[发明专利]与增强的选择性污染物除去方法相关的设备和系统

说明书

本文提供了从气态料流分离CO₂和H₂S的系统和方法。所述系统包括与紧凑接触技术单元一起用来从气态料流除去H₂S的选择性溶剂。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年9月14日提交的标题为APPARATUS AND SYSTEM FORENHANCED SELECTIVE CONTAMINANT REMOVAL PROCESS RELATED THERETO的美国专利申请62/394,489的优先权权益，所述文献的全部内容通过参考引入本文。

技术领域

本发明技术涉及与增强的选择性污染物除去方法有关的系统和方法。特别地，所述系统和方法涉及从气态料流除去污染物，例如硫化氢(H₂S)的除去方法。

背景技术

本节旨在介绍可能与本发明技术的示例性实施方案有关的领域的各个方面。这种描述认为有助于提供便于更好了解本发明技术的特定方面的框架。因此，应理解，本节应按此目的进行阅读，而不一定是作为对现有技术的确认。

从储层生产烃伴随着非烃气体的偶然产生。此类非烃气体包括诸如硫化氢(H₂S)和二氧化碳(CO₂)之类的污染物。当H₂S或CO₂与产出料流中的烃一起产生时，所述产出料流可以是粗天然气料流，其可以包括甲烷和/或乙烷并可以称为“酸性”天然气。所述H₂S和CO₂通常称为“酸气体”。

典型地处理酸性天然气以除去或降低H₂S和CO₂的量，然后将它用作燃料或用于其它加工。作为实例，对于LNG应用，除去H₂S和CO₂的一部分以提供具有低水平污染物(例如，按体积计小于大约50份/百万份(ppmv)CO₂且小于大约4ppmv H₂S)的料流。作为另一个实例，对于管线应用，应该将H₂S除去至非常低的水平，例如，小于大约4ppmv，同时CO₂可以除去至更少的程度。

为了除去污染物，深冷气体方法或基于溶剂的、更高温度方法常用于从粗天然气料流除去CO₂以防止管线冻结和孔口堵塞。另外，特别是对于H₂S去除，可以用溶剂处理含烃料流或天然气料流。溶剂可以包括化学溶剂，例如胺，和/或物理溶剂。用于酸性气(sourgas)处理的胺的实例包括单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)，和甲基二乙醇胺(MDEA)。所述基于胺的溶剂依靠与酸气(acid gas)的化学反应，这称为“气体脱臭(gas sweetening)”。此种化学反应一般比物理基溶剂(physical-based solvent)更加有效，尤其是在小于大约300磅/平方英寸，绝对压力(psia)(2.07兆帕斯卡(MPa))的进料气压力下。

作为所述气体脱臭方法的结果，进一步加工经处理或“脱臭”的气体料流。所述脱臭气体料流基本上不含H₂S和CO₂。可以通过冷凝出更重质烃气而进一步加工所述脱臭气体料流以便液体回收。如果H₂S和CO₂的浓度足够低(例如，所述料流满足相应的规格)，则所述脱臭气体料流可以销售到管线中或可以用作液化天然气(LNG)进料。另外，脱臭气体料流可以用作气至液工艺的原料，然后最终用来制造蜡、丁烷、润滑剂、二醇或其它石油基产品。

常规设备典型地包括大型塔基工艺，其用来从气态料流除去H₂S和CO₂中的一些并往往占用空间数平方米和重数百吨。重量和尺寸对于偏远的陆上加工应用、离岸的加工应用和海下加工作业是成问题的，这些场合优选较小设备。另外，常规设备的输送和组装对于通常在偏远位置进行的偏远作业，例如某些页岩气生产作业是困难的。