and water provides a hybrid membrane system including an acid gas membrane assembly having a membrane with . Hybridization of hydrogen sulfide membrane assemblies and acid gas membrane assemblies is particularly For small plants and in the treatment of gases with high acid content, conventional absorption yields a system that exhibits better performance and lower construction costs than low-temperature and low-temperature plants.

それはまた、クラウス硫黄プラント、すなわち硫化水素を元素硫黄に転化するシ ステム、における使用に十分な硫化水素の濃度を可能にする。It also operates the Claus Sulfur Plant, a system that converts hydrogen sulfide to elemental sulfur. stem, allowing sufficient concentration of hydrogen sulfide for use in.

本発明による特存のハイブリッド膜システムは添付図面の参照により最もよく説 明することができ、図5aは硫化水素膜アセンブリー50及び酸性ガス膜アセン ブリー52を含む天然ガスから酸性ガスを分離するハイブリッド膜システムを示 す。このハイブリッド膜システムは、好ましくは分離された硫化水素リッチパー ミエートを元素硫黄に転化する装置54、すなわちクラウス硫黄プラント、とと もに使用される。The unique hybrid membrane system according to the present invention is best illustrated by reference to the accompanying drawings. Figure 5a shows a hydrogen sulfide membrane assembly 50 and an acid gas membrane assembly. A hybrid membrane system is shown to separate acid gases from natural gas containing Brie-52. vinegar. This hybrid membrane system preferably has a separated hydrogen sulfide rich permeate. A device 54 for converting mieto to elemental sulfur, a Claus sulfur plant, and Also used.

図5b中に示されるように、脱水膜アセンブリー56を、場合により炭化水素リ ッチリチンテートをパイプラインへ供給する前に水を除去するためにシステムに 取り付けることができる。As shown in FIG. 5b, the dehydration membrane assembly 56 is optionally attached to a hydrocarbon in the system to remove water before supplying the rich tintate to the pipeline. Can be installed.

各膜アセンブリー50,52及び56は少なくとも1つの膜モジュールを含む。Each membrane assembly 50, 52 and 56 includes at least one membrane module.

図4a及び4b中に示されるように、リチンテートリサイクル装置をもっ2及び 3段階膜モジユールが、高い分離係数を望むならば好ましい。As shown in Figures 4a and 4b, the lithinate recycling device is A three-stage membrane module is preferred if high separation factors are desired.

図4aは直列に取り付けられた2膜モジユール60及び62をもつ膜アセンブリ ーを示す。モジュール60及び62は導管64及び圧縮機66により連結され、 モジュール60からのバーミエートが満足な分離の促進に十分な圧力下にモジュ ール62へ供給される。膜モジュール62からのりテンテートは、好ましくはリ サイクル導管68を経てモジュール60ヘリサイクルされる。濃縮されたパーミ エートは、導管64を経て第1膜モジユール60を出るパーミエートの濃度より 高い濃度で導管70を経て2段階膜アセンブリーを出る。Figure 4a shows a membrane assembly with two membrane modules 60 and 62 mounted in series. - indicates. Modules 60 and 62 are connected by conduit 64 and compressor 66; The vermeate from module 60 is placed in the module under sufficient pressure to promote satisfactory separation. 62. The glue tentate from membrane module 62 is preferably It is recycled to module 60 via cycle conduit 68. concentrated perm The concentration of permeate is greater than the concentration of permeate exiting the first membrane module 60 via conduit 64. The high concentration exits the two-stage membrane assembly via conduit 70.

図4bは3膜モジユール76.78及び8oをもつ膜アセンブリーを示す。モジ ュール76はパーミエート導管82及び圧縮機84によりモジュール78に連結 され、モジュール76からのバーミエートは追加分離のためにモジュール78へ 送られる。モジュール78からのりテンテートは再処理のためにリサイクル導管 86を経てモジュール76へリサイクルされる。同様に、モジュール78はパー ミエート導管88及び圧縮機90によりモジュール80に連結され、モジュール 78からのパーミエートは追加分離のためにモジュール8oへ送られる。モジュ ール80からのりテンテートはリサイクル導管92を経て再処理のためにモジュ ール78へリサイクルされる。濃縮されたパーミエートは、モジュール76に供 給されたもとのフィード流より非常に高い濃度で導管94を経てモジュール80 を出る。Figure 4b shows a membrane assembly with three membrane modules 76, 78 and 8o. Moji module 76 is connected to module 78 by permeate conduit 82 and compressor 84 and the vermeate from module 76 is sent to module 78 for additional separation. Sent. Glue tentate from module 78 is recycled into a recycle conduit for reprocessing. 86 and recycled to module 76. Similarly, module 78 Connected to the module 80 by a mieto conduit 88 and a compressor 90, the module Permeate from 78 is sent to module 8o for additional separation. Moju The glue tentate from the tube 80 is sent to the module for reprocessing via a recycling conduit 92. is recycled to 78. The concentrated permeate is provided to module 76. module 80 via conduit 94 at a much higher concentration than the original feed stream supplied. exit.

硫化水素、酸性ガス及び脱水膜モジュールのいずれにも使用される好ましい膜モ ジユール設計の若干が図3a〜3e中に示される。図3a〜3cはパーミエート がフィード流の方向と反対又は逆の方向にモジュールから取出される。すなわち 、図3aは不活性キャリヤーガス例えば窒素がバーミエートをモジュールから取 出すために供給される向流膜モジュールである。図3bはパーミエートをモジュ ールから取出すためにリチンテートの一部を用いる。図3c中に示される向流膜 モジユール中でパーミエートはパーミエート領域中の濃度における差異に基づい て取出される。Preferred membrane models used for both hydrogen sulfide, acid gas and dehydration membrane modules Some of the Joule designs are shown in Figures 3a-3e. Figures 3a-3c are permeate is removed from the module in a direction opposite or opposite to the direction of the feed flow. i.e. , Figure 3a shows that an inert carrier gas such as nitrogen removes the vermeate from the module. This is a countercurrent membrane module supplied for discharge. Figure 3b modulates permeate. A portion of the lithinate is used to remove it from the tube. Countercurrent membrane shown in Figure 3c Permeate in the module is based on the difference in concentration within the permeate region. is removed.

図3dはパーミエートがフィード流と同方向にモジュールから取出される。Figure 3d shows permeate being removed from the module in the same direction as the feed stream.

図3eはバーミエートが自然に又は強制的に混合されて濃度を平均化させるアド パンテージド膜モジュールを示す。Figure 3e shows an ad in which vermeate is mixed naturally or forced to average the concentration. A pantaged membrane module is shown.

図5a及び5bのシステムはメタン、二酸化炭素、硫化水素及び水を含む天然ガ スフィード流が、硫化水素リッチバーミエートが硫化水素及び二酸化炭素を含む 硫化水素膜アセンブリー50へ供給されるように作用する。膜アセンブリーリッ チバーミエートは、硫化水素が元素硫黄に転化されるクラウス硫黄プラント54 へ供給される。硫化水素膜アセンブリー50からの天然ガスリチンテートは、酸 性ガスリッチパーミエート並びに多量のメタン及び水を含む炭化水素り・ソチリ テンテートが生成される酸性ガス膜アセンブリー52へ送られる。炭化水素り・ ノチリテンテート内の水濃度がパイプライン規格を満たすならば、炭化水素り・ ノチリテンテートを酸性ガス膜アセンブリー52からパイプラインへ直接送るこ とができる。しかし、水濃度がパイプライン規格を越えるならば、炭化水素リッ チリチンテートは、図5b中に示されるように、脱水膜アセンブリー56へ送ら れ、適当な炭化水素リッチフィードがパイプラインへ送られることができるよう にそれから水を除去されるべきである。The systems of Figures 5a and 5b contain natural gas containing methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide and water. The sulfide stream contains hydrogen sulfide-rich vermeate containing hydrogen sulfide and carbon dioxide. It acts to be supplied to the hydrogen sulfide membrane assembly 50. Membrane assembly lip Tivermieto is produced in the Claus Sulfur Plant 54, where hydrogen sulfide is converted to elemental sulfur. supplied to The natural gas litinate from the hydrogen sulfide membrane assembly 50 is gas-rich permeates and hydrocarbons containing large amounts of methane and water. It is passed to acid gas membrane assembly 52 where tentate is produced. Hydrocarbon If the water concentration in the nociltentate meets pipeline specifications, the hydrocarbon Direct delivery of notitentate from the acid gas membrane assembly 52 to the pipeline I can do it. However, if the water concentration exceeds pipeline specifications, hydrocarbon The titritinate is sent to the dehydration membrane assembly 56 as shown in Figure 5b. so that a suitable hydrocarbon-rich feed can be sent to the pipeline. water should be removed from it.

あるいは、天然ガスフィード流を初めに、酸性ガスすなわち二酸化炭素及び硫化 水素が酸性ガスとしてそれから分離され、それが次いで硫化水素膜アセンブリー 50へ送られる酸性ガス膜アセンブリーへ送ることができる(図6a参照)。Alternatively, the natural gas feed stream may begin with acid gases, i.e., carbon dioxide and sulfide. Hydrogen is separated from it as an acid gas, which is then passed through the hydrogen sulfide membrane assembly 50 (see Figure 6a).

硫化水素膜アセンブリー50は、アセンブリー50からの硫化水素リッチパーミ 工−トを元素硫黄に転化するためのクラウス硫黄プラント54へ送ることができ るように、酸性ガス膜アセンブリー52により生じた酸性ガスパーミエートより 実質的に高い硫化水素濃度をもつ硫化水素リッチパーミエートを生ずる。図6b 中に示されるように、酸性ガス膜アセンブリー52により生じた炭化水素リッチ リチンテートがパイプライン規格より大きい水濃度を含むならば、脱水膜アセン ブリー56を使用することができる。場合により、直接転化装置57.58及び 59を用いてそれぞれ酸性ガス膜アセンブリー52からのりテンテート、硫化水 素膜アセンブリー50からのりテンテート及びクラウス硫黄プラントからの排気 内に含まれる硫化水素の量をさらに低下させることができる。これらの直接転化 装置は、典型的にはよく知られたポリッシング技術による残留硫化水素の不可逆 化学スカベンジングを含む。Hydrogen sulfide membrane assembly 50 contains hydrogen sulfide-rich permeate from assembly 50. The sulfur can be sent to the Claus Sulfur Plant 54 for conversion to elemental sulfur. From the acid gas permeate generated by the acid gas membrane assembly 52, This produces a hydrogen sulfide-rich permeate with a substantially high hydrogen sulfide concentration. Figure 6b The hydrocarbon rich gas produced by the acid gas membrane assembly 52 is shown in FIG. If the ritinate contains a water concentration greater than the pipeline specification, the dehydration membrane assembly Bree 56 can be used. Optionally, direct conversion equipment 57.58 and 59 from the acid gas membrane assembly 52, glue tentate and sulfide water, respectively. Exhaust from glue tentate and Claus sulfur plant from membrane assembly 50 The amount of hydrogen sulfide contained within can be further reduced. Direct conversion of these The device typically removes residual hydrogen sulfide irreversibly by well-known polishing techniques. Including chemical scavenging.

図7a及び7b中に示される本発明の他の態様によれば、天然ガスからの酸性ガ スを分離するハイブリッド膜システムはまた酸性ガス膜アセンブリー100、第 1硫化水素膜アセンブリー102及び第2硫化水素膜アセンブリー104を含む ことができる。こりらのシステムはメタン、二酸化炭素、硫化水素及び水を含む 天然ガスが、生ずる酸性ガスパーミエートすなわち硫化水素及び二酸化炭素が第 1硫化水素膜アセンブリー102へ送られる酸性ガス膜アセンブリー100へ供 給されるように作用する。酸性ガスバーミエートはさらに第1硫化水素膜アセン ブリー中で分離されて、酸性ガスパーミエートに比べて高い濃度の硫化水素をも つ硫化水素リッチパーミエートを生ずる。硫化水素リッチバーミエートはその後 硫化水素の元素硫黄への転化のためのクラウス硫黄プラント106へ供給される 。酸性ガス膜アセンブリー100からの炭化水素リッチリチンテート、すなわち メタン、水及び硫化水素は第2硫化水素膜アセンブリー104へ送られてその中 に含まれる残留硫化水素の大部分を、膜アセンブリー104から生ずる炭化水素 リッチリチンテートがパイプライン規格に適合するように分離される。さらに、 第2硫化水素膜アセンブリー104から出る炭化水素リッチリチンテートが水を パイプライン規格を越える量で含むならば、炭化水素リッチリチンテートを脱水 膜アセンブリー108へ送り、望ましくない水をそれから除去することが望まし いであろう。According to another aspect of the invention shown in Figures 7a and 7b, acid gas from natural gas is The hybrid membrane system for separating acid gas also includes acid gas membrane assembly 100, includes a first hydrogen sulfide membrane assembly 102 and a second hydrogen sulfide membrane assembly 104 be able to. These systems include methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide and water Natural gas produces acid gas permeates, i.e. hydrogen sulfide and carbon dioxide. 1 Supply to the acid gas membrane assembly 100 sent to the hydrogen sulfide membrane assembly 102 It acts as if it were supplied. The acid gas permeate is further processed by the first hydrogen sulfide membrane assembly. Separated in Brie, it also produces higher concentrations of hydrogen sulfide than acid gas permeates. produces hydrogen sulfide-rich permeate. Hydrogen sulfide rich vermeate is then fed to Claus Sulfur Plant 106 for conversion of hydrogen sulfide to elemental sulfur . The hydrocarbon-rich lithinate from acid gas membrane assembly 100, i.e. The methane, water and hydrogen sulfide are passed to and contained in the second hydrogen sulfide membrane assembly 104. Most of the residual hydrogen sulfide contained in the membrane assembly 104 is replaced by hydrocarbons originating from the membrane assembly 104. The rich lithinate is separated to meet pipeline specifications. moreover, Hydrocarbon-rich lithinate exiting the second hydrogen sulfide membrane assembly 104 drains water. Dehydrate hydrocarbon-rich lithinate if it is present in amounts exceeding pipeline specifications. It is desirable to send the water to a membrane assembly 108 to remove unwanted water therefrom. It would be nice.

各膜モジュールは好ましくは所望の選択性、すなわち硫化水素、酸性ガス又は水 、をもつ膜を含む。これらの膜はスパイラル巻層、フラットシート膜、中空糸膜 、プレート・アンド・フレーム膜又は任意の他の適当な膜配置であることができ る。Each membrane module preferably has the desired selectivity, i.e. hydrogen sulfide, acid gas or water. , including membranes with . These membranes include spiral wound layers, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. , plate-and-frame membrane or any other suitable membrane arrangement. Ru.

硫化水素選択性膜 硫化水素選択性膜の若干の例はゲルポリマー膜、融解塩膜及びゴムコポリマー膜 である。Hydrogen sulfide selective membrane Some examples of hydrogen sulfide selective membranes are gel polymer membranes, molten salt membranes, and rubber copolymer membranes. It is.

好ましいゲルコポリマー膜の1例は米国特許第4,824,443号〔マトソン (!1latson)ほか〕、1198944月25日発行中に記載さね、それ がこ−に参照される。このゲルポリマー膜は、(a)微孔質支持体及び(b)溶 媒の分子構造中に高度に極性の基をもち、高度に極性の基が窒素、酸素、リン及 び硫黄から選ばれる少なくとも1つの原子を含み、溶媒が少なくとも100℃の 沸点及び約7.5〜約13. 5 (cat/cm’−atm)””の溶解パラ メーターをもつ溶媒を含む種類の溶媒から選ばれる少な(とも1つの溶媒と相容 性でそれにより膨潤できる溶媒膨潤ポリマーを含む複合固定化液膜である。One example of a preferred gel copolymer membrane is U.S. Pat. No. 4,824,443 [Matson et al. (!1latson) et al.], published on April 25, 119894. is referred to here. This gel polymer membrane consists of (a) a microporous support and (b) a solvent. The medium has highly polar groups in its molecular structure, and the highly polar groups are nitrogen, oxygen, phosphorus, and and sulfur, and the solvent is at least 100°C. boiling point and about 7.5 to about 13. 5 (cat/cm’-atm)” dissolution parameter A small number of solvents (compatible with one solvent) selected from a variety of solvents, including A composite immobilized liquid membrane comprising a solvent-swellable polymer that can be swollen with water.

気体フィード流からの硫化水素ガスの分離に使用できる融解塩水和物膜は米国特 許第4.780.114号〔ライン(Quinn)ほか〕中に開示され、エア・ プロダクツ−アンド・ケミカルズ(Air Products & Chemi cals、 Inc、、 Allentown、 Penn5ylvania) により販売される。A molten salt hydrate membrane that can be used to separate hydrogen sulfide gas from a gaseous feed stream is a US patent. No. 4.780.114 [Quinn et al.], disclosed in Air Products & Chemicals (Air Products & Chemi) cals, Inc., Allentown, Penn5ylvania) Sold by.

ゴムコポリマー膜は米国特許第4.857.078号〔ワトラー(Watler )、1989年8月15日発行、中に示され、それがこ\に参照される。それは ゴム状ポリマーの極薄透過選択性層を上にコートされた微孔質支持体を含む多層 膜である。Rubber copolymer membranes are disclosed in U.S. Pat. No. 4,857,078 [Watler ), published August 15, 1989, and is hereby incorporated by reference. it is Multilayer comprising a microporous support coated with an ultrathin permselective layer of rubbery polymer It is a membrane.

酸性ガス選択性膜 酸性ガス透過性膜は、好ましくは酢酸セルロース膜、ポリイミド膜、ポリシロキ サン膜及びピロロン(pyrolone)膜からなる群から選ばれる。しかし、 多くの他のポリマー膜もまた天然ガスフィード流からの酸性ガスの分離に使用す ることができると考えられる。Acidic gas selective membrane The acidic gas permeable membrane is preferably a cellulose acetate membrane, a polyimide membrane, or a polysiloxane membrane. selected from the group consisting of a sun membrane and a pyrolone membrane. but, Many other polymeric membranes are also used for the separation of acid gases from natural gas feed streams. It is thought that it can be done.

酸性ガス選択性膜の若干の例は米国特許第4,589,896号〔チャン(Ch en)はか〕、1986年5月20日発行:米国特許第4,659,343号〔 ケリー (Kelly))、1987年4月21日発行、及び米国特許第4,4 35.191号〔グラハム(Graham))、1984年3月6日発行、中に 示されている。前記各特許がこ\に参照される。Some examples of acid gas selective membranes are disclosed in U.S. Pat. No. 4,589,896 [Ch. en) Haka], issued May 20, 1986: U.S. Patent No. 4,659,343 [ Kelly), issued April 21, 1987, and U.S. Pat. No. 35.191 (Graham), published March 6, 1984, in It is shown. Reference is made to each of the aforementioned patents.

酸性ガス膜における使用に適する例示的ポリマー組成物はポリスルホン、ポリエ ーテルスルホン、スチレン類ポリマー及びコポリマー、ポリカーボネート、セル ロースポリマー、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテル、ポリアリーレンオキ シド、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリスルフィド、ポリ オレフィン、ポリビニル並びにポリビニルエステルから選ぶことができる。イン ターポリマー、前記ポリマーに相当する単位を反復するブロックを含むインター ポリマー、並びにグラフトポリマー及び前記のブレンドもまた膜における使用に 適する。Exemplary polymer compositions suitable for use in acid gas membranes include polysulfone, polyester, - Tersulfone, styrene polymers and copolymers, polycarbonate, cells Loose polymer, polyamide, polyimide, polyether, polyarylene oxide Sid, polyurethane, polyester, polyacrylate, polysulfide, poly It can be chosen from olefins, polyvinyls and polyvinyl esters. in terpolymers, interpolymers containing repeating blocks of units corresponding to said polymers; Polymers, as well as grafted polymers and blends of the foregoing, are also suitable for use in membranes. Suitable.

膜として好ましいものはセルロースエステル例えば酢酸セルロース、二酢酸セル ロース、三酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酪酸セルロース、セルロ ースシアノエチラート、メタクリル酸セルロース及びそれらの混合物である。Preferred membranes are cellulose esters such as cellulose acetate and cellulose diacetate. Loin, cellulose triacetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, cellulose cellulose methacrylate and mixtures thereof.

脱水選択性膜 そのような脱水選択性膜の1つの例はベンド・リサーチ(Bend Re5ea rch Inc、。Dehydration selective membrane One example of such a dehydration selective membrane is Bend Research's (Bend Re5ea) rch Inc.

Bend、 Oregon)により製造されるポリシロキサン膜である。Bend, Oregon).

本発明による若干の態様が示され、記載されたけれども、それらが当業者に明ら かな多くの変化を受けやすいことを明らかに理解すべきである。従って、示し、 記載した詳細に限定されることが望まれないで、請求の範囲内になるすべての変 化及び変更を示すことが意図される。Although certain embodiments according to the invention have been shown and described, they will be apparent to those skilled in the art. It should be clearly understood that Kana is subject to many changes. Therefore, it shows, It is not desired to be limited to the details described, but all variations that come within the scope of the claims are provided. It is intended to indicate changes and modifications.

八 手続補正書Eight Procedural amendment

Claims (74)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.硫化水素膜アセンブリー;及び 酸性ガス膜アセンブリー を含む、天然ガスから酸性ガスを分離するためのハイブリッド膜システム。1. hydrogen sulfide membrane assembly; and Acid gas membrane assembly A hybrid membrane system for separating acid gases from natural gas, including: 2.さらに、硫化水素を元素硫黄に転化するための装置を含む、請求項1に記載 のシステム。2. Claim 1, further comprising an apparatus for converting hydrogen sulfide to elemental sulfur. system. 3.さらに、脱水膜アセンブリーを含む、請求項1に記載のシステム。3. The system of claim 1, further comprising a dehydration membrane assembly. 4.硫化水素膜アセンブリーが少なくとも1つの硫化水素膜モジュールを含む、 請求項1に記載のシステム。4. the hydrogen sulfide membrane assembly includes at least one hydrogen sulfide membrane module; The system of claim 1. 5.硫化水素膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びアド バンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項4に記載のシステム 。5. Hydrogen sulfide membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and add-on membrane modules. 5. The system of claim 4, wherein the system is selected from the group consisting of vanaged membrane modules. . 6.硫化水素膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜、 及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる硫化水素選択性膜を 含む、請求項5に記載のシステム。6. Hydrogen sulfide membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, hollow fiber membranes, and a hydrogen sulfide selective membrane selected from the group consisting of plate and frame membranes. 6. The system of claim 5, comprising: 7.硫化水素選択性膜が、ゲルポリマー膜、融解塩膜及びゴムコポリマー膜から なる群から選ばれる、請求項6に記載のシステム。7. Hydrogen sulfide selective membranes are available from gel polymer membranes, molten salt membranes and rubber copolymer membranes. 7. The system of claim 6, wherein the system is selected from the group consisting of: 8.酸性ガス膜アセンブリーが少なくとも1つの酸性ガス膜モジュールを含む、 請求項1に記載のシステム。8. the acid gas membrane assembly includes at least one acid gas membrane module; The system of claim 1. 9.酸性ガス膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びアド バンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項8に記載のシステム 。9. Acid gas membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and add-on membrane modules. 9. The system of claim 8, wherein the system is selected from the group consisting of vanaged membrane modules. . 10.酸性ガス膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜 、及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる酸性ガス選択性膜 を含む、請求項9に記載のシステム。10. Acid gas membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. , and an acid gas selective membrane selected from the group consisting of plate-and-frame membranes. 10. The system of claim 9, comprising: 11.酸性ガス選択性膜が、酢酸セルロース膜、ポリイミド膜、ポリシロキサン 膜、及びピロロン膜からなる群から選ばれる、請求項10に記載のシステム。11. Acidic gas selective membranes include cellulose acetate membranes, polyimide membranes, and polysiloxane membranes. 11. The system of claim 10, wherein the system is selected from the group consisting of a membrane, and a pyrolone membrane. 12.脱水膜アセンブリーが少なくとも1つの脱水膜モジュールを含む、請求項 3に記載のシステム。12. Claim wherein the dehydration membrane assembly comprises at least one dehydration membrane module. The system described in 3. 13.脱水膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びアドバ ンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項12に記載のシステム 。13. Dehydration membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and advance membrane modules. 13. The system of claim 12, wherein the system is selected from the group consisting of integrated membrane modules. . 14.脱水膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜、及 びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる脱水選択性膜を含む、 請求項13に記載のシステム。14. Dehydration membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, hollow fiber membranes, and a dehydration selective membrane selected from the group consisting of: 14. The system of claim 13. 15.脱水選択性膜がポリシロキサン膜である、請求項14に記載のシステム。15. 15. The system of claim 14, wherein the dehydration selective membrane is a polysiloxane membrane. 16.酸性ガス膜アセンブリー; 第1硫化水素膜アセンブリー;及び 第2硫化水素膜アセンブリー、 を含む、天然ガスから酸性ガスを分離するためのハイブリッド膜システム。16. Acid gas membrane assembly; a first hydrogen sulfide membrane assembly; and second hydrogen sulfide membrane assembly; A hybrid membrane system for separating acid gases from natural gas, including: 17.さらに、硫化水素を元素硫黄に転化するための装置を含む、請求項16に 記載のシステム。17. Claim 16 further comprising an apparatus for converting hydrogen sulfide to elemental sulfur. The system described. 18.さらに、脱水膜アセンブリーを含む、請求項16に記載のシステム。18. 17. The system of claim 16, further comprising a dehydration membrane assembly. 19.第1及び第2硫化水素膜アセンブリーがそれぞれ少なくとも1つの硫化水 素膜モジュールを含む、請求項16に記載のシステム。19. The first and second hydrogen sulfide membrane assemblies each contain at least one hydrogen sulfide membrane assembly. 17. The system of claim 16, comprising a bare membrane module. 20.硫化水素膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びア ドバンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項19に記載のシス テム。20. Hydrogen sulfide membrane modules are divided into cocurrent membrane modules, countercurrent membrane modules, and a 20. The system of claim 19, wherein the system is selected from the group consisting of: Tem. 21.硫化水素膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜 、及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる硫化水素選択性膜 を含む、請求項20に記載のシステム。21. Hydrogen sulfide membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. and a hydrogen sulfide selective membrane selected from the group consisting of , and plate-and-frame membranes. 21. The system of claim 20, comprising: 22.硫化水素選択性膜が、ゲルポリマー膜、融解塩膜及びゴムコポリマー膜か らなる群から選ばれる、請求項21に記載のシステム。22. Hydrogen sulfide selective membranes are gel polymer membranes, molten salt membranes and rubber copolymer membranes. 22. The system of claim 21, wherein the system is selected from the group consisting of: 23.酸性ガス膜アセンブリーが少なくとも1つの酸性ガス膜モジュールを含む 、請求項16に記載のシステム。23. the acid gas membrane assembly includes at least one acid gas membrane module 17. The system of claim 16. 24.酸性ガス膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びア ドバンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項23に記載のシス テム。24. Acid gas membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and a 24. The system of claim 23, wherein the system is selected from the group consisting of: Tem. 25.酸性ガス膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜 、及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる酸性ガス選択性膜 を含む、請求項24に記載のシステム。25. Acid gas membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. , and an acid gas selective membrane selected from the group consisting of plate-and-frame membranes. 25. The system of claim 24, comprising: 26.酸性ガス選択性膜が、酢酸セルロース膜、ポリイミド膜、ポリシロキサン 膜、及びピロロン膜からなる群から選ばれる、請求項25に記載のシステム。26. Acidic gas selective membranes include cellulose acetate membranes, polyimide membranes, and polysiloxane membranes. 26. The system of claim 25, wherein the system is selected from the group consisting of a membrane, and a pyrolone membrane. 27.脱水膜アセンブリーが少なくとも1つの脱水膜モジュールを含む、請求項 18に記載のシステム。27. Claim wherein the dehydration membrane assembly comprises at least one dehydration membrane module. 18. The system according to 18. 28.脱水膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びアドバ ンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項27に記載のシステム 。28. Dehydration membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and advance membrane modules. 28. The system of claim 27, wherein the system is selected from the group consisting of integrated membrane modules. . 29.脱水膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜、及 びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる脱水選択性膜を含む、 請求項28に記載のシステム。29. Dehydration membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, hollow fiber membranes, and a dehydration selective membrane selected from the group consisting of: 29. The system of claim 28. 30.脱水選択性膜がポリシロキサン膜である、請求項29に記載のシステム。30. 30. The system of claim 29, wherein the dehydration selective membrane is a polysiloxane membrane. 31.天然ガスフィード流から酸性ガスを分離する方法であって;前記天然ガス フィード流を、硫化水素が前記天然ガスフィード流から硫化水素リッチパーミエ ートとして分離される硫化水素膜アセンブリーへ供給すること; 前記硫化水素膜アセンブリーからの天然ガスリテンテートを、二酸化炭素が前記 天然ガスリテンテートから分離され、炭化水素リッチリテンテートがパイプライ ンへ送られる酸性ガス膜アセンブリーへ供給すること;及び前記硫化水素リッチ パーミエートを、前記硫化水素を元素硫黄に転化できる装置へ供給すること、 を含む方法。31. A method for separating acid gas from a natural gas feed stream, the method comprising: The feed stream is converted into a hydrogen sulfide-rich permiacetate by hydrogen sulfide from the natural gas feed stream. feeding a hydrogen sulfide membrane assembly where it is separated as a Carbon dioxide absorbs the natural gas retentate from the hydrogen sulfide membrane assembly. Separated from natural gas retentate, hydrocarbon-rich retentate is produced in pipelines. and supplying said hydrogen sulfide rich acid gas membrane assembly to an acid gas membrane assembly; feeding permeate to a device capable of converting said hydrogen sulfide to elemental sulfur; method including. 32.さらに、酸性ガス膜アセンブリーの炭化水素リッチリテンテートを、脱水 された炭化水素リッチリテンテートをパイプラインへ送る前に水を除去するため に脱水膜アセンブリーへ供給する段階を含む、請求項31に記載の方法。32. Furthermore, the hydrocarbon-rich retentate of the acid gas membrane assembly is dehydrated. to remove water from the hydrocarbon-rich retentate before sending it to the pipeline. 32. The method of claim 31, comprising feeding a dehydration membrane assembly to a dehydration membrane assembly. 33.硫化水素膜アセンブリーが少なくとも1つの硫化水素膜モジュールを含む 、請求項31に記載の方法。33. the hydrogen sulfide membrane assembly includes at least one hydrogen sulfide membrane module 32. The method of claim 31. 34.硫化水素膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びア ドバンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項33に記載の方法 。34. Hydrogen sulfide membrane modules are divided into cocurrent membrane modules, countercurrent membrane modules, and a 34. The method of claim 33, wherein the method is selected from the group consisting of: . 35.硫化水素膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜 、及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる硫化水素選択性膜 を含む、請求項34に記載の方法。35. Hydrogen sulfide membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. and a hydrogen sulfide selective membrane selected from the group consisting of , and plate-and-frame membranes. 35. The method of claim 34, comprising: 36.硫化水素選択性膜が、ゲルポリマー膜、融解塩膜及びゴムコポリマー膜か らなる群から選ばれる、請求項35に記載の方法。36. Hydrogen sulfide selective membranes are gel polymer membranes, molten salt membranes and rubber copolymer membranes. 36. The method of claim 35, wherein the method is selected from the group consisting of: 37.酸性ガス膜アセンブリーが少なくとも1つの酸性ガス膜モジュールを含む 、請求項31に記載の方法。37. the acid gas membrane assembly includes at least one acid gas membrane module 32. The method of claim 31. 38.酸性ガス膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びア ドバンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項37に記載の方法 。38. Acid gas membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and a 38. The method of claim 37, wherein the method is selected from the group consisting of: . 39.酸性ガス膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜 、及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる酸性ガス選択性膜 を含む、請求項38に記載の方法。39. Acid gas membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. , and an acid gas selective membrane selected from the group consisting of plate-and-frame membranes. 39. The method of claim 38, comprising: 40.酸性ガス選択性膜が、酢酸セルロース膜、ポリイミド膜、ポリシロキサン 膜、及びピロロン膜からなる群から選ばれる、請求項39に記載の方法。40. Acidic gas selective membranes include cellulose acetate membranes, polyimide membranes, and polysiloxane membranes. 40. The method of claim 39, wherein the method is selected from the group consisting of a membrane, and a pyrolone membrane. 41.脱水膜アセンブリーが少なくとも1つの脱水膜モジュールを含む、請求項 32に記載の方法。41. Claim wherein the dehydration membrane assembly comprises at least one dehydration membrane module. The method described in 32. 42.脱水膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びアドバ ンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項41に記載の方法。42. Dehydration membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and advance membrane modules. 42. The method of claim 41, wherein the method is selected from the group consisting of integrated membrane modules. 43.脱水膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜、及 びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる脱水選択性膜を含む、 請求項42に記載の方法。43. Dehydration membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, hollow fiber membranes, and a dehydration selective membrane selected from the group consisting of: 43. The method of claim 42. 44.脱水選択性膜がポリシロキサン膜である、請求項43に記載の方法。44. 44. The method of claim 43, wherein the dehydration selective membrane is a polysiloxane membrane. 45.天然ガスフィード流から酸性ガスを分離する方法であって:前記天然ガス フィード流を、硫化水素及び二酸化炭素が前記天然ガスフィード流から酸性ガス パーミエートとして分離され、炭化水素リッチリテンテートがパイプラインへ送 られる酸性ガス膜アセンブリーへ供給すること;前記酸性ガスパーミエートを、 硫化水素が前記酸性ガスパーミエートから硫化水素リッチパーミエートとして分 離される硫化水素膜アセンブリーへ供給すること;及び 前記硫化水素リッチパーミエート流を、前記硫化水素を元素硫黄に転化できる装 置へ供給すること、 を含む方法。45. 1. A method for separating acid gas from a natural gas feed stream, the method comprising: The feed stream is configured such that hydrogen sulfide and carbon dioxide are removed from the natural gas feed stream as an acid gas. The hydrocarbon-rich retentate is separated as permeate and sent to the pipeline. supplying the acid gas permeate to an acid gas membrane assembly; Hydrogen sulfide is separated from the acid gas permeate as hydrogen sulfide-rich permeate. supplying a hydrogen sulfide membrane assembly to be separated; and The hydrogen sulfide-rich permeate stream is supplied with an equipment capable of converting the hydrogen sulfide to elemental sulfur. supplying the method including. 46.さらに、酸性ガス膜アセンブリーの炭化水素リッチリテンテートを、脱水 された炭化水素リッチリテンテートをパイプラインへ供給する前に水を除去する ために脱水膜アセンブリーへ供給する段階を含む、請求項45に記載の方法。46. Furthermore, the hydrocarbon-rich retentate of the acid gas membrane assembly is dehydrated. water is removed from the hydrocarbon-rich retentate before it is fed to the pipeline. 46. The method of claim 45, comprising feeding a dehydration membrane assembly for dewatering. 47.硫化水素膜アセンブリーが少なくとも1つの硫化水素膜モジュールを含む 、請求項45に記載の方法。47. the hydrogen sulfide membrane assembly includes at least one hydrogen sulfide membrane module 46. The method of claim 45. 48.硫化水素膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びア ドバンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項47に記載の方法 。48. Hydrogen sulfide membrane modules are divided into cocurrent membrane modules, countercurrent membrane modules, and a 48. The method of claim 47, wherein the method is selected from the group consisting of: . 49.硫化水素膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜 、及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる硫化水素選択性膜 を含む、請求項48に記載の方法。49. Hydrogen sulfide membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. and a hydrogen sulfide selective membrane selected from the group consisting of , and plate-and-frame membranes. 49. The method of claim 48, comprising: 50.硫化水素選択性膜が、ゲルポリマー膜、融解塩膜及びゴムコポリマー膜か らなる群から選ばれる、請求項49に記載の方法。50. Hydrogen sulfide selective membranes are gel polymer membranes, molten salt membranes and rubber copolymer membranes. 50. The method of claim 49, wherein the method is selected from the group consisting of: 51.酸性ガス膜アセンブリーが少なくとも1つの酸性ガス膜モジュールを含む 、請求項45に記載の方法。51. the acid gas membrane assembly includes at least one acid gas membrane module 46. The method of claim 45. 52.酸性ガス膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びア ドバンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項51に記載の方法 。52. Acid gas membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and a 52. The method of claim 51, wherein the method is selected from the group consisting of: . 53.酸性ガス膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜 、及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる酸性ガス選択性膜 を含む、請求項52に記載の方法。53. Acid gas membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. , and an acid gas selective membrane selected from the group consisting of plate-and-frame membranes. 53. The method of claim 52, comprising: 54.酸性ガス選択性膜が、酢酸セルロース膜、ポリイミド膜、ポリシロキサン 膜、及びピロロン膜からなる群から選ばれる、請求項53に記載の方法。54. Acidic gas selective membranes include cellulose acetate membranes, polyimide membranes, and polysiloxane membranes. 54. The method of claim 53, wherein the method is selected from the group consisting of a membrane, and a pyrolone membrane. 55.脱水膜アセンブリーが少なくとも1つの脱水膜モジュールを含む、請求項 46に記載の方法。55. Claim wherein the dehydration membrane assembly comprises at least one dehydration membrane module. 46. 56.脱水膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びアドバ ンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項55に記載の方法。56. Dehydration membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and advance membrane modules. 56. The method of claim 55, wherein the method is selected from the group consisting of integrated membrane modules. 57.脱水膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜、及 びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる脱水選択性膜を含む、 請求項56に記載の方法。57. Dehydration membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, hollow fiber membranes, and a dehydration selective membrane selected from the group consisting of: 57. The method of claim 56. 58.脱水選択性膜がポリシロキサン膜である、請求項57に記載の方法。58. 58. The method of claim 57, wherein the dehydration selective membrane is a polysiloxane membrane. 59.天然ガスフィード流から酸性ガスを分離する方法であって:前記天然ガス フィード流を、硫化水素及び二酸化炭素が前記天然ガスフィード流から酸性ガス パーミエートとして分離される酸性ガス膜アセンブリーへ供給すること; 前記酸性ガス膜アセンブリーからの前記酸性ガスパーミエートを、硫化水素が前 記酸性ガスパーミエートから第1硫化水素リッチパーミエートとして分離される 第1硫化水素システム膜アセンブリーへ供給すること;天然ガスリテンテートを 、硫化水素が前記天然ガスリテンテートから第2硫化水素リッチパーミエートと して分離され、炭化水素リッチリテンテートがパイプラインへ送られる第2硫化 水素膜アセンブリーへ供給すること;前記第1及び第2硫化水素リッチパーミエ ートを、前記硫化水素を元素硫黄に転化できる装置へ供給すること、 を含む方法。59. 1. A method for separating acid gas from a natural gas feed stream, the method comprising: The feed stream is configured such that hydrogen sulfide and carbon dioxide are removed from the natural gas feed stream as an acid gas. feeding to an acid gas membrane assembly where it is separated as permeate; The acid gas permeate from the acid gas membrane assembly is pretreated with hydrogen sulfide. It is separated from the acidic gas permeate as primary hydrogen sulfide-rich permeate. supplying natural gas retentate to the first hydrogen sulfide system membrane assembly; , hydrogen sulfide is converted from the natural gas retentate to secondary hydrogen sulfide-rich permeate. The second sulfide is separated and the hydrocarbon-rich retentate is sent to the pipeline. supplying the first and second hydrogen sulfide rich permiers to a hydrogen membrane assembly; feeding said hydrogen sulfide to an apparatus capable of converting said hydrogen sulfide to elemental sulfur; method including. 60.さらに、第2硫化水素膜アセンブリーの炭化水素リッチリテンテートを、 脱水された炭化水素リッチリテンテートをパイプラインへ供給する前に水を除去 するために脱水膜アセンブリーへ供給する段階を含む、請求項59に記載の方法 。60. Furthermore, the hydrocarbon-rich retentate of the second hydrogen sulfide membrane assembly is Remove water from dehydrated hydrocarbon-rich retentate before feeding it to the pipeline 60. The method of claim 59, comprising feeding a dehydration membrane assembly to . 61.硫化水素膜アセンブリーが少なくとも1つの硫化水素膜モジュールを含む 、請求項59に記載の方法。61. the hydrogen sulfide membrane assembly includes at least one hydrogen sulfide membrane module 60. The method of claim 59. 62.硫化水素膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びア ドバンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項61に記載の方法 。62. Hydrogen sulfide membrane modules are divided into cocurrent membrane modules, countercurrent membrane modules, and a 62. The method of claim 61, wherein the method is selected from the group consisting of: . 63.硫化水素膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜 、及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる硫化水素選択性膜 を含む、請求項62に記載の方法。63. Hydrogen sulfide membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. and a hydrogen sulfide selective membrane selected from the group consisting of , and plate-and-frame membranes. 63. The method of claim 62, comprising: 64.硫化水素選択性膜が、ゲルポリマー膜、融解塩膜及びゴムコポリマー膜か らなる群から選ばれる、請求項63に記載の方法。64. Hydrogen sulfide selective membranes are gel polymer membranes, molten salt membranes and rubber copolymer membranes. 64. The method of claim 63, wherein the method is selected from the group consisting of: 65.酸性ガス膜アセンブリーが少なくとも1つの酸性ガス膜モジュールを含む 、請求項59に記載の方法。65. the acid gas membrane assembly includes at least one acid gas membrane module 60. The method of claim 59. 66.酸性ガス膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びア ドバンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項65に記載の方法 。66. Acid gas membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and a 66. The method of claim 65, wherein the method is selected from the group consisting of: . 67.酸性ガス膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜 、及びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる酸性ガス選択性膜 を含む、請求項66に記載の方法。67. Acid gas membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, and hollow fiber membranes. , and an acid gas selective membrane selected from the group consisting of plate-and-frame membranes. 67. The method of claim 66, comprising: 68.酸性ガス選択性膜が、酢酸セルロース膜、ポリイミド膜、ポリシロキサン 膜、及びピロロン膜からなる群から選ばれる、請求項67に記載の方法。68. Acidic gas selective membranes include cellulose acetate membranes, polyimide membranes, and polysiloxane membranes. 68. The method of claim 67, wherein the method is selected from the group consisting of a membrane, and a pyrolone membrane. 69.脱水膜アセンブリーが少なくとも1つの脱水膜モジュールを含む、請求項 60に記載の方法。69. Claim wherein the dehydration membrane assembly comprises at least one dehydration membrane module. 60. 70.脱水膜モジュールが、並流膜モジュール、向流膜モジュール、及びアドバ ンテージド膜モジュールからなる群から選ばれる、請求項69に記載の方法。70. Dehydration membrane modules are divided into co-current membrane modules, counter-current membrane modules, and advance membrane modules. 70. The method of claim 69, wherein the method is selected from the group consisting of integrated membrane modules. 71.脱水膜モジュールが、スパイラル巻膜、フラットシート膜、中空糸膜、及 びプレート・アンド・フレーム膜からなる群から選ばれる脱水選択性膜を含む、 請求項70に記載の方法。71. Dehydration membrane modules include spiral wound membranes, flat sheet membranes, hollow fiber membranes, and a dehydration selective membrane selected from the group consisting of: 71. The method of claim 70. 72.脱水選択性膜がポリシロキサン膜である、請求項71に記載の方法。72. 72. The method of claim 71, wherein the dehydration selective membrane is a polysiloxane membrane. 73.残留硫化水素が任意の膜アセンブリーのリテンテートから直接転化により 分離される、請求項31、45又は59のいずれか一項に記載の方法。73. Residual hydrogen sulfide is removed by direct conversion from retentate in any membrane assembly. 60. A method according to any one of claims 31, 45 or 59, wherein the method is separated. 74.さらに、任意の膜アセンブリーのリテンテートから残留硫化水素を分離で きる少なくとも1つの直接転化装置を含む、請求項1又は16のいずれか一項に 記載の方法。74. Additionally, residual hydrogen sulfide can be separated from retentate in any membrane assembly. 17. According to any one of claims 1 or 16, comprising at least one direct conversion device capable of Method described.
JP5500178A 1991-05-21 1992-05-14 Treatment of acid gas using hybrid membrane separation system Pending JPH06504949A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US70351891A 1991-05-21 1991-05-21
US703,518 1991-05-21
PCT/US1992/004026 WO1992020431A1 (en) 1991-05-21 1992-05-14 Treatment of acid gas using hybrid membrane separation systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06504949A true JPH06504949A (en) 1994-06-09

Family

ID=24825696

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5500178A Pending JPH06504949A (en) 1991-05-21 1992-05-14 Treatment of acid gas using hybrid membrane separation system

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0641244A1 (en)
JP (1) JPH06504949A (en)
CA (1) CA2108892A1 (en)
NO (1) NO934178L (en)
WO (1) WO1992020431A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005518271A (en) * 2002-02-26 2005-06-23 ルルギ・アクチエンゲゼルシャフト Method for removing mercaptans from cladding gas
JP2015505273A (en) * 2011-12-27 2015-02-19 エボニック ファイバース ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングEvonik Fibres GmbH Gas separation method
JP2018184341A (en) * 2014-04-16 2018-11-22 サウジ アラビアン オイル カンパニー Improved sulfur recovery process for treating low to medium mole percent hydrogen sulfide gas supply containing btex with claus unit
JP2020523548A (en) * 2017-06-08 2020-08-06 サウジ アラビアン オイル カンパニー Helium recovery from gaseous streams

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5332424A (en) * 1993-07-28 1994-07-26 Air Products And Chemicals, Inc. Hydrocarbon fractionation by adsorbent membranes
US5407466A (en) * 1993-10-25 1995-04-18 Membrane Technology And Research, Inc. Sour gas treatment process including membrane and non-membrane treatment steps
GB2289286B (en) * 1994-05-11 1998-10-14 Ici Plc Sulphur removal
DE69828105T2 (en) * 1997-05-26 2005-11-03 Kabushiki Kaisha Toshiba desulfurizer
US6776974B1 (en) 1999-10-22 2004-08-17 Monsanto Enviro-Chem Systems, Inc. Process for the production of sulfur
EP1642864A3 (en) * 1999-10-22 2006-05-17 MECS, Inc. Process for the production of sulfur
ES2255511T3 (en) * 1999-10-22 2006-07-01 Mecs, Inc. PROCESS FOR THE PRODUCTION OF SULFUR.
US6926829B2 (en) 2000-03-06 2005-08-09 Kvaerner Process Systems A.S. Apparatus and method for separating fluids through a membrane
US20040099138A1 (en) * 2002-11-21 2004-05-27 L'air Liquide, Societe Anonyme A Directoire Et Conseil De Surveillance Pour L'etude Et Membrane separation process
US8722003B1 (en) 2013-02-13 2014-05-13 General Electric Company Apparatus and method to produce synthetic gas
US9533260B2 (en) 2013-07-03 2017-01-03 Centro De Investigacion En Quimica Aplicada Method and system for obtaining sweet gas, synthetic gas and sulphur from natural gas
MX365082B (en) * 2013-07-04 2019-04-03 Centro De Investigacion En Quim Aplicada Method and system for obtaining sweet gas, synthetic gas and sulphur from natural gas.
KR101658448B1 (en) 2014-06-27 2016-09-30 한국에너지기술연구원 Multi-step hybrid apparatus for removal of acidic gas and moisture from natural gas and the method therewith
US20160184771A1 (en) 2014-12-31 2016-06-30 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Polyimide membrane for h2s removal
US9962646B2 (en) * 2016-01-04 2018-05-08 Saudi Arabian Oil Company Sour gas feed separations and helium recovery from natural gas using block co-polyimide membranes
US10913036B2 (en) 2017-05-31 2021-02-09 Saudi Arabian Oil Company Cardo-type co-polyimide membranes for sour gas feed separations from natural gas
EP3946687B1 (en) 2019-05-17 2023-03-01 Saudi Arabian Oil Company Improving sulfur recovery operation with improved carbon dioxide recovery
CN113289462A (en) * 2021-05-19 2021-08-24 华南理工大学 Hydrate membrane device and method for gas separation
CN115337795B (en) * 2022-06-22 2023-12-12 宁德师范学院 ZTIF-1/cellulose acetate blend membrane and preparation method and application thereof

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3534528A (en) * 1969-05-26 1970-10-20 Abcor Inc Gas well sulfur removal by diffusion through polymeric membranes
US4130403A (en) * 1977-08-03 1978-12-19 Cooley T E Removal of H2 S and/or CO2 from a light hydrocarbon stream by use of gas permeable membrane
FR2540396B1 (en) * 1983-02-04 1988-09-23 Petroles Cie Francaise GAS DEHYDRATION PROCESS

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005518271A (en) * 2002-02-26 2005-06-23 ルルギ・アクチエンゲゼルシャフト Method for removing mercaptans from cladding gas
JP2015505273A (en) * 2011-12-27 2015-02-19 エボニック ファイバース ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングEvonik Fibres GmbH Gas separation method
JP2018184341A (en) * 2014-04-16 2018-11-22 サウジ アラビアン オイル カンパニー Improved sulfur recovery process for treating low to medium mole percent hydrogen sulfide gas supply containing btex with claus unit
JP2020097514A (en) * 2014-04-16 2020-06-25 サウジ アラビアン オイル カンパニー Improved sulfur recovery process for treating low to medium mole percent hydrogen sulfide gas feeds with btex in claus unit
JP2020523548A (en) * 2017-06-08 2020-08-06 サウジ アラビアン オイル カンパニー Helium recovery from gaseous streams

Also Published As

Publication number Publication date
NO934178D0 (en) 1993-11-18
CA2108892A1 (en) 1992-11-22
EP0641244A1 (en) 1995-03-08
WO1992020431A1 (en) 1992-11-26
NO934178L (en) 1993-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH06504949A (en) Treatment of acid gas using hybrid membrane separation system
KR101529129B1 (en) A multi-stage membrane process and an upgrading apparatus for the production of high purity methane gas
Alqaheem et al. Polymeric gas-separation membranes for petroleum refining
US7025803B2 (en) Methane recovery process
EP0021756B1 (en) Selective adsorption process and system
US11325066B2 (en) Helium recovery from gaseous streams
US7575624B2 (en) Molecular sieve and membrane system to purify natural gas
US4229188A (en) Selective adsorption process
US5558698A (en) Acid gas fractionation process
US5556449A (en) Acid gas fractionation process for fossil fuel gasifiers
EP1249264A1 (en) Process for the separation and recovery of carbon dioxide from waste gas or fumes produced by combustible oxidation
US11857916B2 (en) Device and a process for separating methane from a gas mixture containing methane, carbon dioxide and hydrogen sulfide
GB2099446A (en) Process for separating acid gases from hydrocarbons
EP3067108A1 (en) Acid gas removal with an absorption liquid that separates in two liquid phases
US20140366446A1 (en) Methods and systems for gas separation
JP2517389B2 (en) Nitrogen production membrane device and method
US4995888A (en) Separation of gas from solvent by membrane technology
JP2008132482A (en) Method for separation of gas
US20150360165A1 (en) Separation of biologically generated gas streams
EP0792185A1 (en) Very high purity nitrogen by membrane separation
CA2867332C (en) Process and apparatus for removing contaminants from a gas stream
JP2023540907A (en) Membrane process for hydrogen recovery from sulfur recovery tail gas stream of sulfur recovery unit and process for environmentally friendly sales gas
KR20220010022A (en) Improved Sulfur Capture Process From Syngas Mixture Including Absorption and Membrane Diffusion Steps
US20170198227A1 (en) Multistage Membrane Separation and Purification Process and Apparatus for Separating High Purity Methane Gas
US11738302B1 (en) Method of generating renewable natural gas