[发明专利]用于从烃物流去除氧的方法和试剂

说明书

技术领域

本发明涉及使用试剂组合物从各种流体，特别是从液体和气态烃和二氧化碳除去氧的方法。该方法特别适用于从气态烃物流、液体轻质烃物流如液化天然气(″NGL″)、原油、酸-气体混合物、二氧化碳气体和液体、厌氧气体、填埋场气体、地热气体等除去氧。

背景技术

氧有时作为污染物存在于各种气态和液体烃和二氧化碳物流中。在一些情况中，所述氧是天然气田被氧污染的结果。有时氧通常是通过对气态烃物流加工时无意引入的。这样的一个例子是当使用压缩机来提高低压气体(例如煤层或填埋场气体)的压力时的情况。在压缩过程中少量含氧的空气可以进入气流中。

气态和液体烃物流如天然气物流中存在氧可能引起各种问题。氧会增加管道以及处理和储存设施中的腐蚀量和腐蚀速率。还会影响对气体物流的进一步处理。特别是，存在氧会使用于从天然气物流除去硫化氢的胺溶剂分解。这会使得难以从也含氧的各种烃物流除去硫化氢。需要从这些物流除去硫化氢和其他硫化合物，以满足目前环境法和规章对硫的严格要求。

事实上，许多管道公司忽视高氧含量的天然气物流的价值，或者甚至拒绝接受氧含量高出一定水平的天然气物流。许多管道规格要求天然气的氧含量小于10ppm。除氧系统并没有普遍用于气态烃物流，并且缺乏经济合理的方法从天然气物流中去除低含量的氧。在许多情况中，高氧含量的天然气物流可以放弃或者与其他物流掺混以降低氧含量至低于对管道的要求的规格。

气态和液体烃物流还常含有显著量的硫化合物。在天然气物流之类的气态烃物流中通常包含的各种硫化合物包括硫化氢、硫醇和二甲基二硫醚。必须从烃物流中除去这些硫化合物，以符合排放标准和管道要求。但是，气态物流中存在氧会抑制硫化合物的去除。因此，仍需要一种能从气态烃物流，尤其还含有含硫化合物如硫化氢的物流除去氧的经济合理的方法。

发明概述

揭示一种使用试剂用于从气态和液体流体流如天然气、轻质烃物流、原油、酸气体混合物、二氧化碳气体和液体物流，厌氧气体、填埋场气体、地热气体和液体等除去氧的方法。还揭示一种降低含有含硫化合物的烃或二氧化碳物流中的氧量的方法，该方法包括使物流与包含碳酸亚铁的硫活化试剂接触。在优选的实施方式中，所述试剂通过将细粉化的碳酸亚铁(优选菱铁矿)混合，团聚和成形而制备，用于从还含硫化合物如硫化氢的烃或二氧化碳物流中除去氧。气态物流中含有足够量的硫化氢或其他硫物质能活化并连续再生硫化亚铁，因而能够使除氧过程连续进行。根据表面分析，通过氧化含硫物质如硫化氢产生硫酸盐和元素硫的方式除去氧。

根据本发明的一个实施方式，揭示一种用于降低含有含硫化合物的气体、液体或混合气体和液体物流的氧量的试剂床。该试剂床优选包含密集的小球、小粒(prill)或以其他方式制造的聚集体的三维阵列，所述小球、小粒或聚集体包含约50-100重量％的碳酸亚铁，最优选为使用包含约2-10重量％的铝酸钙胶接剂的粘结剂所聚集的菱铁矿微粒(90％通过100目)的形式。根据本发明的特别优选的实施方式，吸附剂包含干燥的挤出物，该挤出物含有约95重量％的菱铁矿和约5重量％的铝酸钙胶接剂。

根据本发明的另一个实施方式，用于从含有含硫化合物的气态物流除去氧的试剂材料通过以下方式制备：混合约94重量份的菱铁矿微粒(90％通过100目)、约6重量份的铝酸钙胶接剂和约20重量份的水；通过挤出或其他方式压紧该混合物，产生较大的颗粒、小球或小粒，然后干燥该试剂足够的时间以将含湿量降低至小于约3重量％，优选约1-2重量％。根据本发明的特别优选的实施方式，试剂小球的直径约为3/16英寸，长度约为5/16英寸，并在约120℉干燥约4小时。

根据本发明的另一个实施方式，含有含硫化合物的液体、气体或者混合的气体和液体物流中的氧含量可以通过使所述物流经过主要由包含约70-100重量％的碳酸亚铁，优选为团聚的微粒菱铁矿形式的微粒材料组成的试剂床的方式降低。吸附剂床最优选包含许多小球，这些小球含有约70-100重量％的碳酸亚铁以及一定量的粘结剂如铝酸钙胶接剂，所述胶接剂量足以将所述试剂固定在所需的物理构形中以保持所需的使用寿命。本领域的技术人员在阅读了本揭示内容后能够理解，吸附剂床中需要的本发明试剂的量将取决于诸多因素，例如试剂粒度，床密度，试剂颗粒的有效表面积，试剂中可利用来吸附氧的量，进行处理的气体或液体物流中含硫化合物的量，以及进行处理的气体或液体物流从吸附剂床通过时的温度、压力、速度和停留时间。

具体实施方式