从天然气中除去污染物制造技术

一种从含有水和酸性物质的天然气进料物流中除去污染物的方法，该方法包括以下步骤：在第一容器（１２）中将天然气进料物流冷却至水合物形成的第一操作温度，和从第一容器（１２）中移出脱水的气体物流（３４）；以及在第二容器（１４）中将脱水的气体冷却至固体酸性物质形成或该酸性物质溶于液体中的第二操作温度，和从第二容器（１４）中移出脱水、脱硫的气体物流（６２）。

【技术实现步骤摘要】
从天然气中除去污染物本专利技术是申请日为2004年2月4日，申请号为200480003633.2，专利技术名称为“从天然气中除去污染物”的中国专利技术专利申请的分案申请。本专利技术涉及一种通过形成固体污染物以及后续适当地熔化该固体污染物，以从天然气进料物流中除去污染物的方法与装置。当污染物为水时，本专利技术尤其(但非排除性地)涉及一种将天然气进料物流脱水的方法和装置。当污染物为酸性物质，例如硫化氢或二氧化碳时，本专利技术尤其(但非排除性地)涉及一种用于天然气进料物流脱硫(sweetening)的方法与装置。本专利技术也尤其(但非排除性地)涉及一种依续将天然气进料物流脱水与脱硫的方法与装置。不管是来自生产储槽或储存储槽的天然气，其通常都含有水，以及其它会在生产液化天然气(LNG)的液化过程中形成固体的物质。一般做法是在液化之前先让天然气经受脱水工艺。将水除去，以防止发生水合物形成于管路内和液化容器上游的热交换器内。如果未将水除去，则固体水合物可能会在管路工件、热交换器和/或液化容器内生成。该水合物是含有水与具有冰的外观的天然气的稳定固体，且天然气储存在水合物的晶格内。天然气水合物的形成以历史观点来看认为是应该避免的非所需的结果。然而，已经开发了一些促进天然气水合物生成的方法，如国际专利申请号01/00755以及01/12758。在这些国际专利申请的第一个中，描述了一种在适合降低天然气与水之间的界面张力以促进天然气水合物的生成的试剂的存在下混合天然气和水的方法和装置。在这些国际专利申请的第二个中，描述了一种生产装置，其包含回旋状流动路径，以在降低温度制备天然气水合物之前引起作为第一步骤的水与天然气的混合。本领域公知的是，将天然气进料物流脱水的方法包括以乙二醇吸-->收水，或是使用固体(如水合氧化铝、硅凝胶、硅石-氧化铝凝胶以及分子筛)吸收水。典型地，天然气也含有酸性物质，如硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)。此种天然气被称为“酸性气体”。当H2S与CO2从天然气进料物流中被除去时，则该气体被称为“脱硫气体(sweet)”。因为在即使低浓度下从未经脱硫气体中所散发出的不良气味，术语“酸性气体”是指含有H2S的天然气。H2S是必须被除去以符合法律规定的天然气污染物，因为H2S及其二氧化硫与三氧化硫的燃烧产物也是有毒性的。此外，H2S对大部分通常与气体管路相关的金属是有腐蚀性的，使得酸性气体的加工与处理可能导致此种系统的过早损坏。如同脱水，气体脱硫工艺是本领域公知的，该工艺典型地包括使用固体吸附方法的吸附，或是使用胺方法、分子筛等的吸收。现有的脱水和脱硫方法是极其复杂和昂贵的。本专利技术是对国际专利申请公开号03/062725中所述的方法和装置的改进。为此目的，根据本专利技术的从含水的天然气进料物流中除去污染物的方法包括以下步骤：在第一容器中将天然气进料物流冷却至水合物形成的第一操作温度；以及从第一容器中移出经脱水的气体物流。本专利技术方法的基本特征在于故意形成水合物以除去水。一般而言，要避免水合物的形成。当天然气进料物流进一步包含酸性物质时，根据本专利技术的方法适当地进一步包括在第二容器中将经脱水的气体冷却至形成固体酸性物质或该酸性物质溶于液体中的第二操作温度；以及从该第二容器中移出经脱水、脱硫的物流。术语“操作温度”用以指低于污染物在操作第一或第二容器的给定压力下的固体/液体转变温度的温度。在本说明书中，“温热”液体物流可为任何相容的液体物流，其具有高于污染物在操作第一或第二容器的给定压力下固体/液体转变温度的温度。因此温热液体物流具有高至足以引起污染物固体熔化的-->温度。温热液体可能使或可能不会使污染物全部形成溶液。现将参照附图更详细地描述本专利技术，其中图1为本专利技术第一实施方案的示意性流程图；以及图2为本专利技术另一实施方案的示意性流程图。现请参照图1。图1显示进行本专利技术的方法的装置10。装置10包括第一容器12。在第一容器12中除去的污染物是水，因此离开第一容器12的气体是干燥的。移出重质烃也是本方法的结果，且因此离开第一容器12的气体物流为由第一容器12中的条件决定的烃的露滴。然而，离开第一容器12的气体的水露点，由于水合物的形成，所以较其平衡露点低。如图1所述的具体实施方案，来自水源的湿进料气体由导管15进料到第一闪蒸罐16，其中冷凝液从进料气体中分离。第一闪蒸罐16内的压力和温度条件典型地为约75-130巴和25-40℃(约高于水合物形成温度5-10℃)。经由导管17离开第一闪蒸罐16的冷凝液物流为如前所定义的“温热液体”。该冷凝液由与天然气一起生成的液态烃组成。在第一闪蒸罐16中与酸性湿进料气体分离的气体物流经由湿酸性气体进料物流入口20进入第一容器12。中间热交换器22可用来冷却介于第一闪蒸罐16与第一容器12间的湿酸性气体。中间热交换器22使湿酸性气体的温度降低到正好高于在进料物流的特定压力下水合物的形成温度。在进料物流的特定压力下水合物的形成温度为第一操作温度的最大值，该第一操作温度为第一容器12内的操作温度。可使用Joule-Thompson阀24或其它适当的膨胀装置(如涡轮膨胀机)来膨胀进料到第一容器12的湿气体进料物流，以在该物流进入第一容器12时进一步冷却。Joule-Thompson阀24另可限定进入第一容器12的入口20。在膨胀进入第一容器12的湿酸性气体进料物流之后，容器12内的气体压力-温度条件使得形成水合物。必要的冷却程度可通过流经Joule-Thompson阀24的湿酸性气体进料物流的膨胀度来达到。将第一容器12内的第一操作温度与压力维持在水合物可借以形-->成的水平。进入Joule-Thompson阀24下游而至第一容器12的天然气进料物流处于第一操作温度。如果天然气进料物流也含有酸性物质，第一容器12内的进料气体被冷却到的第一操作温度为低于水合物形成的温度，但高于固体酸性物质(如H2S与CO2)的形成温度。这是用来产生水合物及避免在第一容器12内形成固体酸性物质。干燥的酸性气体经由干燥酸性气体出口34离开第一容器12。典型地，离开第一容器12的干燥酸性气体具有10-30巴、且低于膨胀装置24上游压力的标称压力，以及10-25℃、且低于膨胀装置24上游温度的温度。术语“干燥气体”是指不含水的气体。含有水合物的液体物流经由水冷凝液出口28从第一容器12中移出，并经导管29流至分离器30。水在水冷凝液分离器30中从冷凝液中分离出来。此分离器例如可以是带有挡板的重力分离单元。由于水比冷凝液重，故任何适当的重力分离技术都可使用。所分离出的冷凝液经由导管31移出，而分离出的水经由导管33移出。将进入第一容器12的天然气进料物流冷却至第一操作温度。或者，可使用经由过冷却液体入口26导入的一或多个过冷却液体喷射液来冷却天然气进料物流。于另一替代具体实施方案中，天然气进料物流是用Joule-Thompson阀24与经由入口26提供的过冷却液体两者来冷却的。在喷射液冷却的例子中，天然气进料物流可于水合物形成温度或高于水合物形成温度进入第一容器12。过冷却液体入口26应设置于第一容器12内、湿酸性气体进料物流的入口20之上。在所述具体实施方案中，过冷却液体入口26为多个喷嘴。特别的过冷却液体为从本方法循本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从含水的天然气进料物流中除去污染物的方法，该方法包括以下步骤：在第一容器中将该天然气进料物流冷却至形成水合物的第一操作温度；通过向第一容器中导入温热液体以将水合物加热至高于该第一操作温度的温度，从而熔化该水合物以及释放脱水气体和含水液体；以及从第一容器中移出脱水气体物流。

【技术特征摘要】
AU 2003-2-7 20039005341.一种从含水的天然气进料物流中除去污染物的方法，该方法包括以下步骤：在第一容器中将该天然气进料物流冷却至形成水合物的第一操作温度；通过向第一容器中导入温热液体以将水合物加热至高于该第一操作温度的温度，从而熔化该水合物以及释放脱水气体和含水液体；以及从第一容器中移出脱水气体物流。2.如权利要求1的方法，其中所述温热液体为天然气液体。3.如权利要求2的方法，其进一步包括从第一容器上游的天然气进料物流分离出天然气液体，以及将该分离出的天然气液体用作导入第一容器以熔化所述水合物的温热液体的步骤。4.如权利要求1-3中任一项的方法，其进一步包括从第一容器中移出含水液体，以及从该含水液体中回收天然气液体的步骤。5.如权利要求4的方法，其中所述从含水液体中回收的天然气液体被加热，并且循环地用作导入第一容器的温热液体以熔化所述水合物。6.如权利要求1-5中任一项的方法，其中所述在第一容器中将天然气进料物流冷却至第一操作温度的步骤包括在低于该第一操作温度的温度下将天然气物流导入第一容器。7.如权利要求1-5中任一项的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R亚明，CK古鲁苏伊斯，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]