描述了预处理用于浮式液化天然气装置的天然气料流的方法。将天然气进料流引入位于船上的胺吸收单元和变温吸附单元中。变温吸附单元具有脱水循环和CO2脱除循环。监控船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO2含量或者二者。如果船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO2含量超过预定值，则变温吸附单元从脱水循环转换成CO2脱除循环。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】 早期国家申请的优先权要求 本申请要求2013年2月14日提交的美国申请No. 13/766,958的优先权。 专利
本专利技术涉及在漂浮环境如船中液化以前处理天然气的组合吸收和吸附方法。更具 体而言，它涉及液体由于船在海上自然摇晃、倾斜和移动而差分布于其中的吸收器中污染 物的脱除改进。 专利技术背景 天然气广泛用于工业和居民应用中。天然气的运输比液体运输更加困难。当天然 气田相对接近用户时，天然气通常通过管道运输。在天然气田位置遥远和/或使用者远离 天然气田的其它情况下，首先将天然气液化，然后以液化天然气（LNG)的形式运输。 在LNG装置中，必须将污染物，例如二氧化碳和硫化氢降至非常低的含量。例如， 进料气流中的二氧化碳含量在液化以前必须小于50ppmv以避免在系统中形成干冰。商业 上，这可通过使用溶剂吸收方法实现，例如使天然气与胺溶剂如单乙醇胺（MEA)或二乙醇 胺（DEA)接触例如以除去二氧化碳。胺在使用以后再生。其它0)2脱除方法是本领域中已 知的，例如深冷方法、吸附方法如变压吸附（PSA)和变温吸附（TSA)，以及膜基方法。 污染物脱除以后是将天然气输送通过分子筛脱水装置以将水脱除至Ippmv以下。 近年来，对于开发可将离岸天然气液化以运输的浮式LNG(FLNG)设备存在提高的 兴趣。FLNG设备可位于邻近离岸天然气井处以在将它装载在游轮上时将天然气液化，这消 除了需要在常规设备中液化以前在陆上取得天然气的管道。FLNG设备可根据需要从一个港 口移动至另一港口以服务小LNG田。 然而，在该容器上加工天然气必然遭遇陆地基设备未遭遇的问题。船的移动可产 生液体在分离塔中差的分布。塔内气-液相的质量传递效率由于差的分布而明显降低。在 FLNG预处理中，使用胺吸收器和再生器除去酸性气体。如果塔效率降低，则来自胺吸收器的 处理气体可能不能满足低酸性气体规格（例如小于50ppm CO2)，这会产生下游液化系统的 阻塞问题。 因此，需要可确保处理气体满足LNG进料规格的可靠方法。 专利技术概述 本专利技术的一个方面是预处理用于FLNG装置的天然气料流的方法。在一个实施方 案中，方法包括将天然气进料流引入位于船上的胺吸收单元中以降低硫、CO2或者二者的含 量以形成具有降低污染物的天然气进料流。将具有降低污染物的天然气进料流引入位于船 上的变温吸附单元中以降低H20、CO2或二者的含量。变温吸附单元具有脱水循环和CO 2脱 除循环。监控船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO2含量或者二者。如果 船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的〇)2含量小于或等于预定值，则变温吸 附单元以脱水循环操作。如果船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO2含量 大于预定值，则开始〇)2脱除循环。 在一些实施方案中，在至少一个0)2脱除循环以后，当船运动量或者降低硫的天然 气料流中的〇)2含量降至小于或等于预定值时，开始脱水循环。 附图简述 图1为关于用于处理LNG进料的现有技术系统的阐述。 图2A-C为关于变温吸附方法中使用四个吸附器的脱水循环的一个实施方案的阐 述。 图3A-D为关于变温吸附方法中使用四个吸附器的0)2脱除循环的一个实施方案 的阐述。 专利技术详述 本专利技术涉及在FLNG设备中预处理LNG进料的方法。该方法使用常规胺技术以从 天然气中除去酸性气体，其后是当FLNG容器的运动或0)2含量在预定极限以下时，进行变 温吸附（TSA)方法以除去水。如果FLNG容器运动和/或CO2含量在预定极限以上，则使用 TSA系统除去从胺方法中滑流的酸性气体。本专利技术提供FLNG预处理的可靠方法以提供可满 足LNG进料规格的处理天然气。 图1显示在胺吸收单元10中处理天然气进料5。将来自胺吸附单元10的流出物 15送入TSA单元20中。将来自TSA单元20的流出物25送入液化单元30中。胺吸附单 元10从天然气进料流中除去硫和/或CO2。胺吸附单元10通常包括吸收器和再生器。如 本领域技术人员所理解，胺吸收/再生塔的数目可取决于气体流速和/或进料流中的〇)2含 量变化。TSA单元20从天然气料流中除去水。如本领域技术人员所知，TSA塔的数目可取 决于气体流速和/或所用TSA循环变化。 相同吸附器可在TSA单元中用于脱水和0)2脱除，尽管关于CO2的吸附能力比关于 水的低得多。因此，〇)2脱除的循环时间通常比脱水更短。关于脱水循环，每个床的进料时 间或吸附时间通常比关于〇)2脱除的更长。另外，由于水与CO2相比较高的吸附热，脱水的 热再生时间通常也比ay兑除更长。对于相同的床尺寸，冷却时间通常对两个循环而言是 接近的。 如果脱水TSA和0)2脱除TSA设计用于处理相同量的进料气体，则CO 2脱除TSA需 要一个另外的吸附器。 对于FLNG应用，该另外的吸附器可用于降低由于海水运动来自胺单元的CO2滑流 (C02>50ppm)导致的CO2含量。 脱水TSA循环包括加热步骤、冷却步骤和空闲步骤。在加热步骤期间，将至少一个 第一床中供入至少一部分具有降低污染物的天然气进料流，将第二床加热，且第三床是空 闲的。在冷却步骤中，将至少一个第一床中供入至少一部分具有降低污染物的天然气进料 流，将第二床冷却，且第三床是空闲的。在空闲步骤中，将至少一个第一床中供入至少一部 分具有降低污染物的天然气进料流，且第二和第三床是空闲的。 在0)2脱除循环中，将至少一个第一床中供入至少一部分具有降低污染物的天然 气进料流，将第二床冷却，并将第三床加热。重复脱水和〇)2脱除循环以使各个床再生。 监控船的运动或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO2含量或者二者。监控 船运动的颠簸（前后）和/或摇晃（侧-侧运动）。关于船运动的合适监控器包括但不限 于加速计和陀螺仪。关于CO2含量的合适监控器包括但不限于CO 2传感器和气相色谱仪。 如果运动或CO2含量（或二者）大于预定值，则脱水循环结束，并且开始CO 2脱除 循环。当运动或〇)2含量降至小于或等于预定值时，系统转换返回脱水循环。 当运动或CO2含量大于预定值时，系统确定TSA单元处于哪个步骤：加热、冷却或 空闲。如果TSA单元处于加热步骤，则开始过渡步骤，其中第二床继续加热直至加热步骤完 成。在过渡步骤期间，向至少一个第一床和第三床中相等地供入具有降低污染物的天然气 进料流。当加热步骤完成时，开始〇)2脱除循环。 如果TSA单元处于冷却或空闲步骤，则开始0)2脱除循环。 关于CO2含量的预定值通常为50ppm以防止在液化方法期间形成干冰，但取决于 系统和液化方法所需的条件，它可以为较高或较低的。 关于船运动的预定值为导致液体在胺塔和/或再生塔中差的分布的运动水平。它 通常对永久倾斜（倾斜和/或削减）而言1度，以及对角动（颠簸和/或摇晃）而言2. 5-4 度。 用于TSA单元的合适吸附剂包括但不限于分子筛、氧化铝、硅胶、混合氧化物吸附 剂或其组合。在一些实施方案中，吸附剂为分子筛。合适的分子筛包括但不限于沸石X、沸 石A、沸石Y或其组合。 如果TSA单元中存在三个床，则存在一个第一床，并将全部具有降低污染物的天 然气料流供入它中。如果存在四个（或更多个）床，则存在两个（或更多个本文档来自技高网...
【技术保护点】
预处理用于浮式液化天然气装置的天然气料流的方法，其包括：将天然气进料流引入胺吸收单元中以降低硫、CO2或二者的含量以形成具有降低污染物的天然气进料流，所述胺吸收单元位于船上；将具有降低污染物的天然气进料流引入变温吸附单元中以降低H2O、CO2或二者的含量；变温吸附单元位于船上；变温吸附单元具有脱水循环和CO2脱除循环；监控船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO2含量或者二者；如果船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO2含量小于或等于预定值，则变温吸附单元以脱水循环操作；和如果船运动量或者具有降低污染物的天然气进料流中的CO2含量大于预定值，则开始CO2脱除循环。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：L·周，S·董，M·肖特，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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