RU2394632C2 - Удаление серы с применением абсорбента из карбоната железа - Google Patents

Удаление серы с применением абсорбента из карбоната железа Download PDF

Info

Publication number
RU2394632C2
RU2394632C2 RU2008114508/15A RU2008114508A RU2394632C2 RU 2394632 C2 RU2394632 C2 RU 2394632C2 RU 2008114508/15 A RU2008114508/15 A RU 2008114508/15A RU 2008114508 A RU2008114508 A RU 2008114508A RU 2394632 C2 RU2394632 C2 RU 2394632C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sulfur
installation
gas
iron carbonate
absorbent
Prior art date
Application number
RU2008114508/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2008114508A (ru
Inventor
Флойд ФАРХА (US)
Флойд ФАРХА
Original Assignee
Нью Текнолоджи Венчерз, Инк.
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 Нью Текнолоджи Венчерз, Инк. filed Critical Нью Текнолоджи Венчерз, Инк.
Publication of RU2008114508A publication Critical patent/RU2008114508A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2394632C2 publication Critical patent/RU2394632C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/485—Sulfur compounds containing only one sulfur compound other than sulfur oxides or hydrogen sulfide
    • 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
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/48—Sulfur compounds
    • B01D53/52—Hydrogen sulfide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0225—Compounds of Fe, Ru, Os, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt
    • B01J20/0229—Compounds of Fe
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/0203—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04
    • B01J20/0274—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of metals not provided for in B01J20/04 characterised by the type of anion
    • B01J20/0277—Carbonates of compounds other than those provided for in B01J20/043
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016—Particle form
    • B01J20/28019—Spherical, ellipsoidal or cylindrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/2803—Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3007—Moulding, shaping or extruding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3028—Granulating, agglomerating or aggregating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3042—Use of binding agents; addition of materials ameliorating the mechanical properties of the produced sorbent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G25/00—Refining of hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, with solid sorbents
    • C10G25/003—Specific sorbent material, not covered by C10G25/02 or C10G25/03
    • 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
    • B01D2251/00—Reactants
    • B01D2251/60—Inorganic bases or salts
    • B01D2251/606—Carbonates
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00439—Physico-chemical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1025—Natural gas
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/10—Feedstock materials
    • C10G2300/1033—Oil well production fluids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C10G2300/202—Heteroatoms content, i.e. S, N, O, P
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
    • C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
    • C10G2300/201—Impurities
    • C10G2300/207—Acid gases, e.g. H2S, COS, SO2, HCN
    • 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
    • Y02C20/20—Capture or disposal of greenhouse gases of methane
    • 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
    • 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
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу удаления серы и серосодержащих соединений из различных потоков с применением абсорбента из карбоната железа. Способ удаления серы и серосодержащих соединений из высокосернистого газа внутри буровой скважины, потоков газа, жидкости или смеси газа и жидкости путем использования абсорбента, в основном содержащего карбонат железа, причем в одном из вариантов карбонат железа тонко измельчен и распределен в буровом растворе, который циркулирует через буровую скважину, по другому из вариантов поток жидкости, газа или смеси газа и жидкости объединяют с кислородсодержащим газом и водяным паром перед подачей потока в слой абсорбента, а по третьему из вариантов поток жидкости, газа или смеси газа и жидкости пропускают через слой карбоната железа в атмосфере влажного воздуха. Регенерацию абсорбента из карбоната железа, используемого для удаления серы и серосодержащих соединений из потоков жидкости, газа или смеси газа и жидкости, осуществляют путем воздействия на карбонат железа влажного воздуха или кислорода и водяного пара во время поглощения. Изобретение позволяет эффективно поглощать серу и серосодержащие соединения из потоков газа, жидкости или смеси газа и жидкости. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 38 табл.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
1. Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к поглощающей композиции, применяемой для удаления серосодержащих соединений из различных потоков и, в частности, из жидких и газообразных углеводородов и диоксида углерода. Абсорбент главным образом включает карбонат железа, который желательно получать из минерала сидерита, и его применяют для удаления сероводорода, меркаптанов, диметилдисульфида и других серосодержащих соединений из потока газообразных углеводородов, потоков легких жидких углеводородов, таких как широкая фракция легких углеводородов ("ШФЛУ"), неочищенная нефть, смеси газов, содержащих сероводород, газообразный и жидкий диоксид углерода, анаэробный газ, биогаз, геотермальный газ и тому подобное. Также раскрываются способы изготовления и применения абсорбента для удаления серы.
2. Описание предшествующего уровня техники
В связи с опасными, ядовитыми и коррозионными свойствами серосодержащих соединений ранее было раскрыто много различных продуктов и способов для удаления таких соединений из жидких и газообразных потоков. Одним таким выпускаемым промышленностью продуктом, используемым производителями природного газа и другого подобного сырья, является реагент в виде твердых частиц с торговым названием SULFATREAT®, который, как известно, применяют для удаления сероводорода и других вредных примесей серы из газов и жидкостей, включающих, например, углеводородные топлива и геотермальный пар. SULFATREAT® является федеральным товарным знаком фирмы M-I LLC of Houston, Texas, и, в стилизованной форме, фирмы Gas Sweetener Associates, Inc. of Chesterfield, Missouri. Материал SULFATREAT® имеет запатентованный состав, и он, очевидно, включает в основном частицы оксида железа, имеющие высокую площадь поверхности. Другим выпускаемым промышленностью материалом, состоящим из оксида железа, распределенного на древесной стружке, который применяют для удаления серы в промышленных процессах, является фильтр для очистки высокосернистого газа.
Другие железосодержащие композиции и способы удаления серы из газовых и жидких потоков раскрыты, например, в патентах США №4008775; 4344842; 4366131; 4476027; 4705638; 4956160 и 5948269. Например, в патенте США 5948269 раскрыт способ удаления растворенного сероводорода и других соединений с неприятным запахом из водной жидкости или осадка систем удаления отходов, которые могут присутствовать в канализационной системе и очистных сооружениях, в промышленных и бытовых системах удаления отходов, природных и искусственных загрязненных водоемах или водных путях и септических системах, путем применения "щелочного железа". В патенте США 5948269 под "щелочным железом" имеют в виду щелочь с различными соединениями железа, включая карбонат железа.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Раскрываемые здесь абсорбент и способ являются особенно эффективными для поглощения сероводорода, меркаптанов, диметилдисульфида и других серосодержащих соединений из природного газа, потоков легких углеводородов, таких как широкая фракция легких углеводородов, неочищенная нефть, смеси кислых газов, газообразный и жидкий диоксид углерода, анаэробный газ, биогаз, геотермальные и другие серосодержащие потоки. Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения испытуемый абсорбент включает карбонат железа, наиболее предпочтительно гранулы сидерита или порошкообразный сидерит, который экструдируют или агрегируют иным способом, прессуют или формуют в таблетки, гранулы или сферы с использованием минимального эффективного количества влаги и, необязательно, связующего, такого как кальциевоалюминатный цемент или другой аналогично эффективный материал.
Согласно другому варианту осуществления изобретения раскрыт слой абсорбента для использования при удалении серы из газа, жидкости или смешанных газовых и жидких потоков. Примеры удаляемых абсорбентом серосодержащих соединений включают сероводород, меркаптансодержащие соединения, органические дисульфиды и сероокись углерода. Желательно, чтобы слой абсорбента включал трехмерный массив плотно расположенных таблеток, гранул или полученных иных агрегатов, включающих от примерно 50 до примерно 100 мас.% карбоната железа, наиболее предпочтительно - в форме твердых частиц сидерита (90% величиной 100 меш), агрегированных с помощью связующего, включающего от примерно 2 до примерно 10 мас.% кальциевоалюминатного цемента. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения абсорбент включает высушенные экструдаты, содержащие около 95 мас.% сидерита и около 5 мас.% кальциевоалюминатного цемента.
Согласно другому варианту осуществления изобретения поглощающий материал получают путем смешивания около 95 массовых частей твердых частиц сидерита (90% величиной 100 меш), около 5 частей кальциевоалюминатного цемента и около 20 частей воды; прессования смеси с помощью экструзии или иного способа с получением более крупных частиц, таблеток или гранул и затем сушки абсорбента в течение достаточного времени для снижения содержания влаги до уровня влаги меньше чем примерно 3 мас.%. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения таблетки абсорбента имеют диаметр около 3/16 дюйма, длину около 5/16 дюйма, и их сушат при температуре около 120°F в течение примерно четырех часов.
Согласно другому варианту осуществления изобретения серу удаляют из жидкости, газа или смешанного потока газа и жидкости, включающих серосодержащие соединения, путем пропускания потока через слой абсорбента, состоящего в основном из твердых частиц материала, включающего от примерно 70 до примерно 100 мас.% карбоната железа, предпочтительно в форме агрегированных твердых частиц сидерита. Наиболее предпочтительно, чтобы слой абсорбента включал множество таблеток, включающих от примерно 70 до примерно 100 мас.% карбоната железа в комбинации с количеством связующего, такого как кальциевоалюминатный цемент, которое достаточно для сохранения абсорбентом требуемой физической конфигурации в течение требуемого срока службы. Для обычных специалистов в этой области будет очевидно при чтении этого описания, что количество абсорбента изобретения, которое необходимо в слое абсорбента, будет зависеть от таких факторов, как размер частиц абсорбента, плотность слоя, эффективная площадь поверхности частиц абсорбента, количество карбоната железа в абсорбенте, которое способно поглощать серосодержащие соединения, и температура, давление, скорость и время пребывания подвергаемого обработке газового или жидкого потока при его прохождении через слой.
Согласно другому варианту осуществления изобретения потемневший абсорбент из карбоната железа периодически регенерируют путем контактирования потемневшего карбоната железа с воздухом или другим кислородсодержащим газом и паром. Считают, что такое потемнение вызывается образованием сульфида железа на поверхности карбоната железа в процессе удаления серы из жидкости, газа или смешанного потока газа и жидкости, включающих серосодержащие соединения.
Согласно другому варианту осуществления изобретения серу удаляют из жидкости, газа или смешанного потока газа и жидкости, содержащих серосодержащие соединения, путем объединения потока с кислородом и водяным паром перед подачей потока в слой карбоната железа. Этот способ является особенно предпочтительным для использования при удалении серы из газов, содержащих сероводород.
Согласно другому варианту осуществления изобретения серу удаляют из жидкости, газа или смешанного потока газа и жидкости, содержащих серосодержащие соединения, путем пропускания потока через слой карбоната железа в среде влажного воздуха. Считают, что при воздействии на карбонат железа влажного воздуха или другого кислородсодержащего газа и водяного пара в процессе поглощения, карбонат железа непрерывно регенерируется за счет каталитического эффекта, в результате чего образуется элементарная сера, которая может быть легко отделена от подвергаемого обработке потока.
Согласно другому варианту осуществления изобретения раскрывается способ удаления выделяющегося сероводорода в процессе бурения газовых скважин, причем способ включает добавление к буровому раствору, используемому в указанных процессах бурения, от примерно 40 до примерно 400 фунтов тонко измельченных частиц абсорбента (частицы, проходящие через сито размером 100 меш), предпочтительно включающего от примерно 50 до примерно 90 мас.% карбоната железа на тонну бурового раствора. Согласно этому варианту осуществления изобретения при добавлении тонко измельченного карбоната железа к буровому раствору нет необходимости или не является желательным использовать связующее.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Заявитель обнаружил, что карбонат железа, предпочтительно в форме минерала сидерита, является отличным поглотителем сероводорода, сероокиси углерода, органических дисульфидов, меркаптанов и других серосодержащих соединений, которые присутствуют в различных встречающихся в природе или синтезированных газах и жидкостях и, в частности, в газообразных и жидких углеводородах и диоксиде углерода. Сидерит преимущественно включает карбонат железа, и обычно он содержит некоторые количества кальция, магния или марганца. Для применения в композициях и различных способах изобретения сидерит может поставляться в форме кусков, гранул или тонко измельченного порошка. Если его поставляют в виде кусков, перед применением куски желательно уменьшить до гранул подходящего размера или до порошка. При использовании в слое предпочтительными являются экструдаты, описываемые ниже, или сопоставимые по размеру гранулы сидерита, полученные из природных руд. Если сидерит поставляют в форме тонко измельченного порошка, перед использованием порошок желательно агломерировать и экструдировать или придавать ему форму другим способом, за исключением случая, когда его предполагается применять в буровых растворах, в которых рекомендовано использование порошка сидерита без предварительной агломерации с образованием более крупных частиц.
В некоторых случаях простое добавление до примерно 20 мас.% воды к порошку сидерита при смешивании обеспечит достаточную агломерацию, в результате которой порошкообразный сидерит можно будет экструдировать в таблетки соответствующего размера или ленты, которые после сушки и последующего хранения станут хрупкими или легко измельчаемыми в гранулы, которые являются приемлемыми при использовании в абсорбционных слоях, через которые могут быть пропущены или могут циркулировать серосодержащие жидкости или газы для удаления серы. В некоторых случаях может быть желательным при агломерировании тонко измельченных порошков карбоната железа применение минимально эффективного количества связующего, наиболее предпочтительно - минерального вяжущего материала, дополнительно описываемого ниже.
Несмотря на то что при ознакомлении с этим описанием может сложиться мнение, что карбонат железа может быть синтезированным, в силу экономических причин применение карбоната железа, полученного из встречающихся в природе минеральных руд сидерита, является предпочтительным. В химическом словаре Hawley's Condensed Chemical Dictionary (Twelfth Edition) сообщается, что природные руды сидерита встречаются в штатах Вермонте, Массачусетс, Коннектикут, Нью-Йорк, Северная Каролина, Пенсильвания, Огайо и в Европе.
Экструдаты, применяемые в поглощающем слое изобретения, могут быть получены путем смешивания порошкообразного сидерита с минимально эффективным количеством, таким как около 5 мас.% от суммарного количества, связующего, такого как кальциевоалюминатный цемент или другой аналогично эффективный материал, который не уменьшает значительно способность сидерита абсорбировать серу или серосодержащие соединения из потока газа или жидкости. Предпочтительным кальциевоалюминатным цементом для применения в изобретении является цемент, поставляемый на рынок под торговой маркой FONDU® фирмой Lafarge Aluminate of Chesapeake, Virginia. Согласно особенно предпочтительному варианту осуществления изобретения около 5 массовых частей кальциевоалюминатного цемента добавляют к примерно 95 массовым частям порошка сидерита (90% размера 100 меш) для распределения цемента в сидерите.
Около 20 массовых частей воды на 100 массовых частей смеси сидерита и цемента желательно добавлять к твердым веществам для гидратации связующего и облегчения образования более крупных агрегатов, которые затем сушат до требуемого содержания влаги. Наиболее предпочтительно, чтобы смесь сидерита, цемента и воды экструдировали и измельчали на кусочки, например, путем использования роторной таблетирующей машины или же измельчали или дробили в экструдаты, имеющие диаметр около 3/16 дюйма и длину около 5/16 дюйма. Желательно, чтобы экструдаты, полученные из порошка, как описано выше, сушили при температуре около 120°F в течение примерно четырех часов. Хотя необходимое время сушки может меняться в зависимости от размера и объема таблеток, температуры сушки и влажности окружающего воздуха, содержание влаги в агрегированных твердых частицах желательно понижать на стадии сушки до величины менее примерно 3 мас.%.
Описываемые здесь абсорбент и способ являются особенно эффективными для поглощения сероводорода, меркаптанов, диметилдисульфида и других соединений серы из природного газа, потоков легких углеводородов, таких как ШФЛУ, сырая нефть, смесь газов, содержащих сероводород, газообразный и жидкий диоксид углерода, анаэробный газ, биогаз, геотермальные и другие серосодержащие потоки. Для большинства областей применения подвергаемый обработке поток серосодержащего газа или жидкости пропускают через слой испытуемых таблеток или гранул абсорбента, который располагают внутри аппарата, такого как цилиндрическая колонна. Количество абсорбента, которое необходимо для поглощающего слоя, зависит от многих факторов, таких как содержание серы во вводимом сырье, требуемое содержание серы в выходящем потоке, требуемый срок службы загрузки абсорбента, размер частиц абсорбента, плотность слоя, эффективная площадь поверхности частиц абсорбента, количество карбоната железа в абсорбенте, которое способно поглощать серосодержащие соединения, и температура, давление, скорость и время пребывания обрабатываемого потока газа или жидкости при прохождении его через слой. Для некоторых областей применения, таких как обработка нефтяных газов с высоким содержанием сероводорода, встречающихся при бурении скважин, абсорбент из гранулированного сидерита, который проходит через сито размером 100 меш, может также быть с успехом использован путем объединения его с другим материалом, таким как буровой раствор, закачиваемый в скважину.
Хотя экструдаты, имеющие размеры в интервале от примерно 1/16 дюйма до примерно 1/4 дюйма, являются особенно предпочтительной формой для использования указанного абсорбента, следует принимать во внимание, что гранулы подходящего размера могут быть получены путем измельчения кусков сидерита в молотковой мельнице или путем использования других выпускаемых в промышленности устройств, хорошо известных обычным специалистам в этой области, и затем классификацией рассевом до подходящего интервала размера частиц, предпочтительно не превышающего примерно 5/16 дюйма. Аналогично, когда исходным материалом является порошок сидерита или порошок синтезируемого карбоната железа, кроме экструзии могут быть использованы другие методы агломерирования или уплотнения порошка для применения в различных способах удаления серы. Такие другие методы включают, например, гидравлически приводимые в действие прессы или другие устройства прессования. В большинстве случаев желательно, чтобы к порошкообразному сидериту или карбонату железа добавляли минимально эффективные количества связующего и воды для облегчения агломерации индивидуальных минеральных частиц в твердые тела большего размера, при условии, что связующее не слишком сильно снижает эффективную площадь поверхности абсорбента.
Типичный результат анализа сидерита
Анализ состава подвергнутого обработке сидерита, имеющего объемную плотность 110 фунтов на кубический фут, плотность 3,63 и размер частиц 90% через 100 меш, дает следующий результат:
  мас.%
Fe (элементарное) 43,00
FeCO3 86,87
SiO2 5,50
Al2O3 1,30
CaO 0,56
MgO 0,53
S 0,40
Mn 0,35
Cu 0,30
Co 0,02
Cd 0,0041
Pb 0,0001
As 0,00005
Sb 0,00005
Fe2O3 <1,0
Образец A
Для демонстрации полезности изобретения тонко измельченный порошок сидерита (90% через 100 меш) смешивали с кальциевоалюминатным цементом в соотношении 95 частей сидерита к 5 частям цемента по массе. Приблизительно 20 массовых частей воды смешивали со смесью сидерита и цемента и смесь затем экструдировали с получением множества экструдатов, имеющих диаметр около 3/16 дюйма и длину около 5/16 дюйма. Эти экструдаты сушили при 120°F в течение четырех часов до содержания влаги меньше чем примерно 3 мас.%.
Образец B
Другой материал из сидерита готовили путем получения кусков руды сидерита приблизительно от 3 до 4 дюймов в диаметре и измельчали их с получением гранулированных частиц, включающих около 90 мас.% карбоната железа, размером в интервале от примерно 1/8 дюйма до 1/4 дюйма. Загрязнения и другие примеси удаляли из гранулированного сидерита с использованием сита.
Пригодность материалов абсорбента, приготовленных, как описано выше, для удаления серы из газовых и жидких потоков, содержащих соединения серы, дополнительно описывается и объясняется с помощью представленных ниже примеров. Все указанные составы на входе в установку и на выходе из установки приведены в частях на миллион (ppm). Данные по содержанию серы указаны в ppm серосодержащего соединения от массы потока жидкости или газа. Тиолы указаны в ppm соответствующего тиола от массы потока жидкости или газа. (Ниже в таблицах некоторые значения, выраженные десятичными дробями, округлены из соображения экономии места).
Пример 1
Поток диоксида углерода, содержащий кислый газ, подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 68°F, давление 200 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 1:
Таблица 1
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 7,7 13307,3 0,4 2,4 575,2 481,3 1,3
На выходе 4,1 2,6 1,0 0,7 50,5 17,6 0,3
% снижения 46,9 99,9 -135 72,1 91,2 96,3 78,4
Пример 2
Поток диоксида углерода, содержащий кислый газ, подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с поглотителем H2S, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма гранул образца B, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 68°F, давление 200 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 2:
Таблица 2
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 7,7 13307,3 0,4 2,4 575,2 481,3 1,3
На выходе 4,4 0,2 7,6 20,6 1,5 0,3 0,01
% снижения 42,8 100 -1780 -765 99,7 100 99,2
Пример 3
Поток природного газа подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 70°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 3:
Таблица 3
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 2,6 93,5 2,8 1,6 90,7 110,3 7,2
На выходе 1,9 0,9 2,2 1,4 6,6 16,9 1,4
% снижения 25,7 99,0 22,8 11,9 92,7 84,7 80,1
Пример 4
Поток природного газа подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с поглотителем H2S, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма гранул образца B, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 70°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 4:
Таблица 4
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 2,6 93,5 2,8 1,6 90,7 110,3 7,2
На выходе 1,8 0,01 2,3 1,1 0,3 0,1 0,01
% снижения 29 100 16,8 35,1 99,7 99,9 99,9
Пример 5
Поток природного газа подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 70°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 5:
Таблица 5
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 2,6 92,9 2,5 1,8 89,5 102,6 7,0
На выходе 2,2 1,5 1,9 1,3 10,2 17,2 1,5
% снижения 16,5 98,3 25,1 27,6 88,6 83,2 78,4
Пример 6
Поток природного газа подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с поглотителем H2S, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма гранул образца B, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 70°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 6:
Таблица 6
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 2,6 92,3 2,5 1,8 89,5 102,6 7,0
На выходе 1,8 0,01 1,7 1,2 0,1 0,2 0,03
% снижения 30,3 100 33,3 31,3 99,9 99,8 99,6
Пример 7
Поток природного газа подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 100°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 7:
Таблица 7
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,8 225,9 1,7 6,3 126,6 78,1 2,3
На выходе 0,3 0,7 1,6 4,4 94,4 65,3 1,9
% снижения 81,5 99,7 10,5 29,8 25,4 16,4 14,5
Пример 8
Поток природного газа подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с поглотителем H2S, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма гранул образца B, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 100°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 8:
Таблица 8
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,8 225,9 1,7 6,3 126,6 78,1 2,3
На выходе 0,5 2,7 0,9 13,2 86,0 58,2 1,7
% снижения 74,0 98,8 50,2 -111,5 32,1 25,5 24,4
Пример 9
Поток природного газа подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 130°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 9:
Таблица 9
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,9 225,2 1,6 6,3 102,7 80,2 2,2
На выходе 0,3 0,6 1,2 2,9 82,7 65,1 1,7
% снижения 82,6 99,7 25,1 53,0 19,5 18,9 21,9
Пример 10
Поток природного газа подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с поглотителем H2S, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма гранул образца B, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 130°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 10:
Таблица 10
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,9 225,2 1,7 6,3 102,7 80,2 2,2
На выходе 0,4 6,9 0,7 1,4 62,0 51,4 1,8
% снижения 78,4 96,9 55,0 77,1 39,7 35,9 16,6
Пример 11
Поток природного газоконденсата подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 52°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 11:
Таблица 11
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 6,6 0,01 0,7 0,24 14,9 25,7 18,9
На выходе 6,3 0,01 21,8 1,6 2,0 3,1 2,7
% снижения 4,8 0,0 -3303 -672,3 86,4 87,8 85,8
Пример 12
Поток природного газоконденсата подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 52°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 12:
Таблица 12
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 7,0 0,01 0,7 0,1 20,3 26,1 18,0
На выходе 6,3 0,01 6,5 0,7 0,9 1,8 2,2
% снижения 9,1 0,0 -866 -763,3 95,5 93,2 87,7
Пример 13
Поток природного газоконденсата подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 60°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 13:
Таблица 13
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 7,2 0,62 3,9 0,3 16,3 21,9 17,9
На выходе 6,8 0,01 0,1 0,1 0,7 1,3 1,7
% снижения 6,1 98,4 97,5 63,0 95,6 93,9 90,3
Пример 14
Поток природного газоконденсата подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 60°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 14:
Таблица 14
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 7,2 0,7 3,8 0,34 16,5 21,9 17,9
На выходе 6,8 0,01 6,5 0,1 0,5 1,3 1,6
% снижения 5,7 98,6 -98,0 72,1 97,0 94,2 91,3
Пример 15
Поток газообразного диоксида углерода подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 52°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 15:
Таблица 15
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 261,5 201,3 177,7 12,9 199,1 188,8 0,01
На выходе 252,8 0,01 159,3 0,5 0,01 0,01 0,01
% снижения 3,3 100 10,4 96,3 100 100 0
Пример 16
Поток газообразного диоксида углерода подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 52°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 16:
Таблица 16
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 259,3 199,9 176,3 12,4 201,5 185,7 0,0
На выходе 248,6 0,01 166,8 0,6 0,01 0,01 0,01
% снижения 4,1 100 5,4 95,1 100 100 0
Пример 17
Поток газообразного диоксида углерода подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 52°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 17:
Таблица 17
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 263,1 202,5 178,1 12,7 198,7 185,0 0,01
На выходе 251,3 0,01 164,1 0,3 0,01 0,01 0,01
% снижения 4,5 100 7,9 97,4 100 100 0
Пример 18
Поток газообразного диоксида углерода подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 52°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 18:
Таблица 18
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 256,2 193,8 183,6 18,4 178,5 174,9 0,01
На выходе 234,2 0,01 166,6 0,4 0,01 0,01 0,01
% снижения 8,6 100 9,3 98,1 100 100 0
Пример 19
Поток газообразного диоксида углерода подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 52°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 19:
Таблица 19
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 5,9 5,1 20,0 27,7 38,0 56,2 7,2
На выходе 4,6 0,01 1,4 0,1 2,3 1,7 0,1
% снижения 22,0 99,8 93,0 99,5 93,9 97,0 98,0
Пример 20
Поток газообразного диоксида углерода подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 52°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 20:
Таблица 20
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 6,1 5,6 19,6 27,8 38,4 56,4 7,0
На выходе 4,7 0,01 2,2 0,2 2,1 1,4 0,2
% снижения 23,1 99,8 89,0 99,3 94,4 97,6 97,7
Пример 21
Поток газообразного диоксида углерода подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 60°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 21:
Таблица 21
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 6,2 24,0 25,9 19,5 43,7 70,4 12,5
На выходе 5,9 0,01 1,7 0,5 0,05 0,8 0,4
% снижения 4,7 100 93,5 97,3 99,9 98,9 96,8
Пример 22
Поток газообразного диоксида углерода подавали при скорости около 40 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой высотой приблизительно 8 дюймов и диаметром 2 дюйма экструдатов образца A, приготовленных, как описано выше. Температура в установке составляла 60°F и давление 500 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 22:
Таблица 22
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 6,5 23,9 25,7 19,3 44,2 70,2 12,5
На выходе 6,1 0,01 1,3 0,7 0,01 0,6 0,4
% снижения 5,4 100 95,0 96,1 100 99,1 96,7
Вышеприведенные примеры демонстрируют удаление сероводорода, тиолов (меркаптанов), дисульфидов и сероокиси углерода из ШФЛУ и из газообразных углеводородов и диоксида углерода. Диметилдисульфид (ДМДС) может также быть удален поглощением, используя композиции и способ изобретения. Предполагается, что увеличение ДМДС, наблюдаемое в некоторых примерах, является результатом реакций окислительной сероочистки, в которых небольшое количество кислорода, растворенного в подвергаемой обработке жидкости, катализировалось железом абсорбента с промотированием окисления небольшого количества метилмеркаптана с образованием ДМДС и воды.
В некоторых примерах также отмечалось повышение содержания сероуглерода. Содержание серы определяли с помощью хемилюминесцентного анализа. Определение сероуглерода является очень чувствительным к используемому аналитическому методу. Так как в сырье содержание сероуглерода является очень низким, незначительное изменение в составе может приводить к большим ошибкам. Ошибки могут также возникать от того, что сероуглерод часто загрязняет линии для подачи сырья, которые могут впоследствии выделять незначительные количества сероуглерода, что может не учитываться. Когда линии для подачи сырья заменяли новыми, никакого снижения содержания сероуглерода в потоке жидкости или газа не отмечалось, и предполагают, что абсорбент удалял незначительные количества или вообще не удалял сероуглерод.
Данные таблиц 1 и 2 демонстрируют, что обе формы абсорбента, экструдаты (образец материала A) и гранулы (образец материала B), удаляют практически весь сероводород из потока CO2, содержащего сероводород, при температуре окружающей среды. Примерно половину сероокиси углерода удаляли с помощью обеих физических форм абсорбентов. Тиолы (меркаптаны) также удаляли с высокими показателями с помощью гранул (99-100%) и с помощью экструдатов (78-96%).
Данные таблиц 3-6 демонстрируют, что, используя абсорбент и способ изобретения, может быть удалено из природного газа при температурах окружающей среды от 99 до 100% сероводорода. Кроме того, данные демонстрируют удаление из подвергаемых обработке жидкостей или газов 78-100% тиолов, наряду с некоторым удалением как сероокиси углерода, так и ДМДС.
Сравнение таблиц 3-6 (данные при 70°F) с таблицами 7-8 (данные при 100°F) и таблицами 9-10 (данные при 130°F) указывает на влияние температуры. Данные демонстрируют, что при использовании указанного абсорбента и способа удаляется при всех температурах от 99 до 100% сероводорода. Удаление тиолов понижалось с повышением температур, что наводит на мысль о десорбции тиолов при более высоких температурах. С другой стороны, удаление сероокиси углерода и ДМДС увеличивалось при повышении температур внутри исследуемых интервалов.
Опыты с использованием в качестве исходного сырья газообразного диоксида углерода демонстрируют, что, по-видимому, повышение давления от 200 psig (см. таблицы 1 и 2) до 500 psig (см. таблицы 15-22) способствует поглощению тиолов. Удаление ДМДС составляло от 95 до 96% при более высоком давлении по сравнению с удалением от 20 до 72% при 200 psig.
ШФЛУ обычно содержат сероводород в низкой концентрации. Без конкуренции, связанной с присутствием сероводорода, удаление тиолов составляет от 86 до 96% (см. таблицы 11, 12, 13 и 14). Так как кислород растворим в этом виде углеводорода, образование ДМДС в некоторых опытах может быть приписано окислительной конверсии незначительных количеств метилтиола в ДМДС, как отмечалось выше.
После использования в установке для очистки с гранулами из железа образец материала A извлекали и исследовали. Экструдаты были равномерно темными от края к центру, после того как они поглощали 1,2 мас.% серы от массы экструдата из подвергаемой очистке жидкости или газа. Это наблюдение позволяет предположить в процессе использования протекание реакции обмена, что вызывает миграцию серы в направлении к центру абсорбента. Исходя из состава абсорбента считают, что темный (черный) цвет обусловлен сульфидом железа. Извлекаемые экструдаты разогревались (>135°F) в процессе выдержки при комнатной температуре, что наводит на мысль о пирофорности отработанного материала. После выдержки в течение ночи цвет отработанного материала возвращался к светло-коричневому, более соответствующему цвету исходных неотработанных экструдатов.
Главный вывод, который можно сделать из представленных выше данных, заключается в том, что сидерит, или в форме гранул или в форме экструдатов, изготовленных из порошка сидерита, является отличным абсорбентом для удаления сероводорода, тиолов (меркаптанов), ДМДС и сероокиси углерода из целого ряда сырьевых потоков. Когда реакционные условия благоприятны для удаления сероводорода, т.е. при более высоких температурах и давлениях, снижается удаление тиола. Удаление тиолов происходит более благоприятно, когда содержание сероводорода в сырье является низким, при низких температурах и высоких давлениях.
Потемневший абсорбент из карбоната железа может быть периодически регенерирован путем контактирования потемневшего карбоната железа с воздухом и паром. Считают, что такое потемнение вызывается образованием сульфида железа на поверхности карбоната железа во время удаления серы из жидкости, газа или смешанного потока газа и жидкости, содержащих серосодержащие соединения.
Согласно другому способу изобретения серу удаляют из жидкости, газа или смешанного потока газа и жидкости, содержащих серосодержащие соединения, путем объединения потока с кислородом и водяным паром перед подачей потока в слой карбоната железа. Этот способ является особенно предпочтительным для использования при удалении серы из кислых газов, но не является предпочтительным для использования в потоках природного газа вследствие экономических проблем при последующем разделении воздуха и углеводородов.
В качестве варианта сера может быть удалена из жидкости, газа или смешанного потока газа и жидкости, содержащих серосодержащие соединения, путем пропускания потока через слой карбоната железа в атмосфере влажного воздуха. Считают, что в результате воздействия на карбонат железа влажного воздуха или кислорода и водяного пара во время поглощения карбонат железа непрерывно регенерируется за счет каталитического эффекта, в конечном счете, образуя элементарную серу, которая может быть легко отделена от подвергаемого обработке потока. Сидерит является также особенно предпочтительным материалом из карбоната железа для использования в качестве абсорбента при реализации этих способов изобретения.
Следующие дополнительные примеры демонстрируют эффективность удаления серы из потока кислого газа, объединенного с воздухом, путем пропускания потока через слой карбоната железа в форме таблеток сидерита. В каждом примере высота установки для очистки составляла 24 дюйма и диаметр 2 дюйма, и установка имела слой с соотношение длины к диаметру L/D 4:1 и размеры слоя катализатор/абсорбент 8 дюймов в высоту и 2 дюйма в диаметре.
Пример 23
Поток смеси кислых газов, содержащий 93,596% воздуха, 6,328% диоксида углерода и 0,076% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 120,4 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 30 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 3/16 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 23:
Таблица 23
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 0,32 758,5 1,04 0,05 1,62 0,09 0,03
На выходе 0,21 0,18 0,53 0,04 0,01 0,01 0,01
% снижения 32,3 99,98 49,33 10,4 99,4 88,2 61,5
Пример 24
Поток смеси кислых газов, содержащий 93,596% воздуха, 6,328% диоксида углерода и 0,076% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 120,4 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 30 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 1/8 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 24:
Таблица 24
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 0,32 758,5 1,04 0,05 1,62 0,09 0,03
На выходе 0,3 0,038 0,93 0,05 0,01 0,01 0,01
% снижения 5,7 99,99 10,5 6,3 99,4 88,2 61,5
Пример 25
Поток смеси кислых газов, содержащий 92,178% воздуха, 7,535% диоксида углерода и 0,287% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 42,6 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 3/16 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 25:
Таблица 25
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 0,144 2874,6 0,24 0,03 0,98 0,04 0,01
На выходе 0,135 0,1 0,17 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 6,3 100,0 30,08 68,8 99,0 72,2 0,0
Пример 26
Поток смеси кислых газов, содержащий 92,178% воздуха, 7,535% диоксида углерода и 0,287% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 42,6 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 60 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 1/8 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 26:
Таблица 26
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 0,144 2874,6 0,24 0,03 0,98 0,04 0,01
На выходе 1,42 0,067 1,78 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения -844,0 100,0 -653,4 68,8 99,0 72,2 0,0
Пример 27
Поток смеси кислых газов, содержащий 90,548% воздуха, 9,221% диоксида углерода и 0,231% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 126,2 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 100 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 3/16 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 27:
Таблица 27
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 6,81 2308,8 0,59 0,01 1,29 0,10 0,01
На выходе 0,21 0,1 0,49 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 97,0 100,0 16,4 0,0 99,2 90,1 0,0
Пример 28
Поток смеси кислых газов, содержащий 90,548% воздуха, 9,221% диоксида углерода и 0,231% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 126,2 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 100 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 1/8 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 28:
Таблица 28
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 6,81 2308,8 0,59 0,01 1,29 0,10 0,01
На выходе 0,47 0,37 0,32 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 93,14 100,0 45,7 0,0 99,2 90,1 0,0
Пример 29
Поток смеси кислых газов, содержащий 99,315% воздуха, 0,619% диоксида углерода и 0,066% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 140,5 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 100 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 3/16 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 29:
Таблица 29
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 0,73 601,8 0,68 0,01 1,95 0,38 0,01
На выходе 0,45 0,05 0,54 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 38,2 100,0 21,1 0,0 99,5 97,4 0,0
Пример 30
Поток смеси газов из баллона, содержащий 95,219% воздуха, 4,619% диоксида углерода и 0,162% сероводорода, подавали при скорости около 100 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 1/8 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 30:
Таблица 30
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 0,61 1620,7 0,45 0,01 1,54 0,23 0,01
На выходе 0,34 0,08 0,33 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 45,4 100,0 27,53 0,0 99,4 95,6 0,0
Пример 31
Поток смеси кислых газов, содержащий 94,960% воздуха, 4,860% диоксида углерода и 0,180% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 128,4 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 100 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 3/16 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 31:
Таблица 31
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,6 1795,7 1,38 0,01 1,43 0,08 0,01
На выходе 0,97 0,22 1,26 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 39,5 100,0 8,8 0,0 99,3 86,7 0,0
Пример 32
Поток смеси кислых газов, содержащий 94,960% воздуха, 4,860% диоксида углерода и 0,180% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 128,4 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 100 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 1/8 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 32:
Таблица 32
Точки отбора проб на установке Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,6 1795,7 1,38 0,01 1,43 0,08 0,01
На выходе 0,62 0,21 0,94 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 61,1 100,0 32,1 0,0 99,3 86,7 0,0
Пример 33
Поток смеси кислых газов, содержащий 89,736% воздуха, 9,932% диоксида углерода и 0,332% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе больше чем 150 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 100 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 3/16 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 33:
Таблица 33
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 8,32 3316,5 2,79 0,01 0,98 0,03 0,01
На выходе 0,71 0,01 2,63 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 91,5 100,0 5,8 0,0 99,0 69,7 0,0
Пример 34
Поток смеси кислых газов, содержащий 89,736% воздуха, 9,932% диоксида углерода и 0,332% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе больше чем 150 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 100 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SUD CHEMIE. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 34:
Таблица 34
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 8,32 3316,5 2,79 0,01 0,98 0,03 0,01
На выходе 1,09 0,01 2,20 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 86,9 100,0 21,1 0,0 99,0 69,7 0,0
Пример 35
Поток смеси кислых газов, содержащий 90,882% воздуха, 8,596% диоксида углерода и 0,522% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 112,6 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 200 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 3/16 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 35:
Таблица 35
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,23 5218,9 3,92 0,01 1,72 0,13 0,01
На выходе 0,95 0,03 3,56 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 22,7 100,0 9,2 0,0 99,4 92,1 0,0
Пример 36
Поток смеси кислых газов, содержащий 90,882% воздуха, 8,596% диоксида углерода и 0,522% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 112,6 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 200 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SUD CHEMIE. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 36:
Таблица 36
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,23 5218,9 3,92 0,01 1,72 0,13 0,01
На выходе 1,65 0,01 3,16 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения -34,3 100,0 19,2 0,0 99,4 92,1 0,0
Пример 37
Поток смеси кислых газов, содержащий 90,125% воздуха, 9,437% диоксида углерода и 0,438% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 86,2 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 600 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 3/16 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 37:
Таблица 37
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,14 4378,5 3,71 0,01 1,39 0,31 0,01
На выходе 0,94 0,03 2,39 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения 12,7 100,0 35,4 0,0 99,3 96,8 0,0
Пример 38
Поток смеси кислых газов, содержащий 90,125% воздуха, 9,4376% диоксида углерода и 0,438% сероводорода, с содержанием влаги в газе на входе 86,2 фунтов/миллион стандартных кубических футов, подавали при скорости около 600 мл в минуту снизу вверх через вертикальную установку для очистки с гранулами из железа, в которой находился слой таблеток сидерита марки SULFURTRAP размером 1/8 дюйма. Температура в установке составляла 100°F и давление 100 psig. Составы газа на входе в установку и на выходе из установки приведены ниже в таблице 38:
Таблица 38
Точки отбора проб
на установке		 Данные по содержанию серы Тиолы
COS H2S CS2 ДМДС Метил Этил 1-пропил
На входе 1,14 4378,5 3,71 0,01 1,39 0,31 0,01
На выходе 1,84 0,03 3,26 0,01 0,01 0,01 0,01
% снижения -61,5 100,0 12,0 0,0 99,3 96,8 0,0
Другие изменения и модификации изобретения могут также быть очевидными для обычных специалистов в этой области при ознакомлении с этим описанием и сопровождающими его чертежами, и предполагается, что объем раскрытого здесь изобретения будет ограничиваться только расширительным толкованием прилагаемой формулы изобретения, на которую автор изобретения может по закону претендовать.

Claims (11)

1. Способ удаления серосодержащих соединений из высокосернистого нефтяного газа внутри буровой скважины путем использования абсорбента, в основном содержащего карбонат железа, причем в котором карбонат железа тонко измельчен и распределен в буровом растворе, который циркулирует через буровую скважину.
2. Способ по п.1, в котором карбонатом железа является сидерит.
3. Способ удаления серы из потоков жидкости, газа или смеси газа и жидкости, включающих серосодержащие соединения, путем объединения потока с кислородсодержащим газом и водяным паром перед подачей потока в слой абсорбента из карбоната железа.
4. Способ по п.3, в котором поток включает кислые газы.
5. Способ удаления серы из потоков жидкости, газа или смеси газа и жидкости, включающих серосодержащие соединения, путем пропускания потока через слой карбоната железа в атмосфере влажного воздуха.
6. Способ непрерывной регенерации абсорбента из карбоната железа, используемого для удаления серы из потоков жидкости, газа или смеси газа и жидкости, включающих серосодержащие соединения, путем воздействия на карбонат железа влажного воздуха или кислорода и водяного пара во время поглощения.
7. Способ по п.6, в котором серу удаляют в виде элементарной серы.
8. Способ по п.1, в котором абсорбентом из карбоната железа является сидерит.
9. Способ по п.3, в котором абсорбентом из карбоната железа является сидерит.
10. Способ по п.5, в котором абсорбентом из карбоната железа является сидерит.
11. Способ по п.6, в котором абсорбентом из карбоната железа является сидерит.
RU2008114508/15A 2005-09-15 2006-09-15 Удаление серы с применением абсорбента из карбоната железа RU2394632C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/228,713 US7744841B2 (en) 2005-09-15 2005-09-15 Sulfur removal using ferrous carbonate absorbent
US11/228,713 2005-09-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008114508A RU2008114508A (ru) 2009-10-20
RU2394632C2 true RU2394632C2 (ru) 2010-07-20

Family

ID=37856055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008114508/15A RU2394632C2 (ru) 2005-09-15 2006-09-15 Удаление серы с применением абсорбента из карбоната железа

Country Status (10)

Country Link
US (2) US7744841B2 (ru)
EP (2) EP1943189B1 (ru)
JP (2) JP2009508674A (ru)
CN (1) CN101263084A (ru)
BR (1) BRPI0615843B1 (ru)
CA (1) CA2615831C (ru)
ES (2) ES2651027T3 (ru)
MX (1) MX355071B (ru)
RU (1) RU2394632C2 (ru)
WO (1) WO2007035435A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647306C2 (ru) * 2013-06-19 2018-03-15 Нью Текнолоджи Венчерз, Инк. Высокоактивный катализатор с наночастицами железа для абсорбции сероводорода

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7931815B2 (en) * 2005-09-15 2011-04-26 New Technology Ventures, Inc. Method for reducing oxygen content of fluid streams containing sulfur compounds
US9062260B2 (en) * 2008-12-10 2015-06-23 Chevron U.S.A. Inc. Removing unstable sulfur compounds from crude oil
US8404031B1 (en) 2009-10-06 2013-03-26 Michael Callaway Material and method for the sorption of hydrogen sulfide
CN101829492A (zh) * 2010-05-18 2010-09-15 上海景凯环保科技有限公司 一种化学吸收剂
US10435316B2 (en) 2010-09-30 2019-10-08 Orange County Sanitation District Chemical optimization during wastewater treatment, odor control and uses thereof
US8759252B1 (en) 2010-10-06 2014-06-24 Michael D. and Anita Kaye Material and method for the sorption of hydrogen sulfide
WO2012064931A1 (en) 2010-11-10 2012-05-18 Gundersen Lutheran Health Systems, Inc. Contaminant removal from gas streams
US9605194B2 (en) 2012-05-30 2017-03-28 Halliburton Energy Services, Inc. Compositions and method for treating out hydrogen sulfide and preventing settling of precipitate in an environmentally responsible drilling and packer fluid
WO2014046769A1 (en) * 2012-09-19 2014-03-27 Exxonmobil Upstream Research Company H2s removal using scavenging material for gravel pack
CN103285714B (zh) * 2013-06-17 2015-07-22 连云港盛和生物科技有限公司 一种除去具有臭味的有机气体的方法
US9458027B2 (en) 2013-06-19 2016-10-04 New Technology Ventures, Inc. Sulfided iron (II) compound and method of manufacture
WO2015104304A1 (de) * 2014-01-10 2015-07-16 Basf Se Verfahren zur entfernung von schwefelverbindungen aus kohlenwasserstoffströmen
JP6641558B2 (ja) * 2015-09-29 2020-02-05 株式会社エコ・プロジェクト 硫化水素ガス吸着材

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1882000A (en) 1925-04-01 1932-10-11 Cross Dev Corp Process for treating oils
US1822000A (en) * 1929-03-27 1931-09-08 Rca Corp Automatic tape transmitter
US2433426A (en) 1945-06-01 1947-12-30 Floridin Company Desulfurizing adsorbent and process for preparing same
NL7307675A (ru) * 1972-06-16 1973-12-18
CA1047243A (en) 1973-06-28 1979-01-30 Irwin Fox Porous fe304 drilling mud additive
US4061716A (en) * 1974-09-27 1977-12-06 Mcgauley Patrick John Process for the production of sorbent solids for use in the desulfurization of gases
CA1087830A (en) * 1976-06-18 1980-10-21 Patrick J. Mcgauley Process for the production of sorbent solids for use in the desulfurization of gases
US4344842A (en) 1979-05-31 1982-08-17 Irwin Fox Reactive iron oxide agents for scavenging hydrogen sulfide from hydrocarbon liquids
US4366131A (en) 1979-05-31 1982-12-28 Irwin Fox Highly reactive iron oxide agents and apparatus for hydrogen sulfide scavenging
SU914611A1 (ru) 1980-04-25 1982-03-23 Vnii Krepleniyu Skvazhin Burov Способ обработки бурового раствора для нейтрализации сероводорода 1
US4476027A (en) 1980-12-31 1984-10-09 Alvin Samuels Use of magnetic separation in scavenging hydrogen sulfide
US4376032A (en) * 1981-05-29 1983-03-08 International Coal Refining Company Coal Liquefaction desulfurization process
US4705638A (en) 1984-05-03 1987-11-10 The University Of Toronto Innovations Foundation Waste water treatment
DE3826373A1 (de) 1988-08-03 1990-02-08 Bayer Ag Verfahren zur entfernung von schwefelwasserstoff mit speziellen eisenoxiden
US5378443A (en) * 1992-01-03 1995-01-03 A. Ahlstrom Corporation Method for reducing emissions when burning nitrogen containing fuels
DE69426970T2 (de) * 1993-11-27 2001-09-13 Aea Technology Plc Didcot Verfahren zur Behandlung einer Ölquelle
US5914292A (en) * 1994-03-04 1999-06-22 Phillips Petroleum Company Transport desulfurization process utilizing a sulfur sorbent that is both fluidizable and circulatable and a method of making such sulfur sorbent
GB9405269D0 (en) * 1994-03-17 1994-04-27 Ici Plc Absorbents
GB9607066D0 (en) 1996-04-03 1996-06-05 Ici Plc Purification process
US6500237B2 (en) 1997-08-12 2002-12-31 Adi International Inc. Removing hydrogen sulfide from a gaseous mixture using ferric ions bonded to calcined diatomite
US5948269A (en) 1997-08-20 1999-09-07 Stone; Michael D. Process for the removal and suppression of dissolved hydrogen sulfide and other malodorous compounds and reduction of acidity in liquid and sludge wastewater systems
US6096194A (en) 1999-12-02 2000-08-01 Zeochem Sulfur adsorbent for use with oil hydrogenation catalysts

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СМИРНОВ А.Д. Сорбционная очистка воды. - Л.: Химия, 1982, с.116. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2647306C2 (ru) * 2013-06-19 2018-03-15 Нью Текнолоджи Венчерз, Инк. Высокоактивный катализатор с наночастицами железа для абсорбции сероводорода

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008114508A (ru) 2009-10-20
BRPI0615843B1 (pt) 2017-05-09
US7943105B2 (en) 2011-05-17
BRPI0615843A2 (pt) 2012-12-18
WO2007035435A1 (en) 2007-03-29
EP2505556B1 (en) 2018-05-16
JP5844784B2 (ja) 2016-01-20
MX355071B (es) 2018-04-04
EP1943189B1 (en) 2017-10-25
CA2615831C (en) 2015-02-10
EP1943189A1 (en) 2008-07-16
EP1943189A4 (en) 2010-03-10
US7744841B2 (en) 2010-06-29
JP2009508674A (ja) 2009-03-05
US20080190852A1 (en) 2008-08-14
EP2505556A1 (en) 2012-10-03
CN101263084A (zh) 2008-09-10
CA2615831A1 (en) 2007-03-29
ES2651027T3 (es) 2018-01-23
JP2014054629A (ja) 2014-03-27
ES2673954T3 (es) 2018-06-26
US20070060475A1 (en) 2007-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2394632C2 (ru) Удаление серы с применением абсорбента из карбоната железа
RU2446880C2 (ru) Способ и реагент для удаления кислорода из потоков углеводородов
JP2013536071A (ja) 液体流及びガス流中に含まれる汚染物質、主に硫黄化合物を除去する用に設計された吸着剤組成物、設計された吸着剤組成物を得るための方法、液体流またはガス流中に含まれる不純物、主に硫化水素を初めとした硫黄化合物を除去する方法、及び吸着剤組成物の使用
Jaber et al. Removal of hydrogen sulfide in air using cellular concrete waste: Biotic and abiotic filtrations
US6664210B1 (en) Compressed metal oxide product
AU2018343985B2 (en) Process for the removal of heavy metals from liquids
EP3439766B1 (en) Process for the removal of heavy metals from fluids
JP2011255333A (ja) 金属水銀およびまたは水銀化合物の蒸気を含むガス中のガス状水銀除去剤とガス状水銀除去方法