[发明专利]冷溶剂和酸气脱除的集成

说明书

从天然气料流分离杂质的方法。在膜分离系统中从所述天然气料流分离CO₂和H₂S，从而产生经部分处理气体料流和渗透气体料流，两者都处于比所述天然气料流更低的温度下。使所述经部分处理气体料流与第一贫溶剂料流在第一接触器中接触以从所述经部分处理气体料流分离H₂S，从而产生第一富溶剂料流和经完全处理气体料流。使所述渗透气体料流与第二贫溶剂料流在第二接触器中接触以从中分离H₂S以产生第二富溶剂料流和CO₂气体料流。从所述第一和第二富溶剂料流除去H₂S和CO₂，从而产生所述第一和第二贫溶剂料流。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月21日提交的标题为“冷溶剂和酸气脱除的集成(INTEGRATION OF COLD SOLVENT AND ACID GAS REMOVAL)”的美国专利申请号62/548,171的优先权利益，该文献的全部内容通过参考引入本文。

本申请涉及于2017年8月21日提交的标题为“冷溶剂和酸气脱除的集成”的美国临时专利申请号62/548,172(与其具有共同发明人和受让人并在同一日提交)，该文献的公开内容全文引入本文作为参考。

背景技术

技术领域

本公开内容总体上涉及从气体料流，例如天然气料流分离杂质。更具体地说，本公开内容涉及经由使用膜分离技术控制气体料流的温度，例如，以降低所述气体料流和溶剂的反应温度。

相关技术的描述

本节旨在介绍可能与本公开相关的本领域的各个方面。该讨论旨在提供有助于更好地理解本公开内容的特定方面的框架。因此，应理解，本节应该从这个角度来阅读，而不一定作为对现有技术的承认。

膜通过优先使酸气(例如，CO₂和H₂S)透过该膜至较低压力来工作，这冷却了工艺气体和渗透物两者。膜是主体脱除技术(a bulk removal technology)，所以除去H₂S(和有时CO₂，但是那些应用不是这里的焦点)的胺基净化步骤(an amine-based clean-up step)几乎总是被要求来满足管道气技术要求。

位阻胺，例如Flexsorb/SE经设计以优先除去H₂S并让CO₂与经处理气体一起滑过。所述胺通过相比CO₂与H₂S更加迅速地反应而达到选择性H₂S除去。变成对H₂S具有选择性的价值在于在该系统中要求更少的胺分子来除去H₂S，因为进行更少的与CO₂的副反应。工业中众所周知的是，在更冷的温度(50-80°F)下，与CO₂的反应显著地减慢，并且反应变得甚至进一步对H₂S具有选择性。已经发现，通过在接触气体料流之前将溶剂本身冷却可以进一步增强对H₂S的选择性，从而将溶剂循环减少高达一个数量级。此种溶剂冷却进一步降低CO₂反应速率。此外，在气体料流和胺溶剂之间提供非常短的接触时间容许所述胺仅有吸收H₂S的足够时间，但是太少接触时间而不与明显量的CO₂反应。因此，CO₂滑过越多，要求溶剂越少。因此将有利的是提供一种方法和/或系统，其减少在用膜分离系统运转的接触器中使用的胺溶剂的要求量。

发明内容