的整体方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及去除烃原料流中包含的硫组分和二氧化碳以回收纯化流中的天然二 氧化碳。更具体地，本发明涉及从包含C02、H2S和其他硫污染物的酸气中回收高质量天然 CO2的方法，如此随后可将所述回收的高质量天然CO2分离或用于提高油的回收（E0R)。此 外，本发明涉及用于实施这种方法的装置。
【背景技术】
[0002] 天然气或由地质贮水池生产的与石油产品有关的气体，或精炼厂酸气经常包含酸 污染物，例如二氧化碳和/或硫化氢和/或其他的硫污染物，例如氧硫化碳、二硫化碳和硫 醇。对于这些气体流的大部分应用，取决于应用和污染物种类需要部分或几乎完全去除酸 污染物。
[0003] 从烃气流中去除二氧化碳和/或硫化氢和/或其他的硫污染物的方法是现有技术 已知的。
[0004] 去除酸污染物的一种常规的方法是利用溶剂例如化学溶剂（基于胺的溶剂）、混 合溶剂或物理溶剂。这些溶剂已在本领域中大量公开。然而，如果酸气中存在可观的硫化合 物水平，去除硫化氢的最常规的方法是将所述硫化氢转化为无危险的副产物例如元素硫。 克劳斯法是一种已知的硫回收方法，允许通过将其送入硫回收装置（SRU)而将硫化氢转化 为元素硫。
[0005] 在一些实施方式中，将剩余的H2S痕迹捕获于设置在克劳斯装置的出口的尾气 处理装置（TGTU)以显著增加硫回收，然后再循环入克劳斯装置。TGTU将不在硫回收装置 (SRU)中转化的少量的硫化合物（〈5% )转化为硫化氢（H2S)并将其再循环回SRU以额外 加工。TGTU由至少四个设备组成：加氢反应器、废热交换器、骤冷塔和酸气吸收塔。
[0006] 将SRU尾气加热并送至加氢反应器，其中基本上所有的硫化合物被转化为H2S。将 来自加氢反应器的气体在废热交换器和骤冷塔中冷却。然后将冷却的气体送至酸气吸收 塔，其中胺去除气流中所包含的H2S和一些CO2。将从胺去除的H2S和0) 2在塔顶冷凝器中 冷却（并去除水）并再循环至硫回收装置以额外加工成硫。在TGTU出口回收天然CO2。其 被来自用于克劳斯燃烧的燃烧剂的大量氮气稀释。为了回收纯化的OV流，可使用利用溶剂 (例如胺溶剂，如甲基乙醇胺（MEA))的0)2捕获技术。然而，由于CO2在大容量氮气中被稀 释，基于胺的CO2捕获装置需要大尺寸设备，从而导致巨大的CAPEX和0ΡΕΧ。
[0007] 此外，焚烧炉通常与基于胺的CO2捕获装置的出口连接，以焚烧氮气、氢气、一氧化 碳和硫污染物的残留痕迹。
[0008] 在基于胺的CO2捕获装置的出口回收天然CO 2的纯化流，然而这种CO 2流以不满足 某些规范的这种数量包含硫化氢，且更具体地这种纯化的〇)2不能用于提高油的回收（EOR) 应用。
[0009] 因此，需要一种方法，其允许从包含酸性化合物C02、H2S和其他硫污染物的烃原料 气流中回收高质量天然CO2，所述天然0)2与现有技术相比其具有较好的纯度。
[0010] 发明简沐
[0011] 方法
[0012] 本发明的目的是一种处理包含至少二氧化碳和硫化氢的烃原料气流以回收高质 量纯化CO2气流的方法，所述方法包括以下步骤：
[0013] a.将所述烃原料气流分离为（i)脱硫烃气流，和（ii)酸气流，包含至少二氧化碳 和硫化氢；
[0014] b.将所述酸气流（ii)引入克劳斯装置中，从而回收（iii)元素硫的液流和（iv) 尾气，主要包含氮气、二氧化碳、二氧化硫和硫化氢；
[0015] c.将排出的尾气（iv)引入加氢反应器中，然后引入尾气处理装置（TGTU)的骤冷 接触器，从而回收（V)氢化尾气流，主要包含氮气、氢气、一氧化碳、二氧化碳和硫化氢；
[0016] d.将所述氢化尾气（V)与非选择性的基于胺的溶剂在非选择性的TGTU的酸气吸 收装置中接触，从而回收（vi)废气，主要包含氮气、氢气和一氧化碳和（vii)富含二氧化碳 和硫化氢的气流；
[0017] e.将所述废气（Vi)送入焚烧炉；
[0018] f.将所述富气流（vii)与选择性的H2S-吸收溶剂在选择性的H2S-吸收装置中接 触，从而回收（viii)高度纯化的CO2气流和（ix)富含H2S的气流。
[0019] 在一个实施方式中，将原料气流在步骤a)中分离为（i)脱硫烃气流，和（ii)包含 二氧化碳和硫化氢的酸气流。所述分离可以通过传统的脱硫方法利用化学溶剂、混合溶剂 或物理溶剂来进行。
[0020] 在一个实施方式中，混合溶剂包含胺、水和和硫代二甘醇（TDG)。优选地，胺选自二 乙醇胺（DEA)、甲基二乙醇胺（MDEA)、羟基乙基哌嗪（HEP)、哌嗪（PZ)及其混合物。
[0021] 在一个实施方式中，用于TGTU的非选择性的酸气吸收装置的非选择性的基于胺 的溶剂是单乙醇胺（MEA)。
[0022] 在一个实施方式中，TGTU进一步包含原料在线炉或尾气加热器。酸气吸收装置可 以基于胺。
[0023] 在一个实施方式中，用于选择性的H2S-吸收装置的选择性的H2S-吸收溶剂是甲基 二乙醇胺（MDEA)。优选地，所述选择性的H2S-吸收溶剂是包含胺、水和硫代二甘醇（TDG)的 混合溶剂。优选地，所述胺选自二乙醇胺（DEA)、甲基二乙醇胺（MDEA)、羟基乙基哌嗪（HEP) 和哌嗪（PZ)。
[0024] 在一个实施方式中，将在选择性的H2S-吸收装置的出口处回收的富含H2S的气流 (ix)向克劳斯装置的上游再循环或直接再循环至克劳斯装置。
[0025] 在一个实施方式中，富含H2S的流可以包含至少25 %的硫化氢，优选至少40 %的 硫化氢，更优选至少50 %的硫化氢。
[0026] 在一个实施方式中，通过本发明方法获得的高度纯化的OV流可以包含低于 250ppm的H2S,尤其是低于IOOppm的H2S。
[0027] 装置
[0028] 本发明还涉及用于进行如上所述的方法的装置，以及通过本方法获得的纯化气 流。
[0029] 本发明装置沿流动方向包含：
[0030] 酸气去除装置；
[0031] 克劳斯装置；
[0032] 尾气处理装置，包含加氢反应器、骤冷接触器和非选择性的酸气吸收装置；
[0033] 选择性的H2S-吸收装置；和
[0034] 焚烧炉。
[0035] 在一个实施方式中，酸气去除装置是基于胺的溶剂。
[0036] 在一个实施方式中，尾气处理装置进一步包含原料在线炉或尾气加热器。非选择 性的酸气吸收装置基于胺。
[0037] 在一个实施方式中，用于TGTU的非选择性的酸气吸收装置的非选择性的基于胺 的溶剂是单乙醇胺（MEA)。
[0038] 在一个实施方式中，装置包含用于将在选择性的H2S-吸收装置的出口处回收的富 含H2S的气流向克劳斯炉的上游再循环或直接再循环至克劳斯炉的线路。
[0039] 在一个实施方式中，富含H2S的气流可以包含至少10 %的硫化氢，优选至少20% 的硫化氢，更优选至少80 %的硫化氢。
【附图说明】
[0040] 图1是如现有技术已知的传统的CO2回收装置的示意图。
[0041] 图2是用于进行本发明方法的高质量天然CO2回收装置的示意图。
[0042] 发明详沐
[0043] 根据本发明的方法用于处理包含酸污染物的烃原料气流，例如天然气流。酸污染 物主要由二氧化碳和硫化氢组成。然而，气流也可以包含其他的酸污染物，例如硫醇和/或 氧硫化碳和/或二硫化碳等。
[0044] 通常，烃原料气流可以包含5% -70 %的CO2，特别是7% -40 %的CO2，更特别是 10% -20%的 CO2，和 1% -40%的 H2S,特别是 2% -20%的 H2S,更特别是 3% -10%的 H2S。
[0045] 根据本发明方法的步骤a)，将所述烃气流分离为⑴脱硫烃气流，和（ii)酸气流， 包