[发明专利]从井场酸气稳定和远程回收酸气体级分

说明书

技术领域

本发明涉及烃回收和处理领域，更具体地涉及从井场气体中安全和经济地回收硫化氢和其他酸气体级分的方法。

背景技术

从一些地层产生的天然气流包含大量不同的酸气体级分，例如硫化氢（H₂S）、二氧化碳（CO₂）等。这些天然气流（在井场处称为“酸气”）必须被纯化，且在酸气体级分在被送至市场之前必须被除去。除去这些酸气体级分的过程在工业上称为使井场酸性天然气流“降低酸性”。

存在各种降低天然气流酸性以从天然气流中除去酸气体级分的方法。在过去，降低天然气流酸性的最基本的方法之一为从天然气流中回收那些酸气体级分并在井场简单地燃烧它们，将它们再注回至地面中（例如在废井或者地下洞穴中），或者在工厂中加工它们以制得单质硫。除了与这类方法相关的费用外，在存在很多负面的环境影响。此外，在井场进行燃烧具有另一显著的经济劣势，即当酸气被燃烧或处置时，酸气实际的酸组分不以任何方式用作积极的收入来源。此外，单质硫具有极低的市场价值，随着世界各地硫的产生增加，从酸气中产生的单质硫充其量仅是较小的收入来源。

酸气的安全处理和从酸气中去除酸气体级分在某些烃回收项目的可行性方面是重要的经济因素。在过去需要例如从天然气流除去硫化氢和其他酸气体级分的情况下，在过去使用溶剂吸收法，由此将来自井场的气流传送至中央处理设备，其中硫化氢或其他确定的非所需酸气体级分通过溶剂吸收或其他类似的技术加以去除。但是这类回收方法的物理设备成本是巨大的，因为在那样的环境下，需要将包含酸气体级分的气流以管输送至中央处理位置，且需要构建的管道必须耐酸气体腐蚀。必须使用高成本材料，即便如此这也不能完全确保防止与腐蚀相关的故障发生，所述故障几乎总是导致人类和家畜的死亡事故或严重的健康伤残，更不用说对植物群和动物群的损害。因此，需要不断地定期进行昂贵的管道检查和监视服务。一旦特定的井坏了，则那个管道变得多余或无用的且需要被废弃，这带来特定的经济问题。

过去已经尝试的作为将烃流管道输送至中央处理位置以从中回收或除去酸气体级分的替代方案，已经尝试着就地开发回收设备。再次，安装例如这样的酸回收装置的工厂成本可能是惊人的（基于单个单元），并且作为具有数百个井的生产商，如果在每个井场处都需要例如这样的酸回收装置，则基于此进行的酸回收的基础设备的成本变得不切实际。

为了从酸气中回收酸气体级分而对酸气的纯化或清洁，除了在某些油和气项目中主要从经济考虑以外，可能还主要关注安全性和环境问题（如果不合适地进行处理或突破了回收的方法或装置）。在例如将原天然气流管道输送至中央处理位置以从中除去酸气体级分的情况下，如果在管道中存在裂口，则可能导致对生命和财产的重大损害。除了这种酸气体级分的实际的环境排放问题之外，还存在与维护这些管道并最小化或避免管道破裂的风险相关的人类风险和安全因素。由这类管道破裂导致的气体泄漏不能以任何方式得以控制，它们任由天然风和空气对流气流的支配而将它们分散至低的浓度水平。

发明内容

在一个方面，提供从在井场处获得的天然气中回收酸的方法。该方法包括：在井场处从天然气中将至少一种酸气体级分吸收至溶剂中以形成酸性降低的天然气和包含至少一种酸气体级分的富溶剂，以及将富溶剂传送至远程处理地点；以及在远程处理地点从富溶剂解吸所述至少一种酸气体级分，得到酸气体和贫溶剂。

在另一方面，提供从在井场处获得的天然气中回收酸的方法。该方法包括：在井场处预处理天然气以从天然气除去冷凝物，所述冷凝物包括水；在井场处从天然气吸收至少一种所选的酸气体级分至溶剂中以形成酸性降低的天然气和包含至少一种酸气体级分的富溶剂，所述酸气体级分至少包括硫化氢；将富溶剂运送至远程处理地点；将酸性降低的天然气运送至不同于远程处理地点的场所；在远程处理地点从富溶剂解吸至少一种酸气体级分，从而得到酸气体和贫溶剂；以及将由解吸富溶剂产生的贫溶剂运送回至井场并使用所述贫溶剂从在其他井场获得的天然气中吸收其他的至少一种酸气体级分。

在本发明的方法的一个变体中，设想一些酸气体级分的区域性隔绝，接着通过将它们吸收至富溶剂中而进行传送以用于其他物质的远程回收。具体地设想例如在吸收硫化氢或其他酸气体级分（其需要从酸性天然气中去除）之后，贫溶剂（通过在远程中心站场所处从富溶剂中除去那些酸气体级分而获得）可经过再循环而在井场处重新用于第二吸收步骤中，在井场处可吸收二氧化碳，接着立即在井场处解吸以进行处置或进一步加工。仅仅由于大量二氧化碳（其通常需要从酸气中净化）而需要在井场处去除二氧化碳而不是传送包含大量二氧化碳的富溶剂。