專利名稱：含酸性氣體的處理液的再生的制作方法
在天然氣流、合成氣流和煉油廠氣流中經(jīng)常遇到酸性氣體。酸性氣體也可以由含碳材料(例如煤、天然氣或其它碳質(zhì)燃料)的燃燒生成。通常使用各種化學(xué)基處理劑從含有酸性氣體，特別是二氧化碳和硫化氫的氣流或液流中吸收它們。當(dāng)這種試劑變得“富含”酸性氣體時(shí)，去除(也稱作吸收)步驟之后通常進(jìn)行再生(也稱作解吸)步驟以便將酸性氣體與處理劑的活性化學(xué)品分離。
在Arthur Kohl和Richard Nielsen的“Gas Purification”(GulfPublishing Co.，第5版，1997)中可以找到對酸性氣體處理用的一般技術(shù)以及許多化學(xué)吸收劑的綜述。
本發(fā)明涉及液流處理法的再生和處置步驟，其中收集來自再生步驟的酸性氣體，然后進(jìn)行壓縮。通過壓縮并注入地下天然氣或石油地質(zhì)巖系(通?？萁叩?中或注入大洋底或海床中來處置分離出的酸性氣體以避免大氣污染。本發(fā)明的一個顯著優(yōu)點(diǎn)在于降低了為達(dá)到這種處置方案通常所需的壓力而需要的壓縮設(shè)備的投資。
Neil Bosch在2002年4月5日的第14屆Annual Conference ofCanadian Gas Processors Suppliers Association，Calgary，Alberta上提交的論文“Acid Gas Injection-A Decade of Operating History in Canada”中描述了在Alberta通過注入地下儲存器而進(jìn)行的酸性氣體處置的現(xiàn)行實(shí)踐研究。提出了四種事例，其中三種包括酸性氣體再生然后壓縮。在這三種事例中(它們的圖5.1、5.2和5.4)，在80至90千帕(26至28psia)的壓力和20至28℃(68至82°F)的溫度下從胺再生裝置的回流液儲器部分回收酸性氣體(主要是二氧化碳和硫化氫)。然后將酸性氣體壓縮并注入地下巖層中，其中壓力為2,300至26,900千帕(350至3,900psia)。
Prof.Gary T.Rochelle在2003年5月5-8日的第二屆Annual CarbonSequestration Conference，Alexandria，VA上提交的論文“InnovativeStripper Configurations to Reduce the Energy Cost of CO2Capture”中描述了使用水性單乙醇胺(MEA)進(jìn)行CO2去除、再生和壓縮的計(jì)算研究。
為了降低酸性氣體去除和處置中的總能量消耗，論述了多級壓縮機(jī)和汽提塔組合裝置的各種構(gòu)造。經(jīng)顯示，排氣管在107至117℃(225至242°F)和2至5大氣壓(30至75psia)之間不等的溫度和壓力下。還顯示了將解吸出的CO2用四或五個階段進(jìn)行壓縮，并無暗示可以減少對壓縮機(jī)的使用。
本發(fā)明是含有至少一種用于酸性氣體的化學(xué)吸收劑的水性酸性氣體吸收液的再生方法，該吸收液含有經(jīng)化學(xué)吸收的酸性氣體，這通常是通過使該液體與含a)硫化氫、b)二氧化碳或c)所述兩種氣體的氣流或液流接觸獲得的，該再生方法包括1)在壓力超過大約50psig但不超過大約300psig的壓力容器內(nèi)從富含酸性氣體的吸收液中汽提一種或多種酸性氣體，此后2)從該容器中回收富含酸性氣體的氣流，同時(shí)使該氣流保持在所述壓力下，3)將該氣流加入壓縮機(jī)中，和4)通過壓縮來降低所述氣流的體積。
在本發(fā)明的從水性處理液(該液體包括至少一種經(jīng)化學(xué)吸收的酸性氣體和至少一種吸收酸性氣體的化學(xué)劑)中去除并回收所吸收的酸性氣體的方法中，本發(fā)明還包括從處理液中再生至少一種此類化學(xué)劑，并且在該方法中，再生是在吸熱分離步驟中進(jìn)行的，其中將該處理液分離成a)至少一種富含吸收劑的液相流A和b)至少一種富含酸性氣體的氣相流B，而且此后將流體B回收并進(jìn)行壓縮改進(jìn)包括1)在壓力超過大約50psig但不超過大約300psig的壓力容器內(nèi)進(jìn)行所述分離步驟，同時(shí)為該液體提供足夠的熱量以便將氣相流B與液相流A分離，和2)隨后在所述壓力下將流體B加入壓縮機(jī)入口。
優(yōu)選在高于大約55psia，更優(yōu)選高于大約130psia，且優(yōu)選低于大約200psia，更優(yōu)選低于大約155psia的壓力下進(jìn)行本發(fā)明的方法，以便在將回收的酸性氣體在升高的壓力下任選地注射以進(jìn)行環(huán)境上可接受的處置之前，獲得省去一個或多個壓縮階段的好處，同樣優(yōu)選的是，在酸性氣流壓縮后，注入大洋底或海床中或注入地下地質(zhì)巖系中。
酸性氣體術(shù)語“酸性氣體”用于指“酸性”天然氣流、合成氣流、煉油廠氣流或液流、石油層或煤層中遇到的氣體或由含碳材料(例如煤、天然氣或其它碳質(zhì)燃料)燃燒生成的氣體。這些材料通常含有含硫組分。碳的需氧燃燒尤其生成二氧化碳。最常從酸性氣流或液流中去除的氣體是二氧化碳(CO2)和硫化氫(H2S)。酸性氣體的其它例子包括硫化羰、硫醇和其它硫化物。
處理劑本發(fā)明中使用的處理劑是常用于從氣流或液流中部分或完全且選擇性或非選擇性地去除酸性氣體的那些處理劑。通常合意并公知的是選擇性地去除一種或多種酸性氣體，并且在任選的分開的步驟中從相同的流體中去除一種或多種不同的酸性氣體。
化學(xué)溶劑本發(fā)明中用于酸性氣體吸收的所謂“化學(xué)溶劑”選自通過與氣體形成化學(xué)鹽或絡(luò)合物來實(shí)現(xiàn)其對酸性氣體的吸引力的一類化學(xué)品。然后通過反向進(jìn)行這種化學(xué)相互作用(最通常是通過減壓施加熱量進(jìn)行的)來實(shí)現(xiàn)這種“化學(xué)溶劑”的再生以及“吸收的”酸性氣體的回收。
這種“化學(xué)溶劑”的優(yōu)選類別通常被稱作氮基溶劑，特別是伯、仲和叔烷醇胺；伯和仲胺；空間位阻胺；以及嚴(yán)格的空間位阻仲氨基醚醇，如美國專利US 4,405,585中所限定。常用的溶劑的例子為單乙醇胺(MEA)；二乙醇胺(DEA)；二異丙醇胺(DIPA)；N-甲基乙醇胺(MMEA)；三乙醇胺(TEA)；N-甲基二乙醇胺(MDEA)；哌嗪；N-甲基哌嗪(MP)；N-羥乙基哌嗪(HEP)；2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)；2-(2-氨基乙氧基)乙醇(也稱作二乙二醇胺或DEGA)；2-(2-叔丁基氨基丙氧基)乙醇；2-(2-叔丁基氨基乙氧基)乙醇(TBEE)；2-(2-叔戊基氨基乙氧基)乙醇；2-(2-異丙基氨基丙氧基)乙醇；以及；2-(2-(1-甲基-1-乙基丙基氨基)乙氧基)乙醇。前述溶劑可以單獨(dú)或結(jié)合使用，并可以使用或不使用其它助溶劑，例如下述“物理”溶劑。
酸性氣體處理技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員容易確定化學(xué)溶劑的用量。通常，化學(xué)溶劑的量大約是水性處理液的15至70wt％，并可以根據(jù)對每種化學(xué)品和每種酸性氣體組合物獨(dú)特的腐蝕性、粘度、降解、烴共吸收、發(fā)泡和其它約束條件，以最高實(shí)際濃度使用。優(yōu)選地，它們的用量高于大約20，更優(yōu)選高于大約40wt％，最高大約70，更優(yōu)選最高大約60wt％。
在常用于酸性氣體處理的氮基化學(xué)溶劑中，優(yōu)選用于本發(fā)明的是MEA、DEA、TEA、DIPA、MDEA、哌嗪、MP、HEP、DEGA、AMP和TBEE。更優(yōu)選的是MEA、DEA、TEA、MDEA、哌嗪、DEGA和TBEE。
其它助溶劑在本發(fā)明中可任選使用用于酸性氣體的所謂“物理溶劑”(或“助溶劑”)以補(bǔ)充上述化學(xué)溶劑的效果。它們選自通過真溶劑/溶質(zhì)相互作用來實(shí)現(xiàn)它們對酸性氣體的吸引力的一類化學(xué)品。這種處理劑對于所述酸性氣體在混合的(也就是化學(xué)和物理溶劑)處理液中的溶解度有作用。然后進(jìn)行這種混合液的再生和“經(jīng)物理和化學(xué)吸收的”酸性氣體的回收。
適用的物理“助溶劑”的例子是甲醇；乙二醇和優(yōu)選更高級的聚氧化烯二醇(例如，二甘醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇、七甘醇、八甘醇、九甘醇、十一甘醇等)的C1至C3烷基單-和二醚，特別是它們的二甲醚；環(huán)丁砜衍生物(未取代的種類統(tǒng)稱為環(huán)丁砜)；碳酸丙烯酯；N-取代烷基嘧啶酮，例如，1，3-二甲基-3，4，5，6-四氫-2(1H)-嘧啶酮(DMPU)；N-取代烷基吡咯烷酮，例如，1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)；嗎啉；脂肪酸酰胺，例如乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲?；鶈徇蚇-乙?；鶈徇?。這些物理助溶劑可以單獨(dú)或混合地與上述化學(xué)溶劑一起使用。根據(jù)待處理的酸性氣流的性質(zhì)，技術(shù)人員可以適當(dāng)?shù)剡x擇這些組分的組合方式以及各自的量。
處理設(shè)備用于酸性氣體吸收的設(shè)備具有相對標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)，并且是氣體處理工藝中公知的。例如，參看上述“Gas Purification”Kohl和Nielsen的第2章。該設(shè)備通常包括吸收容器，通常稱作“吸收器”。在其中，使用塔板或填料，使含有一種或多種酸性氣體的未處理(也就是“酸性”)氣流與處理液接觸。優(yōu)選使用逆流接觸。
在氣體脫硫過程中，吸收操作之后通常進(jìn)行再生，也稱作“解吸”或“汽提”步驟。再生步驟的目的是通過去除溶解和反應(yīng)的酸性氣體組分(其是在吸收階段通過處理液獲得的)來制備再利用的試劑。再生通常在與最初吸收步驟大致相同類型的設(shè)備中進(jìn)行，進(jìn)行再生的容器構(gòu)造應(yīng)能夠承受所用的溫度和壓力。合意地，這種再生容器是鋼或其它合適的結(jié)構(gòu)材料制成的管狀容器，這些材料能夠抵抗酸性氣體和處理液組分的腐蝕作用并在所用溫度和壓力下正常地工作。適當(dāng)?shù)卦O(shè)定塔板和/或填料以提供緊密的氣-液接觸。
對于再生容器，已經(jīng)提出并使用了許多設(shè)計(jì)。在美國專利4,452,763中顯示和描述了一種用于吸收酸性氣體然后使處理液再生的簡單的裝置設(shè)計(jì)和布置，在USP 4,405,585的

圖1中描述了另一種。用合適的結(jié)構(gòu)材料進(jìn)行改造以承受選定的操作環(huán)境，這樣就可以使這些裝置適用于本發(fā)明。在本發(fā)明的方法中可以使用其它常用的設(shè)計(jì)作為再生容器。例如，如果使用再循環(huán)管路，可以設(shè)定這些管路和連接方式并使其構(gòu)造成能夠承受進(jìn)行該方法時(shí)的操作條件，例如，pH值、流速、溫度和壓力。
只使用減壓(也就是“閃蒸”)以便從處理液中去除酸性氣體的設(shè)計(jì)不適合本發(fā)明的實(shí)踐。這種設(shè)計(jì)通常不包括熱量輸入設(shè)備，例如再沸器。
處理液根據(jù)流體中特定的酸性氣體和產(chǎn)物流所需的純度來配制本發(fā)明方法中使用的處理液。常用于從“酸性”氣流中化學(xué)去除酸性氣體的化學(xué)劑可以在為所需結(jié)果配制的水基化學(xué)處理液中使用下。例如，如果需要在存在CO2的情況下選擇性去除H2S，可以使用MDEA。或者，可以單獨(dú)或結(jié)合使用MEA、DEA、哌嗪、DIPA之類的其它化學(xué)劑從而以各種程度去除H2S、CO2和其它污染物。
對于不同的去除目標(biāo)，酸性氣體吸收領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易從大量已知的可操作試劑中選擇另一化學(xué)劑或試劑組合。吸收步驟僅在處理液流中化學(xué)劑的性質(zhì)方面對本發(fā)明是重要的，而且其吸收的酸性氣體決定了最好使用怎樣的操作壓力和溫度組合以實(shí)現(xiàn)所需的處理液再生程度和酸性氣體的相應(yīng)分離。由于所用溶劑和助溶劑的沸點(diǎn)明顯高于從中分離出的酸性氣體，特定溶劑的選擇對本發(fā)明的實(shí)施幾乎沒有影響。它們的選擇可以主要根據(jù)它們各自在該處理過程的最初吸收步驟中的效力進(jìn)行。只要知道處理液的預(yù)定化學(xué)組成，酸性氣體吸收和再生領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的化學(xué)工程師就容易確定操作條件。
再生或解吸步驟如下進(jìn)行再生步驟將來自吸收裝置的富含酸性氣體的處理液引導(dǎo)到再生容器入口，優(yōu)選在垂直塔頂部附近，并使該處理液重力自流進(jìn)料地向下通過該塔的長度。通過在塔底供應(yīng)熱量，通常在此連接一個“再沸器”，對富含酸性氣體的處理液施加熱量，由此產(chǎn)生蒸氣，通常是水蒸氣。蒸氣上升通過該汽提塔，攜帶被解吸的酸性氣體到達(dá)塔頂。在此通過合適的導(dǎo)管從塔中導(dǎo)出氣流?？梢詫ζ溥M(jìn)行冷凝階段以便去除酸性氣體中殘留的低沸點(diǎn)蒸氣。這可以通過塔出口附近的冷卻套管或再生容器下游的回流冷凝器進(jìn)行。
在本發(fā)明中，再生容器(“汽提塔”)配有一個或多個壓力控制設(shè)備以調(diào)節(jié)從處理液中解吸出來并輸送到再生塔出口的氣體的壓力增加。通過使用這種控制設(shè)備，使容器出口處的壓力升至超過大約50psia，優(yōu)選超過55psia，更優(yōu)選超過130psia，但是保持低于大約300psia，優(yōu)選低于大約200psia，更優(yōu)選低于大約155psia。通過確定導(dǎo)出管的尺寸，使其能夠在流速和熱負(fù)荷/溫度和進(jìn)行再生常用的其它系統(tǒng)操作條件以及合適的安全限度下，為已知的處理液和酸性氣體提供所需的最大壓力，從而將操作壓力最大值納入再生容器的設(shè)計(jì)中。技術(shù)人員可以使用標(biāo)準(zhǔn)工程設(shè)計(jì)計(jì)算來確定出口的尺寸。然后使用一個或多個安裝在汽提塔的氣流出口下游的標(biāo)準(zhǔn)的工藝液流控制閥適當(dāng)?shù)乇３植僮鲏毫刂啤８ǔ?，在緊隨塔出口的冷凝階段之后的回流存儲槽的輸出管路中使用該閥?？刂崎y通常通過壓力轉(zhuǎn)換器(transducer)連接到安裝在汽提塔出口的壓力傳感器上。因此，可以通過這種壓力控制閥的伺服系統(tǒng)自動保持所需的操作壓力。
令人吃驚地，如在具體實(shí)施例中更詳細(xì)地看出，隨著壓力的增加，與在之前被視為正常操作條件的條件下進(jìn)行操作時(shí)相比，無需輸入明顯更多的熱量就可以保持所需的操作溫度。這種之前的條件是10-25psia和大約105-120℃的出口溫度(220-250°F)。
回收和處置步驟在從再生容器出口回收之后，將適當(dāng)添加了補(bǔ)充溶劑或助溶劑的貧(lean)處理液適當(dāng)?shù)卦傺h(huán)到吸收步驟并再利用。將保持在50至300psia，優(yōu)選55至200psia的特定壓力下的回收的酸性氣流從再生容器的出口輸送到用于增壓的第一階段壓縮機(jī)中，然后輸送到任何隨后的壓縮階段，以降低酸性氣體容積并將壓力提高至可將其合適地用泵輸入永久處置室中或(如果需要)用于其它用途。通常，通過地下處置室或巖層的靜水壓力或通過要將其用泵輸入的洋底/海床的深度確定最終所需壓力。在壓縮階段之前，從再生容器中輸出的回收的酸性氣流中如果有相當(dāng)大量的殘余水和輕質(zhì)烴(例如丙烷或丁烷)或其它可冷凝氣體，通常合意的是對氣流進(jìn)行冷凝步驟以去除這些其它的高沸點(diǎn)可冷凝蒸氣，并由此有效地降低壓縮器總載荷。
所用的所有百分比都是重量百分比，除非另行說明。實(shí)施例A涉及來自上述Bosch論文的四個事例之一。實(shí)施例1和2是本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，使用在用于再生的Bosch West Pembina history中的注射條件和液流，但是適用本發(fā)明的壓力要求。在表1中可以找到3個實(shí)施例的工藝條件和總再生能量需求的比較，以及為將處理過的氣體注入West Pembina巖層作準(zhǔn)備的壓縮階段，并表明可以從所述的整個注射過程中省略一個或多個壓縮階段。
實(shí)施例A-對比上述背景技術(shù)部分所引用的Bosch論文中作為第四個事例描述的West Pembina酸性氣體注射裝置的再生和壓縮條件被用作對比。將富含酸性氣體的43wt％MDEA、57wt％水(無氣體基礎(chǔ))處理液(其在180°F下含有0.35摩爾酸性氣體/摩爾胺，該酸性氣體是從在WestPembina，Alberta處理的天然氣流中吸收的)通過錯流交換(crossexchange)加熱并再生。將所得酸性氣體冷卻、干燥并使用四階段壓縮和冷卻以壓縮至大約1065psia。(操作參數(shù)見Bosch’s Table 5.4)。
錯流交換(也就是，使用再生液中的熱量預(yù)熱解吸步驟入口處的充滿酸性氣體的處理液)是用標(biāo)準(zhǔn)的貧-富交換器進(jìn)行的，確定交換器的尺寸以提供35°F“溫距(approach)”(也就是，再沸器單元的溫度低于汽提塔入口處的溫度的差值)。所得交換器負(fù)載為5.9MMBTU/小時(shí)，且所得汽提塔進(jìn)料溫度為207°F。在配有再沸器、冷凝器和回流液存儲器的20個塔板的再生塔中進(jìn)行再生。再沸器負(fù)載為24.8MMBTU/小時(shí)，穿過塔板的壓降為2psi，穿過回流冷凝器的壓降為1psi。按照Bosch，來自回流冷凝器的蒸氣相通過分離室(在此去除水和冷凝氣體)，然后輸送到第一壓縮階段，在此壓力從23psia升至50psia。將此蒸氣冷卻，通過第二分離室，并輸送到第二壓縮階段，在此壓力從49psia升至129psia。將此蒸氣冷卻，通過第三分離室，并輸送到第三壓縮階段，在此壓力從128psia升至390psia。將此蒸氣冷卻，通過第四分離室，并輸送到第四壓縮階段，在此壓力從384psia升至1065psia。將最終蒸氣冷卻成液體形式以便用泵輸送到地下巖層中。為了處置312磅-摩爾/小時(shí)的酸性氣體，一共需要大約787HP的分布在四個壓縮階段中的壓縮能量。
實(shí)施例1-去除一個壓縮階段以實(shí)施例A所述的方式，進(jìn)行相同的富含酸性氣體的處理液的再生，只是將回流液存儲器中的壓力升至52.4psia。由于穿過回流冷凝器以及20個再生塔板的壓降同樣為3psi，再沸器壓力從實(shí)施例A中的29.3psia升至55.4psia。再沸器壓力的提高迫使再沸器溫度升至大約294°F。由于貧-富交叉交換器“溫距”保持35°F不變，而且由于再沸器負(fù)載保持在24.8MMBTU/小時(shí)不變，貧-富交換器負(fù)載從實(shí)施例A中的5.9MMBTU/小時(shí)升至18MMBTU/小時(shí)。在這些條件下，盡管回流溫度保持80.6°F不變，但回流冷凝器負(fù)載從實(shí)施例A中的9.1MMBTU/小時(shí)升至大約12MMBTU/小時(shí)。
從52.4psia下的回流液存儲器中輸出的蒸氣流通過分離室，并輸送到第一壓縮階段，在此壓力從49psia升至129psia。將此蒸氣冷卻，通過第二分離室，并輸送到第二壓縮階段，在此壓力從128psia升至389psia。將此蒸氣冷卻，通過第三分離室，并輸送到第三壓縮階段，在此壓力從384psia升至1065psia。與實(shí)施例A中相同，將最終蒸氣冷卻成液體形式以便用泵輸送到地下巖層中。為了處置314磅-摩爾/小時(shí)的酸性氣體，一共需要大約618HP的分布在三個壓縮階段中的壓縮能量。
實(shí)施例2-去除兩個壓縮階段按照與實(shí)施例2(1)中所述相同的方式進(jìn)行相同處理液的再生。然而，在此實(shí)施例中，將回流液儲器中的壓力升至132psia。由于穿過回流冷凝器以及20個再生塔板的壓降同樣為3psi，因此再沸器壓力從實(shí)施例A中的29.3psia升至135psia。再沸器壓力的提高迫使再沸器溫度升至大約358°F。由于貧-富交叉交換器的“溫距”保持35°F不變，而且由于再沸器負(fù)載保持在24.8MMBTU/小時(shí)不變，貧-富交換器負(fù)載從實(shí)施例A中的5.9MMBTU/小時(shí)升至大約36MMBTU/小時(shí)。在這些條件下，盡管回流溫度保持80.6°F不變，但回流冷凝器負(fù)載從實(shí)施例A中的9.1MMBTU/小時(shí)升至大約16MMBTU/小時(shí)。
從132psia下的回流液儲器中輸出的蒸氣流通過分離室，并輸送到第一壓縮階段，在此壓力從128psia升至390psia。將此蒸氣冷卻，通過第二分離室，并輸送到第二壓縮階段，在此壓力從384psia升至1065psia。與實(shí)施例A中相同，將最終蒸氣冷卻成液體形式以便用泵輸送到地下巖層中。為了處置315磅-摩爾/小時(shí)的酸性氣體，一共需要大約406HP的分布在兩個壓縮階段中的壓縮能量。
觀察上述實(shí)施例和表1，表明如上所述操作再生步驟可以用低得多的壓縮能量進(jìn)行相同量的酸性氣體的再生、壓縮和處置。如果需要，可以通過提高貧-富交換器尺寸來使再沸器負(fù)載熱量輸入大致保持恒定。由于和與壓縮有關(guān)的資本和操作成本相比，與貧-富交換器有關(guān)的資本和操作成本通常較小，使用本發(fā)明可以進(jìn)行更加成本有效的再生和酸性氣體處置。
為了產(chǎn)生對比例，再沸器負(fù)載在所有例子中都保持在24.8MMBTU/小時(shí)不變，并使貧-富交換器的“溫距”保持在35°F。然而，對表1的觀察表明，冷凝器負(fù)載、即再生后“剩余”熱量的測量值隨回流液存儲器壓力的提高而提高。令人吃驚地，在較高壓力和較高溫度下的再生需要較少的能量輸入。本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行的常規(guī)優(yōu)化可以通過降低再沸器熱量輸入(節(jié)省操作成本)和/或提高貧-富交換器上35°F的“溫距”(通過降低交換器的尺寸來節(jié)省成本)來獲得進(jìn)一步的節(jié)省。
每一上述實(shí)施例的相關(guān)操作參數(shù)的全部細(xì)節(jié)概括在下表1中。
表1-再沸器壓力對所選裝置變量的影響(@恒定再沸器負(fù)載，35°F交換器的“溫距”)
Pc＝由于對CO2和H2S的高壓摻合物的2-相區(qū)開始處的估算不同而產(chǎn)生的相變。放棄這些責(zé)任，因?yàn)樵摬僮鞯倪@一方面并不明顯影響所呈現(xiàn)的結(jié)論。
檢查表1，產(chǎn)生下列與去除第一壓縮階段有關(guān)的觀察結(jié)果(實(shí)施例2(1)vs.實(shí)施例A)●去除第一壓縮階段將總壓縮需求從787HP減至618HP，減少了大約21％。
●去除第一壓縮階段要求再沸器壓力從29.3升至55.4psia。這又使再沸器溫度從255°F升至294°F。
●較高的再沸器溫度與35°F溫距需求相結(jié)合，使交換器負(fù)載從5.9升至18MMBTU/小時(shí)。
●令人吃驚地，盡管上述溫度和壓力有很大的變化，如果再沸器負(fù)載保持在24.8MMBTU/小時(shí)不變，則冷凝器負(fù)載從9.1升至12MMBTU/小時(shí)。就冷凝器負(fù)載反映“剩余”再生熱量而言，常規(guī)優(yōu)化就可以獲得更低的再沸器負(fù)載和/或更小的貧富交換器。
●去除第一壓縮階段還將蒸氣相冷卻需求降低了大約0.5MMBTU/小時(shí)。
檢查表1，產(chǎn)生下列與去除第一和第二壓縮階段有關(guān)的觀察結(jié)果(實(shí)施例3(2)vs.實(shí)施例A)●去除前兩個壓縮階段將總壓縮需求從787HP減至406HP，減少了大約48％。
●去除前兩個壓縮階段要求再沸器壓力從29.3升至135psia。這又使再沸器溫度從255°F升至358°F。
●較高的再沸器溫度與35°F溫距需求相結(jié)合，使交換器負(fù)載從5.9升至36MMBTU/小時(shí)。
●如果再沸器負(fù)載保持在24.8MMBTU/小時(shí)不變，則冷凝器負(fù)載從9.1升至16MMBTU/小時(shí)。就冷凝器負(fù)載反映“剩余”再生熱量而言，常規(guī)優(yōu)化就可以獲得更低的再沸器負(fù)載和/或更小的貧富交換器。
●去除前兩個壓縮階段將蒸氣相冷卻需求降低了大約1.1MMBTU/小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種從水性處理液中去除并回收被吸收的酸性氣體的方法，該處理液包括至少一種經(jīng)化學(xué)吸收的酸性氣體和至少一種吸收酸性氣體的化學(xué)劑，該方法還包括從該處理液中再生至少一種這種化學(xué)劑，并且在該方法中，再生是在吸熱分離步驟中進(jìn)行的，其中將該處理液分離成a)至少一種富含吸收劑的液相流A和b)至少一種富含酸性氣體的氣相流B，而且此后將流體B回收并在壓縮設(shè)備中進(jìn)行壓縮改進(jìn)包括1)在壓力超過大約50psig但不超過大約300psig的壓力容器內(nèi)進(jìn)行分離步驟，同時(shí)為該液體提供足夠的熱量以便將氣相流B與液相流A分離，和2)隨后在所述壓力下將流體B加入壓縮設(shè)備入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的分離步驟壓力超過55psia。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的分離步驟壓力超過130psia。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在進(jìn)行分離步驟之后，但在將流體B加入壓縮設(shè)備入口之前，使流體B通過冷凝器處理，將其冷卻至可以使酸性氣體通過冷凝器但卻足夠低以從流體B中去除一種或多種其它可冷凝氣體的溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述處理液中的至少一種吸收酸性氣體的化學(xué)劑是含有2至6個碳原子的烷醇胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述至少一種吸收酸性氣體的化學(xué)劑選自乙醇胺；二乙醇胺；二異丙醇胺；三乙醇胺；N-甲基二乙醇胺；哌嗪；N-甲基哌嗪；N-羥乙基哌嗪；2-(2-氨基乙氧基)乙醇；2-(2-叔丁基氨基丙氧基)乙醇或2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其中在處理液中包含至少一種用于酸性氣體的助溶劑，其選自a)甲醇；或b)甘醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇、六甘醇、七甘醇、八甘醇、九甘醇、十一甘醇的C1-C3烷基單-或二醚；或c)碳酸丙烯酯；1，3-二甲基-3，4，5，6-四氫-2(1H)-嘧啶酮；環(huán)丁砜；1-甲基-2-吡咯烷酮；嗎啉；N-甲?；鶈徇?；或N-乙?；鶈徇?br> 8.含有至少一種用于酸性氣體的氮基化學(xué)吸收劑的水性酸性氣體吸收液的再生方法，該吸收液含有經(jīng)化學(xué)吸收的酸性氣體，包括a)硫化氫、b)二氧化碳或c)所述兩種氣體，所述方法包括1)在壓力超過大約50psig但不超過大約300psig的壓力容器內(nèi)從富含酸性氣體的吸收液中汽提酸性氣體，此后2)從該容器中回收富含酸性氣體的氣流，同時(shí)使該氣流保持在所述壓力下，3)將該氣流加入壓縮機(jī)中，和4)此后通過壓縮來降低所述氣流的體積。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中在壓縮后，通過注入洋底或海床或注入地下室或巖層來處置氣流。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的方法，其中對容器中的液體供應(yīng)足夠的熱量以使所述分離步驟在超過280°F并低于400°F的溫度下進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進(jìn)的酸性氣體再生和注射方法，其中將來自再生爐的分離的酸性氣流壓縮并注入地下貯存器中，改進(jìn)包括在超過50psia但不超過300psia的壓力下在再生爐內(nèi)進(jìn)行酸性氣體分離。
文檔編號B01D53/14GK1826165SQ200480020961
公開日2006年8月30日 申請日期2004年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月22日
發(fā)明者C·N·舒伯特, T·C·弗蘭克 申請人:陶氏環(huán)球技術(shù)公司