RU2666865C2 - Способ декарбонизации углеводородного газа - Google Patents
Способ декарбонизации углеводородного газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666865C2 RU2666865C2 RU2016100753A RU2016100753A RU2666865C2 RU 2666865 C2 RU2666865 C2 RU 2666865C2 RU 2016100753 A RU2016100753 A RU 2016100753A RU 2016100753 A RU2016100753 A RU 2016100753A RU 2666865 C2 RU2666865 C2 RU 2666865C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- absorption solution
- methyl
- amino
- propanol
- Prior art date
Links
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 title claims abstract description 59
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 title claims abstract description 54
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 64
- 238000005262 decarbonization Methods 0.000 title claims description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 144
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 63
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 56
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 55
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 41
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 23
- 150000003335 secondary amines Chemical class 0.000 claims description 21
- 150000003141 primary amines Chemical class 0.000 claims description 15
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- -1 (dimethylamino-2-ethyl) -dimethylamino-3-propyl Chemical group 0.000 claims description 12
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000003512 tertiary amines Chemical class 0.000 claims description 12
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- LHIJANUOQQMGNT-UHFFFAOYSA-N aminoethylethanolamine Chemical compound NCCNCCO LHIJANUOQQMGNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 9
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- LCEDQNDDFOCWGG-UHFFFAOYSA-N morpholine-4-carbaldehyde Chemical compound O=CN1CCOCC1 LCEDQNDDFOCWGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 claims description 8
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- TWTKUWBQBMZUQN-UHFFFAOYSA-N 1-[(1-hydroxy-2-methylpropan-2-yl)amino]butan-2-ol Chemical compound CCC(O)CNC(C)(C)CO TWTKUWBQBMZUQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GIAFURWZWWWBQT-UHFFFAOYSA-N 2-(2-aminoethoxy)ethanol Chemical compound NCCOCCO GIAFURWZWWWBQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GRLBHPWORYJVEH-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxyethylamino)-2-methylpropan-1-ol Chemical group OCC(C)(C)NCCO GRLBHPWORYJVEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- OIULAVWJXFTBCQ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxypropylamino)-2-methylpropan-1-ol Chemical compound CC(O)CNC(C)(C)CO OIULAVWJXFTBCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N Piperidine Chemical compound C1CCNCC1 NQRYJNQNLNOLGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 6
- LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N diisopropanolamine Chemical compound CC(O)CNCC(C)O LVTYICIALWPMFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229940043276 diisopropanolamine Drugs 0.000 claims description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- KYWXRBNOYGGPIZ-UHFFFAOYSA-N 1-morpholin-4-ylethanone Chemical compound CC(=O)N1CCOCC1 KYWXRBNOYGGPIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- HXXJMMLIEYAFOZ-UHFFFAOYSA-N (1-methylpiperidin-2-yl)methanol Chemical compound CN1CCCCC1CO HXXJMMLIEYAFOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PVOAHINGSUIXLS-UHFFFAOYSA-N 1-Methylpiperazine Chemical compound CN1CCNCC1 PVOAHINGSUIXLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KBCPTAAJBVKTGN-UHFFFAOYSA-N 1-[1-(diethylamino)propoxy]-n,n-diethylpropan-1-amine Chemical compound CCN(CC)C(CC)OC(CC)N(CC)CC KBCPTAAJBVKTGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DAQLTHSBAULVFD-UHFFFAOYSA-N 1-[1-(dimethylamino)propoxy]-n,n-dimethylpropan-1-amine Chemical compound CCC(N(C)C)OC(CC)N(C)C DAQLTHSBAULVFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- MWTQTGOEIKHJOO-UHFFFAOYSA-N 1-[3-methoxypropyl(methyl)amino]butan-2-ol Chemical compound CCC(O)CN(C)CCCOC MWTQTGOEIKHJOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JMKLULSOUGXLNQ-UHFFFAOYSA-N 1-[3-methoxypropyl(methyl)amino]propan-2-ol Chemical compound COCCCN(C)CC(C)O JMKLULSOUGXLNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RBKGYEFADSPWKR-UHFFFAOYSA-N 1-[3-methoxypropyl(propan-2-yl)amino]butan-2-ol Chemical compound CCC(O)CN(C(C)C)CCCOC RBKGYEFADSPWKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UWONXFNBQRSONX-UHFFFAOYSA-N 1-[3-methoxypropyl(propan-2-yl)amino]propan-2-ol Chemical compound COCCCN(C(C)C)CC(C)O UWONXFNBQRSONX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GRLCJJZSUVUVPA-UHFFFAOYSA-N 1-[ethyl(3-methoxypropyl)amino]butan-2-ol Chemical compound CCC(O)CN(CC)CCCOC GRLCJJZSUVUVPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LKXYKBZBAPYPAE-UHFFFAOYSA-N 1-[ethyl(3-methoxypropyl)amino]propan-2-ol Chemical compound CC(O)CN(CC)CCCOC LKXYKBZBAPYPAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- LJDSTRZHPWMDPG-UHFFFAOYSA-N 2-(butylamino)ethanol Chemical compound CCCCNCCO LJDSTRZHPWMDPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UPLLLBNFTFRBAT-UHFFFAOYSA-N 2-[3-methoxypropyl(methyl)amino]ethanol Chemical compound COCCCN(C)CCO UPLLLBNFTFRBAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YWGIGTMIMJIXMS-UHFFFAOYSA-N 2-[3-methoxypropyl(propan-2-yl)amino]ethanol Chemical compound COCCCN(C(C)C)CCO YWGIGTMIMJIXMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RPGKWTGKGKGYPY-UHFFFAOYSA-N 2-[ethyl(3-methoxypropyl)amino]ethanol Chemical compound OCCN(CC)CCCOC RPGKWTGKGKGYPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XHJGXOOOMKCJPP-UHFFFAOYSA-N 2-[tert-butyl(2-hydroxyethyl)amino]ethanol Chemical compound OCCN(C(C)(C)C)CCO XHJGXOOOMKCJPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229940058020 2-amino-2-methyl-1-propanol Drugs 0.000 claims description 3
- BFSVOASYOCHEOV-UHFFFAOYSA-N 2-diethylaminoethanol Chemical compound CCN(CC)CCO BFSVOASYOCHEOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JOMNTHCQHJPVAZ-UHFFFAOYSA-N 2-methylpiperazine Chemical compound CC1CNCCN1 JOMNTHCQHJPVAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N N-dimethylaminoethanol Chemical compound CN(C)CCO UEEJHVSXFDXPFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- AKNUHUCEWALCOI-UHFFFAOYSA-N N-ethyldiethanolamine Chemical compound OCCN(CC)CCO AKNUHUCEWALCOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims description 3
- IMUDHTPIFIBORV-UHFFFAOYSA-N aminoethylpiperazine Chemical compound NCCN1CCNCC1 IMUDHTPIFIBORV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N aminomethyl propanol Chemical compound CC(C)(N)CO CBTVGIZVANVGBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229960002887 deanol Drugs 0.000 claims description 3
- 239000012972 dimethylethanolamine Substances 0.000 claims description 3
- NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N hexane-1,6-diamine Chemical compound NCCCCCCN NAQMVNRVTILPCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OYFWLCJAPSAGCG-UHFFFAOYSA-N n'-methylhexane-1,6-diamine Chemical compound CNCCCCCCN OYFWLCJAPSAGCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QHJABUZHRJTCAR-UHFFFAOYSA-N n'-methylpropane-1,3-diamine Chemical compound CNCCCN QHJABUZHRJTCAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GBEWIXXGYLARMX-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyl-3-(4-methylpiperazin-1-yl)propan-1-amine Chemical compound CN(C)CCCN1CCN(C)CC1 GBEWIXXGYLARMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 3
- BAUWRHPMUVYFOD-UHFFFAOYSA-N 1-methylpiperidin-4-ol Chemical compound CN1CCC(O)CC1 BAUWRHPMUVYFOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DMNIJELRGYXPHM-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[2-(dimethylamino)ethoxy]ethoxy]-n,n-dimethylethanamine Chemical compound CN(C)CCOCCOCCN(C)C DMNIJELRGYXPHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims 2
- FRPZCLDYDFUXPG-UHFFFAOYSA-N 1-[1-(diethylamino)ethoxy]-N,N-dimethylpropan-1-amine Chemical compound C(C)N(CC)C(C)OC(CC)N(C)C FRPZCLDYDFUXPG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ITGHNAXRIAXHEW-UHFFFAOYSA-N 1-[1-(diethylamino)ethoxy]-n,n-diethylpropan-1-amine Chemical compound CCN(CC)C(CC)OC(C)N(CC)CC ITGHNAXRIAXHEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- WFCSWCVEJLETKA-UHFFFAOYSA-N 2-piperazin-1-ylethanol Chemical compound OCCN1CCNCC1 WFCSWCVEJLETKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MZVQCMJNVPIDEA-UHFFFAOYSA-N [CH2]CN(CC)CC Chemical group [CH2]CN(CC)CC MZVQCMJNVPIDEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZETYUTMSJWMKNQ-UHFFFAOYSA-N n,n',n'-trimethylhexane-1,6-diamine Chemical compound CNCCCCCCN(C)C ZETYUTMSJWMKNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 abstract 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 abstract 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 49
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 17
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 17
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 16
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 12
- YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N Ethylbenzene Chemical compound CCC1=CC=CC=C1 YNQLUTRBYVCPMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 6
- NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N isobutane Chemical compound CC(C)C NNPPMTNAJDCUHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N isopentane Chemical compound CCC(C)C QWTDNUCVQCZILF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 6
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 6
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 4
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 150000001924 cycloalkanes Chemical class 0.000 description 3
- AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N dimethyl butane Natural products CCCC(C)C AFABGHUZZDYHJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Substances CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001282 iso-butane Substances 0.000 description 3
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- RAHPJJAOPVITNH-UHFFFAOYSA-N 3-[2,3-bis(diethylamino)pentan-3-yloxy]-2-N,2-N,3-N,3-N-tetraethylpentane-2,3-diamine Chemical compound CCN(CC)C(C)C(CC)(OC(CC)(C(C)N(CC)CC)N(CC)CC)N(CC)CC RAHPJJAOPVITNH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTJPLYCCSHQCLH-UHFFFAOYSA-N 3-[2,3-bis(dimethylamino)pentan-3-yloxy]-2-N,2-N,3-N,3-N-tetramethylpentane-2,3-diamine Chemical compound CN(C)C(C)C(CC)(N(C)C)OC(CC)(C(C)N(C)C)N(C)C RTJPLYCCSHQCLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- BSMLFENTSOKHSM-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(diethylamino)ethyl]-1-ethyl-2-methylpiperidin-4-ol Chemical compound C(C)N1C(CC(CC1)(O)CCN(CC)CC)C BSMLFENTSOKHSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N C[CH]O Chemical group C[CH]O GAWIXWVDTYZWAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- WQPDQJCBHQPNCZ-UHFFFAOYSA-N cyclohexa-2,4-dien-1-one Chemical compound O=C1CC=CC=C1 WQPDQJCBHQPNCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 description 1
- MDKQJOKKKZNQDG-UHFFFAOYSA-N n,n'-dimethylhexane-1,6-diamine Chemical compound CNCCCCCCNC MDKQJOKKKZNQDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1418—Recovery of products
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1456—Removing acid components
- B01D53/1475—Removing carbon dioxide
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
- B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
-
- 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
-
- 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
- C10L3/104—Carbon dioxide
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/164—Injecting CO2 or carbonated water
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
- E21B43/40—Separation associated with re-injection of separated materials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
- B01D2252/20—Organic absorbents
- B01D2252/204—Amines
- B01D2252/20478—Alkanolamines
- B01D2252/20489—Alkanolamines with two or more hydroxyl groups
-
- 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
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/06—Heat exchange, direct or indirect
-
- 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
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/12—Regeneration of a solvent, catalyst, adsorbent or any other component used to treat or prepare a fuel
-
- 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
- C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
- C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
- C10L2290/541—Absorption of impurities during preparation or upgrading of a fuel
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к газообрабатывающей промышленности. Для декарбонизации углеводородного газа путем промывки растворителем газ приводят в контакт с поглотительным раствором для получения газа, обедненного CO, и поглотительного раствора, наполненного CO. Поглотительный раствор нагревают и дросселируют для выделения газообразной фракции и получения раствора, обедненного углеводородами. Поглотительный раствор, обедненный углеводородными соединениями, подвергают термической регенерации для выделения газообразного выходящего потока, обогащенного CO, и получения регенерированного поглотительного раствора. Обеспечивается упрощение технологии и повышение эффективности очистки природного газа, сокращение потребления топочного газа. 18 з.п. ф-лы, 2 ил., 7 табл., 3 пр.
Description
Изобретение относится к области декарбонизации углеводородного газа, например природного газа, путем промывки растворителем. В частности, изобретение предлагает способ отделения во время регенерации основной части углеводородов, совместно поглощенных растворителем, от основной части кислых газов, поглощенных растворителем. Таким образом, способ позволяет контролировать содержание углеводородов вверху регенератора.
Известно применение жидких растворителей, регенерируемых термически, для извлечения кислых соединений, содержащихся в газе, в частности, в природном газе. Из наиболее часто использующихся растворителей можно назвать водные растворы аминов и некоторые физические растворители, такие, как сульфолан, метанол, N-формилморфолин, ацетилморфолин, пропиленкарбонат.
Эти способы обычно включают стадию экстракции CO2, содержащегося в обрабатываемом газе, путем приведения этого газа в контакт с регенерированным растворителем в абсорбере, работающем при давлении обрабатываемого газа, с последующей стадией термической регенерации, работающей обычно при давлении чуть выше атмосферного, обычно при давлении от 1 до 5 бар, предпочтительно от 1,5 до 3 бар. Эта термическая регенерация обычно осуществляется в колонне, оборудованной снизу ребойлером, а сверху конденсатором, позволяющим охладить кислые соединения, выделяющиеся в результате регенерации, и вернуть конденсаты вверх регенератора в качестве флегмы.
Когда давление газа, подлежащего очистке, заметно выше атмосферного давления, например, в случае природного газа, который будет обрабатываться при давлении порядка 70 бар, обогащенный кислыми газами растворитель, полученный снизу абсорбера, может содержать заметные количества растворенных углеводородов. В таком случае обычно применяют этап выделения этих растворенных углеводородов, испаряющихся в результате простого дросселирования растворителя, обогащенного кислыми газами. Это дросселирование осуществляют при давлении, промежуточном между давлением исходного газа, подлежащего очистке, и давлением на этапе термической регенерации, обычно порядка 5-15 бар. В результате разделяют растворитель с высоким содержанием CO2 и газ, содержащий наиболее легкие растворенные углеводороды, занимающие основную часть объема, которые можно использовать как газ для сжигания. Этот газ иногда промывают потоком регенерированного растворителя, полученного на термическом этапе, чтобы повторно поглотить кислые соединения, выделившиеся при дросселировании. Эта промывка газа, выделенного в результате дросселирования, проводится обычно в колонне, установленной прямо на сепараторе для разделения газа и дросселированной жидкости. Растворитель, наполненный в результате кислыми соединениями, сразу смешивают с дросселированным растворителем и проводят на стадию термической регенерации.
Чтобы уменьшить потребление тепловой энергии в этих процессах, обычно проводят этап теплообмена между обогащенным растворителем, после его дросселирования, и горячим регенерированным растворителем, полученным снизу регенерационной колонны.
Регенерация этих растворителей создает газовый выходящий поток с высоким содержанием кислых соединений. Когда исходный газ содержит значительные количества тяжелых углеводородов (например, несколько сотен объемных частей на миллион (об.ч./млн)), эти газы присутствуют в заметных количествах в кислом газе, выходящем сверху регенератора. Действительно, стадия дросселирования растворителя, обогащенного кислым газом, отбираемым снизу абсорбера, позволяя высвободить основную часть легких углеводородов (метан, этан и т.д.), растворенных в растворителе, снизу абсорбера, не позволяет удалить основную часть более тяжелых соединений. В таком случае в голове регенератора обычно получают кислый газ, который может содержать несколько сотен об.ч./млн углеводородов. Заметное содержание этих соединений в кислых газах приводит к повышению содержания VOC (от "Volatile Organic Compounds", летучие органические соединения) и может повлечь несоблюдение спецификации по VOC. В данном случае VOC состоят из следующих углеводородных соединений: линейные алканы (иногда метан исключен), циклоалканы, ароматические соединения (бензол, толуол, этилбензол и ксилолы). В таком случае необходимо предусмотреть этап дополнительной обработки кислого газа, как, например, сжигание, что может оказаться дорогостоящим с точки зрения оборудования и очень энергоемким (расход газа для сжигания).
Бывает, в частности, в случае декарбонизации, что кислый газ повторно закачивают в скважины для повышения нефтеотдачи (EOR). Для этого необходимо сжимать кислый газ, насыщенный парами воды. Это сжатие, требующее нескольких ступеней, создает конденсаты воды. Углеводороды, присутствующие в кислом газе, оказываются тогда в этих водных конденсатах, что значительно повышает расходы на соответствующую очистку конденсатов для удаления загрязняющих углеводородов (в частности, ароматических).
Для устранения этих недостатков можно адсорбировать углеводороды, присутствующие в кислом газе, на подходящем материале (например, активированный уголь). Этот способ требует применения дополнительной установки обработки, что может повлечь значительные капитальные затраты (в случае регенерируемого адсорбента) или эксплуатационные расходы (в случае нерегенерируемых адсорбентов).
Настоящее изобретение предлагает простой и недорогой, так как он требует лишь небольшого количества дополнительного оборудования, способ отделения при регенерации основной части углеводородов, совместно поглощенных растворителем, от основной части кислых газов, поглощенных растворителем. Этот способ удается осуществить, используя систему мгновенного испарения при низком давлении (LP-систему), позволяя тем самым контролировать содержание углеводородов в голове регенератора.
Таким образом, способ позволяет контролировать содержание углеводородов вверху регенератора. Это дает следующие преимущества:
- оптимизируя условия по температуре и давлению в LP-системе мгновенного испарения, можно получить кислый газ, который можно выпустить в атмосферу, не прибегая к стадии дополнительной обработки, которая обычно должна удовлетворять экологическим нормам в отношении содержания VOC, в частности, в присутствии ароматических соединений;
- таким образом, можно обойтись без печи для сжигания, предназначенной для разложения углеводородов, присутствующих в кислом газе. Разумеется, печь для сжигания необходима для очистки выходящих газов расширительного резервуара LP, но эта печь будет намного меньше, так как расход газа, предназначенного для сжигания, значительно ниже (5-15% от расхода кислого газа);
- так как расход газа на сжигание меньше, потребление топливного газа, предназначенного для сжигания, также будет значительно снижено;
- так как расход амина на регенерацию благодаря настоящему изобретению является немного более низким, выгода получается также в отношении размера регенератора и нагрузки на ребойлер;
- для применения в области декарбонизации кислый газ, полученный согласно настоящему изобретению, содержит воду и CO2 и намного меньше углеводородов. Если кислый газ должен повторно закачиваться для повышения нефтеотдачи (EOR), обычные виды обработки, необходимые для очистки конденсата (здесь: воды), выделяемого на различных ступенях сжатия, являются значительно мене интенсивными или даже становятся ненужными. Благодаря чистоте воду, ее в некоторых случаях можно сразу возвращать в блок амина для снижения расхода подпиточной воды;
- потребление энергии в процессе, чтобы отвечать экологическим нормам, существенно снижено благодаря низкому расходу топливного газа в схеме по настоящему изобретению.
Способ согласно изобретению
Изобретение в целом относится к способу декарбонизации углеводородного газа, например, природного газа, путем промывки растворителем, согласно которому осуществляют следующие этапы:
a) приводят в контакт указанный газ с поглотительным раствором, чтобы получить газ, обедненный CO2, и поглотительный раствор, наполненный CO2;
b) поглотительный раствор, наполненный CO2, нагревают и дросселируют при заданных давлении и температуре, чтобы выделить газообразную фракцию, содержащую углеводороды, и получить поглотительный раствор, обедненный углеводородами, причем указанное давление и указанную температуру выбирают так, чтобы указанная газообразная фракция содержала бы по меньшей мере 50% углеводородов, содержавшихся в указанном поглотительном растворе, наполненном CO2, и не более 35% CO2, содержавшегося в указанном поглотительном растворе, наполненном CO2;
c) поглотительный раствор, обедненный углеводородными соединениями, подвергают термической регенерации, чтобы выделить газообразный выходящий поток, обогащенный CO2, и получить регенерированный поглотительный раствор.
Согласно изобретению, давление и температура могут быть выбраны так, чтобы газообразная фракция могла содержать по меньшей мере 70% углеводородов, содержавшихся в поглотительном растворе, наполненном CO2, и менее 30% CO2, содержавшегося в поглотительном растворе, наполненном CO2.
Температура может лежать в диапазоне от температуры поглотительного раствора, наполненного CO2, полученного после этапа a), до температуры регенерированного поглотительного раствора, полученного после этапа c), а давление может быть выше атмосферного давления.
Например, температура может составлять от 50 до 140°C, а давление от 1,5 до 6 бар.
Согласно изобретению, по меньшей мере часть регенерированного поглотительного раствора, полученного на этапе c), можно вернуть на этап a) в качестве поглотительного раствора.
Согласно одному варианту осуществления, перед этапом b) поглотительный раствор, наполненный CO2, дросселируют при давлении P2, лежащего в интервале от давления, используемого на этапе b), до давления, используемого на этапе a), и при температуре, по существу равной температуре наполненного CO2 поглотительного раствора, полученного после этапа a). Давление P2 может составлять от 5 до 15 бар.
Согласно изобретению, поглотительный раствор может содержать амин или смесь аминов в водном растворе. Амин может быть выбран из группы, содержащей первичные амины, вторичные амины, стерически затрудненные вторичные амины, третичные амины и смеси третичных аминов и первичных или вторичных аминов.
Первичный амин может быть выбран, один или в смеси, из моноэтаноламина (MEA), аминоэтилэтаноламина (AEEA), дигликольамина, 2-амино-2-метил-1-пропанола и его производных, не имеющих замещения на атоме N.
Вторичный амин может быть выбран, один или в смеси, из диэтаноламина (DEA), диизопропаноламина (DIPA), пиперазина и его производных, в которых по меньшей мере один атом азота не замещен, морфолина и его производных, не имеющих замещения на атоме N, пиперидина и его производных, не имеющих замещения на атоме N, N-(2'-гидроксиэтил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксипропил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксибутил)-2-амино-2-метил-1-пропанола.
Третичный амин может выбран, один или в смеси, из метилдиэтаноламина (MDEA), триэтаноламина (TEA), этилдиэтаноламина, диэтилэтаноламина, диметилэтаноламина, 1-метил-4-(3-диметиламинопропил)-пиперазина, 1-этил-4-диэтиламиноэтила, 1-метил-4-гидроксипиперидина, 1-метил-2-гидроксиметилпиперидина, 1,2-бис-(2-диметиламиноэтокси)-этана, простых бис(диметиламино-3-пропилового) эфира, бис(диэтиламино-3-пропилового) эфира, (диметиламино-2-этил)-диметиламино-3-пропилового эфира, (диэтиламино-2-этил)-диметиламино-3-пропилового эфира, (диметиламино-2-этил)-диэтиламино-3-пропилового эфира, (диэтиламино-2-этил)-диэтиламино-3-пропилового эфира, N-метил-N-(3-метоксипропил)-2-аминоэтанола, N-метил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-пропанола, N-метил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-бутанола, N-этил-N-(3-метоксипропил)-2-аминоэтанола, N-этил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-пропанола, N-этил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-бутанола, N-изопропил-N-(3-метоксипропил)-2-аминоэтанола, N-изопропил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-пропанола, N-изопропил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-бутанола, 1-(4-морфолинo)-2-(метилизопропиламино)-этана, 1-(4-морфолинo)-2-(метилтрет-бутиламино)-этана, 1-(4-морфолинo)-2-диизопропиламино-этана, 1-(4-морфолинo)-2-(1-пиперидинил)-этана и трет-бутилдиэтаноламина.
Затрудненный вторичный амин выбран, один или в смеси, из N-(2'-гидроксиэтил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксипропил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксибутил)-2-амино-2-метил-1-пропанола.
В смесях третичных аминов и первичных или вторичных аминов первичные или вторичные амины могут быть выбраны из группы, содержащей моноэтаноламин, диэтаноламин, N-бутилэтаноламин, аминоэтилэтаноламин, дигликольамин, пиперазин, 1-метилпиперазин, 2-метилпиперазин, N-(2-гидроксиэтил)пиперазин, N-(2-аминоэтил)пиперазин, морфолин, 3-(метиламино)пропиламин, 1,6-гександиамин, и любых их производных, различным образом N-алкилированных, например, N,N'-диметил-1,6-гександиамин, N-метил-1,6-гександиамин или Ν,Ν',Ν'-триметил-1,6-гександиамин.
Поглотительный раствор может быть выбран из группы, состоящей из сульфолана, метанола, N-формилморфолина, ацетилморфолина, пропиленкарбоната, диметилового эфира полиэтиленгликоля или N-метилпирролидона, или из смеси амина с физическим растворителем и водой.
Согласно изобретению, газ может быть природным газом.
Газ может содержать по меньшей мере 50 об.ч./млн углеводородов. Он может содержать менее 100 об.ч./млн H2S.
Наконец, изобретение относится также к способу, в котором газовый выходящий поток с высоким содержанием CO2, полученный на этапе c), нагнетают в подземную среду в способе повышенного извлечения нефти.
Другие характеристики и преимущества способа согласно изобретению выявятся при изучении нижеследующего описания неограничивающих примеров осуществления, проводимого с обращением к приложенным и описываемым ниже чертежам.
Краткое описание чертежей
- Фигура 1 схематически показывает вариант осуществления способа согласно изобретению.
- Фигура 2 схематически показывает вариант осуществления способа согласно уровню техники
Подробное описание способа
Изобретение предлагает простой и недорогой, так как он требует лишь небольшого количества дополнительного оборудования, способ отделения основной части углеводородов, совместно поглощенных растворителем, от основной части кислых газов, поглощенных растворителем, чтобы, таким образом, контролировать содержание углеводородов вверху регенератора.
Изобретение относится в целом к способу декарбонизации углеводородного газа, например, природного газа, путем промывки растворителем, согласно которому осуществляют следующие этапы:
a) приводят в контакт указанный газ с поглотительным раствором, чтобы получить газ, обедненный CO2, и поглотительный раствор, наполненный CO2;
b) поглотительный раствор, наполненный CO2, нагревают и дросселируют при заданных давлении и температуре, чтобы выделить газообразную фракцию, содержащую углеводороды, и получить поглотительный раствор, обедненный углеводородами, причем указанное давление и указанную температуру выбирают так, чтобы указанная газообразная фракция содержала по меньшей мере 50% углеводородов, содержавшихся в указанном поглотительном растворе, наполненном CO2, и не более 35% CO2, содержавшегося в указанном поглотительном растворе, наполненном CO2, причем углеводороды удаляют из концентрированной фазы с помощью специально предусмотренного этапа сжигания;
c) поглотительный раствор, обедненный углеводородными соединениями, подвергают термической регенерации, чтобы выделить газообразный выходящий поток, обогащенный CO2, и получить регенерированный поглотительный раствор.
Термическая регенерация может быть дистилляцией или же включать увлечение кислых соединений паром, эта операция обычно называется отпаркой.
Согласно одному варианту осуществления, по меньшей мере часть регенерированного поглотительного раствора, полученного на этапе c), возвращают на этап a) в качестве поглотительного раствора.
На этапе b) поглотительный раствор нагревают, предпочтительно путем теплообмена с технологической жидкостью в теплообменнике, но можно использовать любой другой способ нагрева, позволяющий получить надлежащую температуру. Нагретый таким способом поглотительный раствор дросселируют при давлении и температуре, определенным так, чтобы высвободить газообразную фракцию, содержащую в основном углеводороды, и получить поглотительный раствор, обедненный углеводородами. Условия по давлению и температуре оптимизируют так, чтобы газообразная фракция содержала по меньшей мере 50% углеводородов, содержавшихся в поглотительном растворе, наполненном кислыми газами, и не более 35% кислых газов, содержавшихся в наполненном поглотительном растворе.
Согласно фигуре 2, подлежащий очистке газ подают по линии 1 снизу абсорбера 2. Вверху абсорбера 2 отбирают газ, из которого удалены кислые газы, поглощенные растворителем, нагнетаемым в абсорбер сверху по линии 26, а также совместно абсорбированные фракции, в частности, углеводороды. Этот абсорбер обычно работает при температурах, близких или чуть выше температуры окружающей среды, обычно от 20°C до 100°C, предпочтительно от 30°C до 90°C, и при давлениях, лежащих обычно в интервале от 10 до 200 бар, предпочтительно от 20 до 100 бар.
Газ, поступающий по линии 1, может быть природным газом, находящимся под давлением от 10 до 200 бар и температуре от 20°C до 100°C. Этот газ содержит CO2, возможно другие кислые соединения, такие, как H2S, COS, меркаптаны и углеводороды.
Растворитель, обогащенный кислыми газами, отбираемый снизу абсорбера по линии 4, дросселируют в дросселирующем устройстве 5 и подают в первый расширительный резервуар 6. Этот первый этап дросселирования является необязательным для осуществления способа согласно изобретению, но он позволяет получить по линии 7 газ, содержащий основную часть легких углеводородов, совместно поглощенных растворителем. Этот газ факультативно можно промыть частью регенерированного растворителя, и полученный в результате газ можно использовать как топливный газ. Правда, такая факультативная промывка здесь не показана. Расширительный резервуар 6 работает при давлении P2 ниже давления в абсорбере 2 и выше давления в расширительном резервуаре 30. Это давление обычно задается условиями применения топливного газа, обычно оно составляет порядка 5-15 бар. Расширительный резервуар работает при температуре, по существу равной температуре растворителя, отбираемого снизу абсорбера 2.
Растворитель, обогащенный кислыми газами, полученный после дросселирования, проводят по линии 8 на средство предварительного нагрева. На фигуре 2 показан теплообменник 27 с горячей средой, но можно использовать любое другое подходящее средство предварительного нагрева путем теплообмена с доступными потоками, если только это позволяет довести температуру растворителя, обогащенного кислым газом, до уровня, необходимого, чтобы осуществить частичное испарение соединений, поглощенных растворителем.
Предварительно нагретый растворитель, обогащенный кислыми газами, подают, после возможного дросселирования в устройстве дросселирования 28, по линии 29 в резервуар 30, где осуществляется разделение испарившихся газов и растворителя, обогащенного кислыми газами. Этот резервуар 30 работает в таких условиях по температуре и давлению, чтобы испарить меньшую часть кислых газов, поглощенных растворителем, обычно меньше 35%, предпочтительно меньше 30%, и получить преобладающую фракцию углеводородов, поглощенных растворителем, более 50%, предпочтительно более 70%. Давление в резервуаре 30 ниже, чем в резервуаре 6, но выше атмосферного давления, предпочтительно оно составляет от 1,5 до 6 бар. Температура в резервуаре 30 лежит в интервале от температуры наполненного кислыми газами растворителя, полученного снизу абсорбера 2, до температуры регенерированного растворителя, полученного снизу регенератора 12. Эта температура может составлять от 50°C до 140°C.
Растворитель, полученный снизу резервуара 30, проводят по линии 32 через насос 33 и по линии 34 к средству предварительного нагрева. На фигуре 2 показан теплообменник 9 с регенерированным растворителем, полученным снизу регенерационной колонны 12, но можно использовать любое другое подходящее средство предварительного нагрева. Подогретый таким способом растворитель, обогащенный кислыми газами, подают по линии 11, после возможного дросселирования в устройстве дросселирования 10, в голову регенератора 12. В регенераторе кислые соединения, поглощенные растворителем, в частности, CO2, испаряются в результате эффекта, часто называемого отпаркой, посредством пара, образованного в ребойлере 21 внизу регенератора. Эти газы отбирают по линии 13 сверху регенератора, охлаждают в теплообменнике 14, и воду, а также растворитель, содержащиеся в газе вверху регенератора, которые в основном являются сконденсированными, отделяют во флегмовом сосуде 15 и возвращают по линии 20 в голову регенератора как флегму. Рабочие условия по температуре и давлению в регенераторе зависят от типа используемого растворителя. Обычно регенератор 12 работает при давлении, лежащем в интервале от атмосферного давления до 10 бар, предпочтительно от 1,05 до 3 бар. Температура внизу регенератора обычно составляет от 100°C до 200°C, предпочтительно от 110°C до 150°C.
Снизу регенератора 12 по линии 22 отбирают поток горячего регенерированного растворителя, который после теплообмена в теплообменнике 9 с обогащенным кислыми газами растворителем возвращают по линии 23, через насос 24 и линию 26 в голову абсорбера 2.
Газы, выделившиеся при парциальном испарении в сосуде 30, проводят по линии 31 в специализированную печь для сжигания. Кислые газы, отделенные в сосуде 15, подают в линию 16, откуда они могут выпускаться в атмосферу, или направить на компрессорную линию, чтобы использовать в процессе повышения нефтеотдачи (EOR, вторичный метод добычи нефти).
Поглотительный раствор
Поглотительный раствор содержит амин или смесь аминов в водном растворе. Амины могут быть выбраны из группы, содержащей первичные амины, вторичные амины, стерически затрудненные вторичные амины, третичные амины и смеси третичных аминов и первичных или вторичных аминов.
Что касается первичных аминов, они могут быть выбраны, по одному или в смеси, из моноэтаноламина (MEA), аминоэтилэтаноламина (AEEA), дигликольамина, 2-амино-2-метил-1-пропанола и его Производных, не имеющих замещения на атоме N.
Вторичные амины могут быть выбраны, по одному или в смеси, из диэтаноламина (DEA), диизопропаноламина (DIPA), пиперазина и его производных, в которых по меньшей мере один атом азота не замещен, морфолина и его производных, не имеющих замещения на атоме N, пиперидина и его производных, не имеющих замещения на атоме N, N-(2'-гидроксиэтил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксипропил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксибутил)-2-амино-2-метил-1-пропанола.
Третичные амины могут быть выбраны, по одному или в смеси, из метилдиэтаноламина (MDEA), триэтаноламина (TEA), этилдиэтаноламина, диэтилэтаноламина, диметилэтаноламина, 1-метил-4-(3-диметиламинопропил)пиперазина, 1-этил-4-(диэтиламиноэтила), 1-метил-4-гидроксипиперидина, 1-метил-2-гидроксиметилпиперидина, 1,2-бис-(2-диметиламинэтокси)-этана, простых бис(диметиламино-3-пропилового) эфира, бис(диэтиламино-3-пропилового) эфира, (диметиламино-2-этил)-диметиламино-3-пропилового эфира, (диэтиламино-2-этил)-диметиламино-3-пропилового эфира, (диметиламино-2-этил)-диэтиламино-3-пропилового эфира, (диэтиламино-2-этил)-диэтиламино-3-пропилового эфира, N-метил-N-(3-метоксипропил)-2-аминоэтанола, N-метил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-пропанола, N-метил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-бутанола, N-этил-N-(3-метоксипропил)-2-аминоэтанола, N-этил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-пропанола, N-этил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-бутанола, N-изопропил-N-(3-метоксипропил)-2-аминоэтанола, N-изопропил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-пропанола, N-изопропил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-бутанола, 1-(4-морфолинo)-2-(метилизопропиламино)-этана, 1-(4-морфолинo)-2-(метилтрет-бутиламино)-этана, 1-(4-морфолинo)-2-(диизопропиламино)-этана, 1-(4-морфолинo)-2-(1-пиперидинил)этана и трет-бутилдиэтаноламина.
Стерически затрудненные вторичные амины могут быть выбраны, по одному или в смеси, из N-(2'-гидроксиэтил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксипропил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксибутил)-2-амино-2-метил-1-пропанола.
В смесях третичных аминов и первичных или вторичных аминов первичные или вторичные амины (активаторы) могут быть выбраны из группы, содержащей моноэтаноламин, диэтаноламин, N-бутилэтаноламин, аминоэтилэтаноламин, дигликольамин, пиперазин, 1-метилпиперазин, 2-метилпиперазин, N-(2-гидроксиэтил)пиперазин, N-(2-аминоэтил)пиперазин, морфолин, 3-(метиламино)пропиламин, 1,6-гександиамин и все их производные, различным образом N-алкилированные, такие, например, как Ν,Ν'-диметил-1,6-гександиамин, N-метил-1,6-гександиамин или Ν,Ν',Ν'-триметил-1,6-гександиамин.
Наконец, поглотительный раствор может быть выбран из группы, состоящей из сульфолана, метанола, N-формилморфолина, ацетилморфолина, пропиленкарбоната, диметилового эфира полиэтиленгликоля или N-метилпирролидона или из смеси амина с физическим растворителем и водой.
Примеры
Нижеследующие примеры иллюстрируют принцип действия и преимущества предлагаемого изобретением способа. Первый пример дан для сравнения и иллюстрирует способ согласно уровню техники. Второй пример иллюстрирует действие способа согласно воплощению изобретения. Наконец, третий пример позволяет проиллюстрировать эффективность настоящего изобретения для очистки газов с повышенными содержаниями ароматических соединений (BTX = бензол, толуол, ксилолы).
Целью примеров 1 и 2 является очистка 8,3 млн Нм3/сут природного газа, состав которого приведен в таблице 1. Стандартными условиями являются 15°C и 1 атм. Ниже в данном документе обозначение HC относится к совокупности углеводородных фракций, начиная с метана (C1) и включая также ароматические соединения. Для указанных примеров представлено два варианта исследований:
- вариант "макс.CO2", соответствующий максимальному содержанию CO2 в подлежащем обработке газе,
- вариант "макс.HC", соответствующий газу, обедненному CO2, но имеющему высокое содержание тяжелых HC.
Таблица 1 Состав исходного газа на очистку |
||
Очищенный газ | Вариант "макс.CO2, моль%/сек | Вариант "макс.HC", моль%/сек |
CO2 | 5,0484 | 2,3932 |
H2S | 0,0005 | 0,0005 |
N2 | 0,3405 | 0,4935 |
C1 | 93,1154 | 92,6 |
C2 | 1,2419 | 3,3586 |
C3 | 0,2107 | 0,6955 |
C4 | 0,0335 | 0,2164 |
C5 | 0,0058 | 0,0879 |
неароматические C6+ | 0,0027 | 0,1496 |
бензол | 0,0003 | 0,0019 |
толуол | 0,0001 | 0,0011 |
ксилолы | 0,0002 | 0,0018 |
Обозначение C6+ означает все алифатические фракции C6-C12.
Газ входит в абсорбер при температуре 52°C и давлении 68,5 бар, где он приводится в контакт с водным раствором MDEA (397 г/л), активированным HEP (80 г/л). Растворитель поступает в абсорбционную колонну при температуре 60°C с расходом 290 Нм3/ч для случая "макс.CO2" и 145 Нм3/ч для случая "макс.HC". Абсорбционная колонна оборудована структурированной насадкой. Высота абсорбционной зоны была оптимизирована так, чтобы соблюдались спецификации на очищенный газ.
Требуемые спецификации следующие:
- 2 моль% CO2 (1,8% расч.) в очищенном газе;
- 1,45 об.ч./млн H2S в очищенном газе;
- 150 мг/Нм3 VOC в кислом газе.
Природный газ после очистки выходит при расходе 8 млн Нм3/сут, имея состав, указанный в таблице 2.
Таблица 2 Состав очищенного газа |
||
Очищенный газ | Вариант "макс.CO2", моль%/сек | Вариант "макс.HC", моль%/сек |
CO2 | 1,8092 | 0,6367 |
H2S | 0 | 0 |
N2 | 0,3525 | 0,5026 |
C1 | 96,2925 | 94,2672 |
C2 | 1,284 | 3,4188 |
C3 | 0,2179 | 0,708 |
C4 | 0,0347 | 0,2202 |
C5 | 0,0059 | 0,0896 |
неароматические C6+ | 0,0027 | 0,1521 |
бензол | 0,0003 | 0,0019 |
толуол | 0,0001 | 0,0011 |
ксилолы | 0,0002 | 0,0018 |
1.1. Пример 1: Способ согласно уровню техники
В этом примере применяется схема, показанная на фигуре 2. Она не включает устройства контроля содержания HC в кислом газе.
Состав кислого газа, полученный вверху регенератора при применении этого способа, приведен в таблице 3.
Таблица 3 Состав кислого газа, полученного при способе согласно уровню техники |
||
Очищенный газ | Вариант "макс.CO2", моль%/сек | Вариант "макс.HC", моль%/сек |
CO2 | 99,66 | 99,66 |
об.ч./млн∙сек-1 | об.ч./млн∙сек-1 | |
H2S | 151 | 282 |
N2 | 3,5 | 4,6 |
C1 | 2793 | 2784 |
C2 | 51 | 138 |
C3 | 6 | 21 |
C4 | 3,5 | 6 |
C5 | 1 | 1 |
неароматические C6+ | 4 | 63 |
циклоалканы | 0 | 3 |
бензол | 3,5 | 4 |
толуол | 1 | 17 |
этилбензол | 1 | 25 |
ксилолы | 2 | 19 |
Содержания VOC в кислом газе следующие:
- вариант "макс.CO2": 1600 мг/Нм3
- вариант "макс.HC": 3100 мг/Нм3
Так как в обоих вариантах спецификации на VOC в кислом газе не удовлетворяются, необходимо использовать специальную печь для сжигания кислого газа. В этом случае размеры печи для сжигания, имеющей вертикальную конструкцию с естественной тягой, следующие: диаметр камеры сгорания: 3500 мм, высота камеры сгорания: 12000 мм, высота вытяжной трубы: 45 метров.
Потребление топливного газа, предназначенного для сжигания кислого газа, согласно оценкам составляют 726 кг/ч.
1.2. Пример 2: Способ согласно изобретению
Изобретение состоит в применении колонны низкого давления, которая после небольшого предварительного нагрева, позволяет снять дросселировать обогащенный амин, чтобы испарить HC (например, VOC), растворенные в растворителе, при одновременном контроле потерь CO2 и размера установленного ниже регенератора. Полученный таким способом отпарный газ сжигают в специальной печи для сжигания. В данном примере колонна мгновенного испарения низкого давления (LP-колонна) работает в следующих условиях:
- температура 75°C при давлении 1,5 бар для варианта "макс.CO2"
- температура 77°C при давлении 1,5 бар для варианта "макс.HC".
Используется следующее дополнительное оборудование, показанное на фигуре 1:
- теплообменник 9 для предварительного нагрева обогащенного амина (нагрузка 4,5 МВт).
- LP-колонна 12 мгновенного испарения (диаметр 3 м, высота 10,8 8, в том числе 1 насадочный слой толщиной 2 м).
- циркуляционный насос 15 (гидравлическая мощность = 52 кВт).
- печь для сжигания отпарного газа низкого давления (вертикальная с естественной тягой, диаметр камеры: 1500 мм, высота камеры сгорания: 3000 мм, вытяжная труба 35 м).
Удалось обойтись без испарительной емкости 30 среднего давления (MP).
Состав кислого газа, полученный вверху регенератора при применении этого способа, приведен в таблице 4.
Таблица 4 Состав кислого газа, полученного при способе по настоящему изобретению |
||
Очищенный газ | Вариант "макс.CO2", моль%/сек | Вариант "макс.HC", моль%/сек |
CO2 | 99,9809 | 99,9677 |
об.ч./млн∙сек-1 | об.ч./млн∙сек-1 | |
H2S | 155 | 298 |
N2 | 0 | 0 |
C1 | 32 | 12 |
C2 | 1 | 1 |
C3 | 0 | 0 |
C4 | 0 | 0 |
C5 | 0 | 0 |
неароматические C6+ | 1 | 1 |
циклоалканы | 0 | 0 |
бензол | 1 | 6 |
толуол | 1 | 3 |
этилбензол | 1 | 4 |
ксилолы | 0 | 2 |
Содержания VOC в кислом газе следующие:
- вариант "макс.CO2": 30 мг/Нм3
- вариант "макс.HC": 60 мг/Нм3
Так как в обоих случаях спецификации на содержание VOC в кислом газе соблюдаются, не требуется использовать специальную печь для сжигания кислого газа.
В случае сжатия и охлаждения кислого газа, находящегося под давлением, вода, сконденсированная на этом этапе, заметно менее загрязнена жидкими углеводородами, чем при применении способа согласно уровню техники. Таким образом, можно вернуть эту воду в цикл без обработки для очистки от жидких HC.
Для данного случая потребление топливного газа, предназначенного для сжигания отпарного газа низкого далвения, составляет по оценкам 15 кг/ч.
1.3. Пример 3: Случай наза с высоким содержанием ароматических соединений
В этом примере сравниваются содержания VOC в кислом газе, полученном в результате очистки исходного газа с высоким содержанием BTX, при применении
- способа согласно прежнему уровню, показанного на фигуре 2,
- способа согласно настоящему изобретению, описанному в связи с фигурой 1.
В данном примере сравниваются только содержания VOC в кислом газе, а также потребление топливного газа, предназначенного для сжигания.
Для способа согласно изобретению LP-колонна мгновенного испарения работает при 87°C и давлении 1,5 бар.
Требуется обработать 76 т/ч исходного газа, содержащего 3% CO2, 14 ч./млн H2S и 318 об.ч./млн BTX. Состав этого газа приведен в таблице 5.
Таблица 5 Состав загружаемого газа |
|
Наименование потока | Загружаемый газ |
Давление (бар) | 64,1 |
Температура (°C) | 36,82 |
Состав (моль%) | |
диоксид углерода | 3,0409 |
сероводород | 0,0014 |
H2O | |
N2 | 0,8052 |
H2 | 0,018 |
метан | 90,8092 |
этан | 4,1082 |
пропан | 0,7592 |
изобутан | 0,127 |
N-бутан | 0,129 |
изопентан | 0,058 |
N-пентан | 0,026 |
N-гексан | 0,0578 |
N-гептан | 0,024 |
N-октан | 0,0029 |
N-нонан | 0,0011 |
бензол | 0,03 |
толуол | 0,0013 |
этилбензол | 0,0005 |
Итого HC, кроме BTX | 96,1024 |
Итого BTX | 0,0318 |
Итого HC | 96,1342 |
Этот газ входит в абсорбер при температуре 35,7°C и давлении 64,1 бар, где он приводится в контакт с водным раствором MDEA (397 г/л), активированным HEP (80 г/л). Растворитель поступает в абсорбционную колонну при температуре 44,5°C с расходом 78 нМ3/ч. Абсорбционная колонна оборудована секцией тарелок и секцией структурированной насадки. Высота и внутреннее устройство абсорбционной зоны были оптимизированы так, чтобы удовлетворялись спецификации на очищенный газ (50 об.ч./млн CO2 и 3 об.ч./млн H2S). Состав очищенного газа приведен ниже в таблице 6.
Таблица 6 Состав очищенного газа |
|
Наименование потока | Очищенный газ |
Давление (бар) | 63,2 |
Температура (°C) | 37,93 |
Состав (моль%) | |
диоксид углерода | 0,0014 |
сероводород | |
H2O | 0,1396 |
N2 | 0,8297 |
H2 | 0,0186 |
метан | 93,5285 |
этан | 4,2307 |
пропан | 0,782 |
изобутан | 0,1309 |
N-бутан | 0,1329 |
изопентан | 0,0598 |
N-пентан | 0,0268 |
N-гексан | 0,0595 |
N-гептан | 0,0247 |
N-октан | 0,003 |
N-нонан | 0,0011 |
бензол | 0,0292 |
толуол | 0,0013 |
этилбензол | 0,0005 |
Итого HC, кроме BTX | 98,9799 |
Итого BTX | 0,031 |
Итого HC | 99,0109 |
Амин, наполненный кислыми газами, отбираемый снизу абсорбера, затем дросселируют при температуре 60°C в расширительном резервуаре, называемом MP (Medium Pressure, среднее давление) при давлении 7,3 бар, чтобы испарить часть легких HC и образовать топливный газ. Согласно уровню техники, обогащенный амин после дросселирования предварительно нагревают регенерированным амином перед его проведением на регенератор, чтобы получить растворитель, обедненный кислым газом, и получить вверху газ, называемый кислым газом, содержащим в основном CO2, H2S и часть углеводородов. Согласно изобретению, дросселированный обогащенный амин предварительно нагревают, а затем снова дросселируют (LP-испаритель) при низком давлении (здесь 1,5 бар), прежде чем провести его через теплообменник амин/амин и регенерировать. Этот дополнительный этап позволяет испарить дополнительную фракцию более тяжелого углеводорода, в том числе, в частности, ароматические соединения. Составы кислых газов и отпарного газа низкого давления приведены ниже в таблице 7. Эта таблица показывает также изменение расходов и содержаний VOC в этих газах в зависимости от типа применяемого способа. Эти величины позволяют определить, нужно ли сжигать кислый газ и если нужно, то каким будет соответствующее потребление топливного газа.
Таблица 7 Состав кислого газа и сжигаемого газа в зависимости от рассматриваемого способа |
|||
Способ | Уровень техники | Согласно изобретению | |
Наименование потока | Кислый газ на сжигание | отпарной LP-газ на сжигание | кислый газ в атмосферу |
Давление (бар) | 1,2 | 1,2 | 1,2 |
Температура (°C) | 36,66 | 87,11 | 36,66 |
Состав (моль%) | |||
диоксид углерода | 95,5907 | 62,642 | 95,8987 |
сероводород | 0,044 | 0,0281 | 0,0445 |
H2O | 4,051 | 36,5875 | 4,051 |
N2 | 0,0007 | 0,0016 | |
H2 | |||
метан | 0,245 | 0,5855 | 0,0005 |
этан | 0,0152 | 0,0363 | |
пропан | 0,002 | 0,0048 | |
изобутан | 0,0003 | 0,0007 | |
N-бутан | 0,0003 | 0,0008 | |
изопентан | 0,0001 | 0,0002 | |
N-пентан | 0,0001 | ||
N-гексан | 0,0003 | 0,0008 | |
N-гептан | 0,0003 | 0,0007 | |
N-октан | 0,0001 | 0,0002 | |
N-нонан | 0,0001 | 0,0002 | |
бензол | 0,0474 | 0,105 | 0,0049 |
толуол | 0,0019 | 0,0042 | 0,0002 |
этилбензол | 0,0007 | 0,0015 | 0,0001 |
Итого HC, кроме BTX | 0,2637 | 0,6303 | 0,0005 |
Итого BTX | 0,05 | 0,1107 | 0,0052 |
Итого HC | 0,3137 | 0,741 | 0,0057 |
Объемный расход (Нм3/ч) | 3165 | 1252 | 2167 |
Содержание VOC (мг/Нм3) | 3627,3 | 8846,7 | 187 |
Содержание BTX (мг/Нм3) | 1675,3 | 3923,8 | 183,1 |
Для способа согласно настоящему изобретению не требуется сжигать кислый газ благодаря более низкому (на 95%) содержанию VOC и, в частности, более низкому (на 89%) содержанию ароматических соединений.
Однако в обоих случаях необходимо предусмотреть печь для сжигания:
- кислого газа в случае способа согласно уровню техники,
- отпарного LP-газа в случае настоящего изобретения.
Однако в случае способа согласно уровню техники эта печь для сжигания будет иметь большие размеры и, следовательно, будет более дорогостоящей, так как расход газа на сжигание больше (более чем на 59%). Расходы на печь для сжигания не оценивались, но оценивалось потребление топливного газа, чтобы проиллюстрировать выгоду, получаемую от применения настоящего изобретения. Согласно прежнему уровню, при сжигании кислого газа расходуется около 186 кг/ч топливного газа против 28 кг/ч при сжигании отпарного LP-газа в случае настоящего изобретения, то есть выигрыш составляет 85%.
Установлено, что вода, которую можно извлечь из кислого газа, если ее сконденсировать после этапа сжатия кислого газа, будет содержать значительно меньше углеводородов.
Применение
Согласно изобретению, газ может быть природным газом, газом, содержащим по меньшей мере 50 об.ч./млн углеводородов, и/или газом, содержащим менее 100 об.ч./млн H2S.
Содержащую углеводороды газообразную фракцию, полученную на этапе b), можно направить в другую обрабатывающую установку, а не в печь для сжигания, например, в сеть топливных газов.
Изобретение относится также к способу повышенного извлечения нефти (EOR) при поддержании давления, в котором в подземную среду нагнетают газовый поток с высоким содержанием CO2, полученный на этапе c). Это нагнетание можно производить в скважину, чтобы облегчить стадию добычи углеводородов.
Claims (23)
1. Способ декарбонизации углеводородного газа, например природного газа, путем промывки растворителем, согласно которому осуществляют следующие этапы:
a) приводят в контакт указанный газ с поглотительным раствором с получением газа, обедненного CO2, и поглотительного раствора, наполненного CO2;
b’) поглотительный раствор, наполненный CO2, дросселируют для получения газа, содержащего основную часть легких углеводородов, совместно поглощенных растворителем;
b) поглотительный раствор, наполненный CO2, после дросселирования с этапа b’) нагревают и дросселируют при заданных давлении и температуре для отделения газообразной фракции, содержащей углеводороды, и получения поглотительного раствора, обедненного углеводородами, причем указанное давление и указанную температуру выбирают таким образом, чтобы указанная газообразная фракция содержала по меньшей мере 50% углеводородов, содержавшихся в указанном поглотительном растворе, наполненном CO2, и не более 35% CO2, содержавшегося в указанном поглотительном растворе, наполненном CO2;
c) поглотительный раствор, обедненный углеводородными соединениями, подвергают термической регенерации посредством отпарки или дистилляции с отделением газообразного выходящего потока, обогащенного CO2, и получения регенерированного поглотительного раствора.
2. Способ по п. 1, где указанное давление и указанную температуру выбирают таким образом, чтобы указанная газообразная фракция содержала бы по меньшей мере 70% углеводородов, содержавшихся в указанном поглотительном растворе, наполненном CO2, и менее 30% CO2, содержавшегося в указанном поглотительном растворе, наполненном CO2.
3. Способ по одному из предыдущих пунктов, где указанная температура лежит в диапазоне от температуры указанного поглотительного раствора, наполненного CO2, полученного после этапа a), до температуры указанного регенерированного поглотительного раствора, полученного после этапа c), а указанное давление выше атмосферного давления.
4. Способ по п. 3, где указанная температура составляет от 50 до 140°C, а указанное давление составляет от 1,5 до 6 бар.
5. Способ по одному из предыдущих пунктов, где по меньшей мере часть регенерированного поглотительного раствора, полученного на этапе c), возвращают на этап a) в качестве поглотительного раствора.
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, причем, когда проводят этап b’), поглотительный раствор, наполненный CO2, дросселируют при давлении P2, лежащем в интервале от указанного давления, используемого на этапе b), до давления, используемого на этапе a), и при температуре, по существу равной температуре указанного поглотительного раствора, наполненного CO2, полученного после этапа a).
7. Способ по п. 6, где указанное давление P2 составляет от 5 до 15 бар.
8. Способ по одному из предыдущих пунктов, где поглотительный раствор содержит один амин или смесь аминов в водном растворе.
9. Способ по п. 8, где амин выбран из группы, содержащей первичные амины, вторичные амины, стерически затрудненные вторичные амины, третичные амины и смеси третичных аминов и первичных или вторичных аминов.
10. Способ по п. 9, где первичный амин выбран, один или в смеси, из моноэтаноламина (MEA), аминоэтилэтаноламина (AEEA), дигликольамина, 2-амино-2-метил-1-пропанола и его производных, не содержащих заместителя у атома N.
11. Способ по одному из пп. 9 и 10, где вторичный амин выбран, один или в смеси, из диэтаноламина (DEA), диизопропаноламина (DIPA), пиперазина и его производных, в которых по меньшей мере один атом азота не замещен, морфолина и его производных, не имеющих заместителя у атома N, пиперидина и его производных, не имеющих заместителя у атома N, N-(2'-гидроксиэтил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксипропил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксибутил)-2-амино-2-метил-1-пропанола.
12. Способ по одному из пп. 9-11, причем третичный амин выбран, один или в смеси, из метилдиэтаноламина (MDEA), триэтаноламина (TEA), этилдиэтаноламина, диэтилэтаноламина, диметилэтаноламина, 1-метил-4-(3-диметиламинопропил)-пиперазина, 1-этил-4-(диэтиламиноэтила), 1-метил-4-гидроксипиперидина, 1-метил-2-гидроксиметилпиперидина, 1,2-бис-(2-диметиламиноэтокси)-этана, простых бис(диметиламино-3-пропилового) эфира, бис(диэтиламино-3-пропилового) эфира, (диметиламино-2-этил)-диметиламино-3-пропилового) эфира, (диэтиламино-2-этил)-(диметиламино-3-пропилового) эфира, (диметиламино-2-этил)-диэтиламино-3-пропилового) эфира, (диэтиламино-2-этил)-(диэтиламино-3-пропилового) эфира, N-метил-N-(3-метоксипропил)-2-аминоэтанола, N-метил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-пропанола, N-метил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-бутанола, N-этил-N-(3-метоксипропил)-2-аминоэтанола, N-этил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-пропанола, N-этил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-бутанола, N-изопропил-N-(3-метоксипропил)-2-аминоэтанола, N-изопропил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-пропанола, N-изопропил-N-(3-метоксипропил)-1-амино-2-бутанола, 1-(4-морфолинo)-2-(метил-изо-пропиламино)-этана, 1-(4-морфолинo)-2-(метил-трет-бутиламино)-этана, 1-(4-морфолинo)-2-(диизопропиламино)-этана, 1-(4-морфолинo)-2-(1-пиперидинил)-этана и трет-бутилдиэтаноламина.
13. Способ по одному из пп. 9-12, причем затрудненный вторичный амин выбран, один или в смеси, из N-(2'-гидроксиэтил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксипропил)-2-амино-2-метил-1-пропанола, N-(2'-гидроксибутил)-2-амино-2-метил-1-пропанола.
14. Способ по одному из пп. 9-13, где в смесях третичных аминов и первичных или вторичных аминов первичные или вторичные амины выбраны из группы, содержащей моноэтаноламин, диэтаноламин, N-бутилэтаноламин, аминоэтилэтаноламин, дигликольамин, пиперазин, 1-метилпиперазин, 2-метилпиперазин, N-(2-гидроксиэтил)пиперазин, N-(2-аминоэтил)пиперазин, морфолин, 3-(метиламино)пропиламин, 1,6-гександиамин и всех их различным образом N-алкилированных производных, таких, например, как Ν,Ν'-диметил-1,6-гександиамин, N-метил-1,6-гександиамин или N,N',N'-триметил-1,6-гександиамин.
15. Способ по одному из пп. 1-14, где поглотительный раствор выбран из группы, состоящей из сульфолана, метанола, N-формилморфолина, ацетилморфолина, пропиленкарбоната, диметилового эфира полиэтиленгликоля или N-метилпирролидона или из смеси амина с физическим растворителем и водой.
16. Способ по одному из предыдущих пунктов, где газ является природным газом.
17. Способ по одному из предыдущих пунктов, где газ содержит по меньшей мере 50 об.ч./млн углеводородов.
18. Способ по одному из предыдущих пунктов, причем газ содержит менее 100 об.ч./млн H2S.
19. Способ по одному из предыдущих пунктов, где указанный газовый выходящий поток с высоким содержанием CO2, полученный на этапе c), нагнетают в подземную среду в способе повышенного извлечения нефти (EOR).
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1355593A FR3006912B1 (fr) | 2013-06-14 | 2013-06-14 | Procede de decarbonatation d'un gaz hydrocarbone |
FR1355593 | 2013-06-14 | ||
PCT/FR2014/051153 WO2014199036A2 (fr) | 2013-06-14 | 2014-05-19 | Procédé de décarbonatation d'un gaz hydrocarboné |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016100753A RU2016100753A (ru) | 2017-07-19 |
RU2016100753A3 RU2016100753A3 (ru) | 2018-03-30 |
RU2666865C2 true RU2666865C2 (ru) | 2018-09-12 |
Family
ID=48980144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016100753A RU2666865C2 (ru) | 2013-06-14 | 2014-05-19 | Способ декарбонизации углеводородного газа |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10213729B2 (ru) |
EP (1) | EP3007803B1 (ru) |
JP (1) | JP6445541B2 (ru) |
CN (1) | CN105307752B (ru) |
AU (1) | AU2014279984B2 (ru) |
BR (1) | BR112015030558B1 (ru) |
CA (1) | CA2914340C (ru) |
FR (1) | FR3006912B1 (ru) |
MY (1) | MY174075A (ru) |
RU (1) | RU2666865C2 (ru) |
WO (1) | WO2014199036A2 (ru) |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR3045401B1 (fr) * | 2015-12-17 | 2018-02-02 | IFP Energies Nouvelles | Solution absorbante a base de derives hydroxyles de la 1,6-hexanediamine et procede d'elimination de composes acides d'un effluent gazeux |
RU2739735C9 (ru) | 2016-02-08 | 2021-06-25 | Басф Се | Способ выделения углеводородов с 5-8 атомами углерода и кислых газов из потока текучей среды |
CA3028233A1 (en) * | 2016-06-18 | 2017-12-21 | Think Tank 42 Pty. Ltd. | A method and system for carbon capture and recycling |
CN106997196B (zh) * | 2017-04-14 | 2019-07-16 | 长江大学 | 基于灰色关联分析法的mdea脱碳系统分析方法 |
US10974194B2 (en) | 2017-07-18 | 2021-04-13 | Saudi Arabian Oil Company | System for flare gas recovery using gas sweetening process |
US10981104B2 (en) * | 2018-04-12 | 2021-04-20 | Saudi Arabian Oil Company | System for flare gas recovery using gas sweetening process |
JP7185421B2 (ja) | 2018-05-25 | 2022-12-07 | 株式会社東芝 | 酸性ガス吸収剤、酸性ガスの除去方法および酸性ガス除去装置 |
CN112351831A (zh) * | 2018-06-26 | 2021-02-09 | 碳清洁解决方案有限公司 | 从具有高二氧化碳分压的气体混合物中除去二氧化碳的溶剂和方法 |
GB201813839D0 (en) | 2018-06-26 | 2018-10-10 | Carbon Clean Solutions Ltd | System and process of capturing carbon dioxide from flue gases |
CN110684575A (zh) * | 2018-07-06 | 2020-01-14 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种脱除高压天然气中二氧化碳的方法 |
CN109722317B (zh) * | 2019-03-01 | 2020-10-27 | 西安鸿钧睿泽新材料科技有限公司 | 基于湿法再生co2吸附材料的天然气脱碳系统及方法 |
CN113431540A (zh) * | 2021-07-01 | 2021-09-24 | 河海大学 | 利用液态二甲醚在地层中渗透溶解的原油开采的方法 |
CN113731119A (zh) * | 2021-09-10 | 2021-12-03 | 湖南大学 | 一种用于二氧化碳捕获阈值可控的液-液相变吸收剂 |
CN114231322B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-04-28 | 北京派创石油技术服务有限公司 | 煤气净化及二氧化碳循环处理方法 |
CN115253600B (zh) * | 2022-08-08 | 2024-03-05 | 华北电力大学(保定) | 一种具有良好循环解吸稳定性、低腐蚀性的相变吸收剂的制备与应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0107046A1 (de) * | 1982-10-02 | 1984-05-02 | BASF Aktiengesellschaft | Verfahren zum Entfernen von CO2 und gegebenenfalls H2S aus Erdgasen |
US5820837A (en) * | 1996-05-20 | 1998-10-13 | Mobil Oil Corporation | Process for treating a gas stream to selectively separate acid gases therefrom |
RU2272228C1 (ru) * | 2005-03-30 | 2006-03-20 | Анатолий Васильевич Наумейко | Универсальный способ разделения и сжижения газа (варианты) и устройство для его осуществления |
US7175820B2 (en) * | 2002-12-10 | 2007-02-13 | Institut Francais Du Petrole | Natural gas deacidizing and dehydration method |
US8206489B2 (en) * | 2005-12-22 | 2012-06-26 | Institut Francais Du Petrole | Method of deacidizing a gas with a fractional regeneration absorbent solution with control of the water content of the solution |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3308088A1 (de) * | 1983-03-08 | 1984-09-27 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zum entfernen von co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und/oder h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)s aus gasen |
DE3427134A1 (de) | 1984-07-24 | 1986-02-06 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zum entfernen von co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und/oder h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)s aus gasen |
SU1279658A1 (ru) | 1985-01-03 | 1986-12-30 | Предприятие П/Я Р-6603 | Способ очистки газа от диоксида углерода |
SU1733062A1 (ru) | 1990-04-23 | 1992-05-15 | Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт мономеров с опытным заводом | Способ очистки водородсодержащего газа от двуокиси углерода |
JP3771708B2 (ja) * | 1998-03-23 | 2006-04-26 | 三菱重工業株式会社 | ガス中の二酸化炭素の除去方法 |
US6881389B2 (en) * | 2002-09-24 | 2005-04-19 | Edg, Inc. | Removal of H2S and CO2 from a hydrocarbon fluid stream |
WO2004052511A1 (en) * | 2002-12-12 | 2004-06-24 | Fluor Corporation | Configurations and methods of acid gas removal |
HUE030884T2 (en) | 2006-05-18 | 2017-06-28 | Basf Se | Carbon dioxide absorption medium requiring less regenerative energy |
FR2916652B1 (fr) * | 2007-05-30 | 2009-07-24 | Inst Francais Du Petrole | Procede de traitement integre d'un gaz naturel permettant de realiser une desacidification complete |
RU2385180C1 (ru) | 2008-08-21 | 2010-03-27 | Владимир Сергеевич Арутюнов | Способ очистки углеводородных газов |
US8696798B2 (en) | 2008-10-02 | 2014-04-15 | Fluor Technologies Corporation | Configurations and methods of high pressure acid gas removal |
JP2010209296A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Chiyoda Kako Kensetsu Kk | 原料ガス中の有機硫黄化合物の除去方法及びそれに使用する触媒 |
FR2956038B1 (fr) | 2010-02-08 | 2013-11-22 | Inst Francais Du Petrole | Procede de desacidification d'un gaz par une solution absorbante avec liberation d'un effluent gazeux a partir de la solution absorbante et lavage de cet effluent par la solution absorbante regeneree |
-
2013
- 2013-06-14 FR FR1355593A patent/FR3006912B1/fr active Active
-
2014
- 2014-05-19 EP EP14811587.6A patent/EP3007803B1/fr active Active
- 2014-05-19 US US14/898,306 patent/US10213729B2/en active Active
- 2014-05-19 CN CN201480033830.2A patent/CN105307752B/zh active Active
- 2014-05-19 WO PCT/FR2014/051153 patent/WO2014199036A2/fr active Application Filing
- 2014-05-19 CA CA2914340A patent/CA2914340C/fr active Active
- 2014-05-19 MY MYPI2015704447A patent/MY174075A/en unknown
- 2014-05-19 JP JP2016518558A patent/JP6445541B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2014-05-19 AU AU2014279984A patent/AU2014279984B2/en active Active
- 2014-05-19 RU RU2016100753A patent/RU2666865C2/ru active
- 2014-05-19 BR BR112015030558-0A patent/BR112015030558B1/pt active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0107046A1 (de) * | 1982-10-02 | 1984-05-02 | BASF Aktiengesellschaft | Verfahren zum Entfernen von CO2 und gegebenenfalls H2S aus Erdgasen |
US5820837A (en) * | 1996-05-20 | 1998-10-13 | Mobil Oil Corporation | Process for treating a gas stream to selectively separate acid gases therefrom |
US7175820B2 (en) * | 2002-12-10 | 2007-02-13 | Institut Francais Du Petrole | Natural gas deacidizing and dehydration method |
RU2272228C1 (ru) * | 2005-03-30 | 2006-03-20 | Анатолий Васильевич Наумейко | Универсальный способ разделения и сжижения газа (варианты) и устройство для его осуществления |
US8206489B2 (en) * | 2005-12-22 | 2012-06-26 | Institut Francais Du Petrole | Method of deacidizing a gas with a fractional regeneration absorbent solution with control of the water content of the solution |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2014199036A3 (fr) | 2015-11-19 |
MY174075A (en) | 2020-03-09 |
BR112015030558A2 (pt) | 2017-07-25 |
EP3007803B1 (fr) | 2019-02-20 |
US10213729B2 (en) | 2019-02-26 |
FR3006912B1 (fr) | 2016-07-08 |
JP2016529087A (ja) | 2016-09-23 |
AU2014279984B2 (en) | 2018-05-17 |
RU2016100753A3 (ru) | 2018-03-30 |
BR112015030558B1 (pt) | 2021-11-03 |
FR3006912A1 (fr) | 2014-12-19 |
EP3007803A2 (fr) | 2016-04-20 |
CA2914340C (fr) | 2021-09-14 |
US20160144314A1 (en) | 2016-05-26 |
RU2016100753A (ru) | 2017-07-19 |
WO2014199036A2 (fr) | 2014-12-18 |
AU2014279984A1 (en) | 2016-01-07 |
CN105307752A (zh) | 2016-02-03 |
CN105307752B (zh) | 2018-11-09 |
CA2914340A1 (fr) | 2014-12-18 |
JP6445541B2 (ja) | 2018-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2666865C2 (ru) | Способ декарбонизации углеводородного газа | |
CA2532549C (en) | Regeneration of acid gas-containing treatment fluids | |
US8858906B2 (en) | Process for removal of carbon dioxide from a gas | |
US9498748B2 (en) | Removal of acid gases from a fluid flow by means of reduced coabsorption of hydrocarbons and oxygen | |
JP5661681B2 (ja) | 酸性ガスを流体の流れから除去することによって高い圧力下にある酸性ガス流を取得する方法 | |
US20120240617A1 (en) | Sour gas treatment process | |
JP2019171378A (ja) | リッチ/リーン溶剤再生のためのストリッパー供給構成の最適化 | |
US20130008310A1 (en) | Alcohol-based gas stripping process | |
MX2015002912A (es) | Proceso para la separcion de gases acidos de una corriente de fluido que comprende agua. | |
AU2017217911B2 (en) | Method for separating C5-C8 hydrocarbons and acid gases from a fluid stream | |
OA18828A (en) | Method for separating C5-C8 hydrocarbons and acid gases from a fluid stream. |