烃气体的脱碳方法
【专利说明】轻气体的脱碳方法 发明领域
[0001] 本发明设及一种使例如天然气的控气体脱碳的方法，该方法使用溶剂对控气体进 行洗涂。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控的主要部分的方法。从而，该方法允许再生器顶部的控含量受到控 制。
【背景技术】
[0002] 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下讽、甲醇、N-甲 酷基吗嘟、乙酷基吗嘟、碳酸异丙締醋。
[0003] 运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0)2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己之间，优选在1. 5~3己之间。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。
[0004] 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 己的量级的情况下，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控。然后，常 规的做法是实施一个释放运些被富含酸性气体的溶剂的简单膨胀所蒸发的溶解控。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己 的量级之间。从而，能被用作燃烧气体的含有更轻质溶解控的气体被从富含C〇2的溶剂中 分离出来，所述更轻质溶解控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 剂物流洗涂该气体W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 的洗涂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。 阳〇化]为了降低运些方法的耗热量，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。
[0006] 对运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 质控（例如数百ppmv)时，发现运些气体W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控（甲烧、已烧等），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的控的酸性气体。酸性气体中的运些化合 物中的大部分包括V0C(挥发性有机化合物）含量的增加，并可导致无法满足V0C规格。在 排气孔道中，V0C由W下控化合物组成：直链烧控（有时不包括甲烧）、环烧控、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。
[0007] 酸性气体有时被再次注入油井中W促进萃取阶段巧OR)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。随后在运些水性冷凝物中发现了存在于酸性气体中的控，运大大增加了需要用来去 除污染控（尤其是芳族化合物）的处理相关冷凝物的成本。
[0008] 为了克服运些缺陷，可W将存在于酸性气体中的控吸附于合适的材料（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）。
[0009] 本发明提供一种简单而廉价的方法，该方法只需要少量的附加装置，该附加装置 在再生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控的主要部分。本 方法是通过使用LP(低压）闪蒸系统来实现的，该闪蒸系统允许再生器顶部的控含量受到 控制。
[0010] 从而，本方法允许再生器顶部的控含量受到控制，运带来了W下益处：
[0011] 通过对LP闪蒸系统的压力和溫度进行最优化，可W得到无需经过后处理阶段就 可W排入大气的酸性气体，该酸性气体通常需要满足V0C含量方面（尤其当芳香化合物存 在时）的环境标准，然后才可W在没有专口用于破坏存在于酸性气体中的控的燃烧器的情 况下运行。当然，虽然对LP闪蒸罐的通风孔道进行净化的燃烧器是必要的，但其更小，因为 待燃烧的气流小得多（酸性气体流速的5~15% )，待燃烧的气流降低，用于燃烧的燃料气 体的消耗量也明显降低，通过本发明，待再生的胺流稍有降低，根据再生器的尺寸和再沸器 的进料，还实现了增益，对于脱碳应用，通过本发明得到的酸性气体含有水和0)2、W及少得 多的控。如果为了提高原油采收率而将酸性气体再次注入，通常对于净化从多个压缩阶段 萃取得到的冷凝物（运里指水）的必要的处理则大大减少，甚至取消。由于水的纯度，水可 W在一些情况下被直接循环至胺装置，降低了补充水的消耗量，W达到环境标准，由于本发 明的方案的低燃烧气体消耗量，本方法的能耗得到了显著降低。
【发明内容】
[0012] 总的来说，本发明设及一种使例如天然气的控气体脱碳的方法，该方法使用溶剂 对控气体进行洗涂，包括实施W下阶段：
[001引a)使所述气体与吸收剂溶液接触W得到％贫化的气体和加载有C0 2的吸收剂溶 液；
[0014]b)在预定的压力和溫度下加热加载有0)2的吸收剂溶液并使其膨胀W释放含控的 气体馈分并得到控贫化的吸收剂溶液，经过选择的所述溫度和所述压力使所述气体馈分至 少含有所述加载有C〇2的吸收剂溶液中所含控的50%，且最多含有所述加载有C0 2的吸收 剂溶液中所含0)2的35% ;
[0015]C)对控贫化的吸收剂溶液进行热再生W释放富含0)2的气体流出物并得到再生吸 收剂溶液。
[0016] 根据本发明，可W对压力和溫度进行选择W使气体馈分至少含有加载有(?的吸 收剂溶液中所含控的70%，且含有小于加载有0)2的吸收剂溶液中所含C0 2的30%。
[0017] 溫度的范围可W在阶段a)后所得的加载有(?的吸收剂溶液的溫度与阶段C)后 所得的再生吸收剂溶液的溫度之间，且压力高于大气压。 阳01引溫度的范围可W在例如50°C~140°C之间，且压力的范围可W在1. 5~6己之间。
[0019] 根据本发明，阶段c)中所得的再生吸收剂溶液的至少一部分被作为吸收剂溶液 循环至阶段a)。
[0020] 根据一种实施方式，在阶段b)之前，加载有0)2的吸收剂溶液在压力P2和一个溫 度下膨胀，所述压力P2的范围在阶段b)中所用的压力与阶段a)中所用的压力之间，所述 溫度与阶段a)后所得到的所述加载有C〇2的吸收剂溶液的溫度基本相同。压力P2的范围 可在5~15己之间。
[0021] 根据本发明，吸收剂溶液可W包括胺或胺的混合物的水溶液。胺可W选自伯胺、仲 胺、空间位阻仲胺、叔胺、W及叔胺与伯胺或仲胺的混合物。 阳02引伯胺可W单独或W混合物的形式选自单乙醇胺（MEA)、氨基乙基乙醇胺（AEEA)、 二甘醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇及其N未取代衍生物。
[0023] 仲胺可W单独或W混合物的形式选自二乙醇胺值EA)、二异丙醇胺值IPA)、赃嗦 及其至少有一个氮原子未被取代的衍生物、吗嘟及其N未取代衍生物、赃晚及其N未取代衍 生物、N-(2'-径乙基）-2-氨基-2-甲基-1-丙醇、N-(2'-径丙基）-2-氨基-2-甲基-1-丙 醇、N-(2' -径下基）-2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
[0024]叔胺可W单独或W混合物的形式选自甲基二乙醇胺（MDEA)、S乙醇胺（TEA)、 乙基二乙醇胺、二乙基乙醇胺、二甲基乙醇胺、1-甲基-4-(3-二甲基氨基丙基）-赃嗦、 1-乙基-4-(二乙基氨基乙基）、1-甲基-4-径基-赃晚、1-甲基-2-径甲基-赃晚、 1,2-双-(2-二甲基-氨基-乙氧基）-乙烧、双（二甲基氨基-3-丙基）酸、双（二乙基氨 基-3-丙基）酸、（二甲基氨基-2-乙基）-(二甲基氨基-3-丙基）-酸、（二乙基氨基-2-乙 基）-(二甲基氨基-3-丙基）-酸、（二甲基氨基-2-乙基）-(二乙基氨基-3-丙基）-酸、 (二乙基氨基-2-乙基）-(二乙基氨基-3-丙基）-酸、N-甲基-N-(3-甲氧基丙基）-2-氨 基乙醇、N-甲基-N-(3-甲氧基丙基）-1-氨基-2-丙醇、N-甲基-N-(3-甲氧基丙基）-1-氨 基-2-下醇、N-乙基-N- (3-甲氧基丙基）-2-氨基乙醇、N-乙基-N- (3-甲氧基丙基）-1-氨 基-2-丙醇、N-乙基-N-(3-甲氧基丙基）-1-氨基-2-下醇、N-异丙基-N-(3-甲氧基丙 基）-2-氨基乙醇、N-异丙基-N-(3-甲