[发明专利]烃气体的脱碳方法

说明书

一种使用溶剂对烃气体进行洗涤从而使例如天然气的烃气体脱碳的工艺。使所述气体与吸收剂溶液接触以得到CO₂贫化的气体和加载有CO₂的吸收剂溶液。在预定的压力和温度下加热加载有CO₂的吸收剂溶液并使其膨胀以释放含烃的气体馏分并得到烃贫化的吸收剂溶液，经过选择的所述温度和所述压力使所述气体馏分至少含有所述加载有CO₂的吸收剂溶液中所含烃的50％，且最多含有所述加载有CO₂的吸收剂溶液中所含CO₂的35％。最后，对烃化合物贫化的吸收剂溶液进行热再生以释放富含CO₂的气体流出物并得到再生吸收剂溶液。

发明领域

本发明涉及一种使例如天然气的烃气体脱碳的方法，该方法使用溶剂对烃气体进行洗涤。具体而言，本发明提供一种在再生之后从被溶剂吸收的酸性气体的主要部分中分离出被溶剂共吸收的烃的主要部分的方法。从而，该方法允许再生器顶部的烃含量受到控制。

背景技术

本领域技术人员熟知使用可热再生的液体溶剂来萃取气体，尤其是天然气中所含的酸性化合物。最常用的溶剂的例子为水性胺溶液和一些物理溶剂如环丁砜、甲醇、N-甲酰基吗啉、乙酰基吗啉、碳酸异丙烯酯。

这些方法通常包括通过使待处理的气体在运行于该气体的压力之下的吸收器中与再生溶剂接触来萃取该待处理的气体中所含CO₂的阶段，然后进行热再生阶段，所述热再生阶段的压力通常略高于大气压，通常在1～5巴之间，优选在1.5～3巴之间。该热再生通常在柱中进行，所述柱的底部装有再沸器，顶部具有冷凝器，该冷凝器对再生中释放的酸性化合物进行冷却并使冷凝物作为回流循环至再生器的顶部。

当待处理的气体的压力明显高于大气压时，例如在待处理的天然气的压力在70巴的量级的情况下，在吸收器底部得到的富含酸性气体的溶剂可含有大量溶解烃。然后，常规的做法是实施一个释放这些被富含酸性气体的溶剂的简单膨胀所蒸发的溶解烃。在待处理的原料气体的压力与热再生阶段的压力之间的中间压力下实施该膨胀，一般在5～15巴的量级之间。从而，能被用作燃烧气体的含有更轻质溶解烃的气体被从富含CO₂的溶剂中分离出来，所述更轻质溶解烃占所述气体的大部分体积。有时利用来自加热阶段的再生溶剂物流洗涤该气体以对膨胀时所释放的酸性化合物进行再吸收。对膨胀所释放的气体进行的洗涤通常在直接置于分离器罐上的柱中进行，该柱位于气体和膨胀液体之间。从而，含酸性化合物的溶剂与经过膨胀的溶剂直接混合并被输送至热再生阶段。

为了降低这些方法的耗热量，通常实施使膨胀后的富溶剂与再生柱底部所得的热的再生溶剂进行热交换的步骤。

对这些溶剂的再生生成了富含酸性化合物的气体流出物。当原料气体含有大量重质烃(例如数百ppmv)时，发现这些气体以较高比例存在于再生器顶部的酸性气体中。确实，虽然对再生器底部所得到的富含酸性气体的溶剂进行的膨胀阶段允许释放大部分溶解于吸收器底部的溶剂中的轻质烃(甲烷、已烷等)，但是其不允许萃取大部分更重的化合物。由此，通常在再生器顶部得到可含数百ppmv的烃的酸性气体。酸性气体中的这些化合物中的大部分包括VOC(挥发性有机化合物)含量的增加，并可导致无法满足VOC规格。在排气孔道中，VOC由以下烃化合物组成：直链烷烃(有时不包括甲烷)、环烷烃、芳族化合物(苯、甲苯、乙苯和二甲苯)。然后需要提供例如燃烧等包含昂贵的装置且高能耗(燃烧气体消耗量)的酸性气体后处理阶段。

酸性气体有时被再次注入油井中以促进萃取阶段(EOR)的进行，尤其是在脱碳的情况下。因此对饱和水蒸气的酸性气体进行压缩是必要的。该需要多个阶段的压缩生成冷凝水。随后在这些水性冷凝物中发现了存在于酸性气体中的烃，这大大增加了需要用来去除污染烃(尤其是芳族化合物)的处理相关冷凝物的成本。

为了克服这些缺陷，可以将存在于酸性气体中的烃吸附于合适的材料(例如活性炭)之上。该方法需要附加的处理装置，该处理装置可能需要昂贵的投资(可再生的吸收剂的场合)或运行成本(不可再生的吸收剂的场合)。