[发明专利]处理含硫化氢的原料物流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及由地下烃地层采收烃的方法。具体地，本发明涉及处理来自地下烃地层的含硫化氢的原料物流的方法。

背景技术

由地下地层获得的烃通常用作能源如原料和消费产品。对于可获得烃资源耗尽的担心已经导致开发更有效地采收、处理、和/或应用可获得烃资源的方法。

在常规方法中，由地下烃地层获得的流体可以包括水和气和/或其它液体。如果由烃地下地层获得的流体含有气体和液体的混合物，可以将气体与液体分离。当主要由地下地层产生烃气体时，可以处理烃气体以脱除杂质和/或惰性气体来制备燃料(例如天然气(管道气)、压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG))。地下地层气的常规处理可以包括用可再生的化学萃取系统如胺萃取系统处理，以从地下地层气中捕集硫化氢和/或二氧化碳和产生烃气体物流。可以将所述烃气体物流进一步处理以产生天然气、CNG或LNG。

最通常地，由地下地层气捕集的硫化氢应用Claus法转化为元素硫。Claus法可以通过如下方程式表示：2H₂S+O₂→2S+2H₂O。应用Claus法处理由含大量硫化氢的地下地层气捕集的硫化氢产生大量的元素硫。但所产生硫的潜在用途可能由于过度供给而受到限制和/或硫化氢转化为元素硫在经济上可能不利。但Claus法产生一些功，所产生的功量可能不足以操作用于从地下地层气捕集硫化氢和由所得烃气体物流产生天然气、CNG或LNG的处理系统；因此需要来自其它来源的补充功。一部分由所述方法产生的天然气和/或其它燃料源通常用作燃料，来产生所需的补充功。

补充功的一些来源通过燃烧含少量硫化合物的硫处理方法的尾气获得。例如，Ahner等的美国专利US5,092,121描述了通过在气体透平中燃烧含硫燃料发电的方法。含二氧化碳和含硫化合物的硫处理方法的尾气与纯化的燃料气物流在气体透平的燃烧器中或者补充的点火装置中组合燃烧以燃烧含硫化合物。虽然在产生电功时比Claus法更加能量有效，但所述方法仍是相对低效率的，和燃烧燃料可能会导致向环境排放二氧化碳和二氧化硫。

处理含硫化氢和/或二氧化碳的烃气体物流的其它方法从烃气体物流中分离出硫化氢和/或二氧化碳和将硫化氢和/或二氧化碳注入到地下地层中。这些方法需要功来分离、压缩和泵送硫化氢和二氧化碳进入地下地层。用于产生功的燃料通常通过燃烧部分由烃气体物流产生的天然气和/或其它燃料源来提供。燃烧燃料不够有效，且可能会导致向环境排放二氧化碳。

正如上文所述，处理含硫化氢的烃气体物流的方法是已知的，但通常不选择具有大于2vol％硫化氢的烃气体物流来开发，这是由于包括腐蚀、环境排放管理、处理的能量需求、和/或由相关的Claus法产生大量元素硫等多种担心造成的。因此，需要的是处理含烃和大量硫化氢和/或硫化氢和二氧化碳的组合的物流的有效的成本高效方法。

发明内容

本发明涉及一种方法，该方法包括：

提供含硫化氢和烃的原料气物流，其中所述原料气物流含有至少1vol％的硫化氢；

将至少部分原料气物流分离为硫化氢物流和烃气体物流，所述硫化氢物流含有比原料气物流更多体积百分比的硫化氢，和所述烃气体物流含有比原料气物流更少体积百分比的硫化氢；

处理烃气体物流，以产生天然气；和

燃烧超过三分之一体积的硫化氢物流，以产生热功。

附图说明

受益于如下优选实施方案的详细描述并参考附图，本发明的其它优点对本领域的熟练技术人员来说可能变得很明显，其中：

图1的示意图描述了用于处理高硫化氢含量的原料气物流以产生电功的系统的实施方案。

图2的示意图描述了由高硫化氢含量的原料气物流生产硫酸的实施方案。

图3描述了应用本发明的方法，可输出电功(MWe)与气体物流的硫化氢含量(vol％)的关系图的例子。

图4描述了应用Claus法，液化1千万公吨甲烷/日历年，以公吨/小时(mT/h)消耗的甲烷和以公吨/小时(mT/h)排放的二氧化碳与甲烷的体积分数(余量为硫化氢)的关系图的例子。