具有提高的水热稳定性的用于硫醇去除的吸附剂床制造技术

在某些实施例中公开了在吸附循环的吸附步骤期间从包括硫醇和水的气体进料流中去除水的方法。水的方法。水的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有提高的水热稳定性的用于硫醇去除的吸附剂床
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月26日提交的美国临时专利申请第63/044,829号的优先权的权益，所述美国临时专利申请的内容特此通过全文引用的方式并入本文。

技术介绍

[0003]天然气脱水至低温规格在液化天然气(LNG)生产的预处理工艺中是至关重要的。沸石分子筛用于这个工艺中，因为其允许天然气满足液化所需的露点。达不到这一要求的露点可能会导致无法维持必要的到液化区的气流，这可能限制或停止LNG的生产。
[0004]再生和吸附期间脱水器容器中的水热损害和逆冷凝通过粘土粘合剂的浸出和吸附能力的损失导致分子筛吸附剂的降解。此外，含硫烃(例如硫醇)的存在可能导致在工艺条件下形成H2S，这也可能对分子筛具有有害的影响。这种影响会导致压降增加和吸附和/或再生流的不均匀分布，最终需要过早替换吸附剂。
附图说明
[0005]在附图的图中，通过举例而非限制的方式展示了本公开，在附图中：
[0006]图1A展示了根据本公开的至少一个实施例的吸附器单元；
[0007]图1B展示了根据本公开的至少一个实施例的图1A的配置的变型，其中吸附剂层包含多个吸附剂子层；
[0008]图1C展示了根据本公开的至少一个实施例的图1A的配置的变型，其包含多个吸附器单元；
[0009]图2A展示了根据本公开的至少一个实施例的另一吸附器单元；
[0010]图2B展示了根据本公开的至少一个实施例的包含多个吸附器单元的图2A的配置的变型；
[0011]图3A展示了根据本公开的至少一个实施例的另一吸附器单元；
[0012]图3B展示了根据本公开的至少一个实施例的包含多个吸附器单元的图3A的配置的变型；
[0013]图4A展示了根据本公开的至少一个实施例的另一吸附器单元；
[0014]图4B展示了根据本公开的至少一个实施例的包含多个吸附器单元的图4A的配置的变型；
[0015]图5展示了根据本公开的一个实施例的用于从气体进料流中去除硫醇和/或水的方法；
[0016]图6示出了在吸附结束时沸石4A筛床的模拟H2O曲线；
[0017]图7示出了在吸附结束时Durasorb
TM HD和沸石4A筛床的模拟H2O曲线；
[0018]图8示出了各种模拟吸附器单元的出口H2O组成和温度；
[0019]图9示出了在吸附结束时Durasorb
TM HD和沸石4A筛床的模拟甲硫醇曲线；并且
[0020]图10示出了各种模拟吸附器单元的出口甲硫醇组成和温度。

技术实现思路

[0021]以下呈现了对本公开的各个方面的简化概述，以提供对这些方面的基本理解。本
技术实现思路
并不是本公开的详尽综述。
技术实现思路
既不旨在标识本公开的关键或重要元素，也不旨在描绘本公开的特定实施例的任何范围或权利要求的任何范围。
技术实现思路
的唯一目的是以简化形式呈现本公开的一些概念来作为稍后呈现的更详细描述的序言。
[0022]本公开的一个方面涉及一种在吸附循环的吸附步骤期间从包括烃和水的气体进料流中去除水和硫醇的方法，所述方法包括将具有初始硫醇摩尔分数和初始水摩尔分数的气体进料流引向吸附剂床。在至少一个实施例中，所述吸附剂床包括：第一吸附剂层，所述第一吸附剂层用于从所述气体进料流中去除水和硫醇，所述第一吸附剂层包括一种或多种无定形二氧化硅吸附剂、无定形二氧化硅
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氧化铝吸附剂或高硅沸石吸附剂；以及第二吸附剂层，所述第二吸附剂层位于所述第一吸附剂层下游，用于去除剩余的水，所述第二吸附剂层包括沸石。在至少一个实施例中，当所述气体进料流到达所述第二吸附剂层时，所述气体进料流具有降低的硫醇摩尔分数和降低的水摩尔分数。在至少一个实施例中，在所述吸附步骤持续时间的至少90％内维持所述降低的硫醇摩尔分数。在至少一个实施例中，所述降低的硫醇摩尔分数小于或等于所述初始硫醇摩尔分数的约90％。
[0023]在至少一个实施例中，所述降低的水摩尔分数小于初始水摩尔分数的约90％、约80％、约70％、约60％、约50％、约40％、约30％、约20％、约10％、约9％、约8％、约7％、约6％、约5％、约4％、约3％、约2％或约1％。
[0024]在至少一个实施例中，所述降低的水摩尔分数小于初始水摩尔分数的约20％。
[0025]在至少一个实施例中，所述降低的硫醇摩尔分数和/或所述降低的水摩尔分数维持所述吸附步骤持续时间的至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或100％。
[0026]在至少一个实施例中，所述降低的硫醇摩尔分数和/或所述降低的水摩尔分数维持所述吸附步骤持续时间的100％。
[0027]在至少一个实施例中，所述降低的水摩尔分数小于或等于约500ppm、约450ppm、约400ppm、约350ppm、约300ppm、约250ppm、约200ppm、约150ppm、约100ppm、约50ppm、约40ppm、约30ppm、约20ppm、约10ppm或约5ppm。
[0028]在至少一个实施例中，所述降低的水摩尔分数小于或等于约100ppm、约50ppm、约10ppm、约9ppm、约8ppm、约7ppm、约6ppm、约5ppm、约4ppm、约3ppm、约2ppm或约1ppm。
[0029]在至少一个实施例中，所述降低的硫醇摩尔分数小于或等于约200ppm、约150ppm、约100ppm、约50ppm、约40ppm、约30ppm、约20ppm、约10ppm或约5ppm。
[0030]在至少一个实施例中，所述第一吸附剂层包括无定形二氧化硅吸附剂和/或无定形二氧化硅
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氧化铝吸附剂。
[0031]在至少一个实施例中，所述第一吸附剂层包括高硅沸石吸附剂。
[0032]在至少一个实施例中，所述高硅沸石吸附剂包括ZSM
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5、沸石Y或β沸石。
[0033]在至少一个实施例中，所述第二吸附剂层包括沸石A、沸石X或沸石Y中的一种或多种。
[0034]在至少一个实施例中，所述第二吸附剂层包括沸石3A、沸石4A或沸石5A中的一种或多种。
[0035]在至少一个实施例中，所述沸石与选自Li、Na、K、Mg、Ca、Sr或Ba的元素交换。
[0036]在至少一个实施例中，所述吸附剂床进一步包括第三吸附剂层，所述第三吸附剂层位于所述第二吸附剂层下游，用于去除剩余的硫醇，所述第三吸附剂层包括沸石3A、沸石4A、沸石5A、沸石X或沸石Y中的一种或多种。
[0037]在至少一个实施例中，所述第三吸附剂层的所述沸石与选自Li、Na、K、Mg、Ca、Sr或Ba的元素交换。
[0038]在至少一个实施例中，所述吸附剂床还包括位于第二吸附剂层下游的第三吸附剂层，所述第三吸附剂层包括无定形二氧化硅吸附剂或无定形二氧化硅
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氧化铝吸附剂。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在吸附循环的吸附步骤期间从包括烃和水的气体进料流中去除水和硫醇的方法，所述方法包括：将具有初始硫醇摩尔分数和初始水摩尔分数的所述气体进料流引向吸附剂床，所述吸附剂床包括：第一吸附剂层，所述第一吸附剂层用于从所述气体进料流中去除水和硫醇，所述第一吸附剂层包括无定形二氧化硅吸附剂、无定形二氧化硅
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氧化铝吸附剂或高硅沸石吸附剂中的一种或多种；以及第二吸附剂层，所述第二吸附剂层位于所述第一吸附剂层下游，用于去除剩余的水，所述第二吸附剂层包括沸石，其中当所述气体进料流到达所述第二吸附剂层时，所述气体进料流具有降低的硫醇摩尔分数和降低的水摩尔分数，其中所述降低的硫醇摩尔分数维持所述吸附步骤持续时间的至少90％，并且其中所述降低的硫醇摩尔分数小于或等于所述初始硫醇摩尔分数的约90％。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述降低的水摩尔分数小于所述初始水摩尔分数的约90％、约80％、约70％、约60％、约50％、约40％、约30％、约20％、约10％、约9％、约8％、约7％、约6％、约5％、约4％、约3％、约2％或约1％。3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述降低的水摩尔分数小于所述初始水摩尔分数的约20％。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述降低的硫醇摩尔分数和/或所述降低的水摩尔分数维持所述吸附步骤持续时间的至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或100％。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述降低的硫醇摩尔分数和/或所述降低的水摩尔分数维持所述吸附步骤持续时间的100％。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述降低的水摩尔分数小于或等于约500ppm、约450ppm、约400ppm、约350ppm、约300ppm、约250ppm、约200ppm、约150ppm、约100ppm、约50ppm、约40ppm、约30ppm、约20ppm、约10ppm或约5ppm。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述降低的水摩尔分数小于或等于约100ppm、约50ppm、约10ppm、约9ppm、约8ppm、约7ppm、约6ppm、约5ppm、约4ppm、约3ppm、约2ppm或约1ppm。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述降低的硫醇摩尔分数小于或等于约200ppm、约150ppm、约100ppm、约50ppm、约40ppm、约30ppm、约20ppm、约10ppm或约5ppm。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述第一吸附剂层包括所述无定形二氧化硅吸附剂和/或所述无定形二氧化硅
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氧化铝吸附剂。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述第一吸附剂层包括所述高硅沸石吸附剂。11.根据权利要求10所述的方法，其中所述高硅沸石吸附剂包括ZSM
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5、沸石Y或β沸石。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中所述第二吸附剂层包括沸石A、沸石X或沸石Y中的一种或多种。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述第二吸附剂层包括沸石3A、沸
石4A或沸石5A中的一种或多种。14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述沸石与选自Li、Na、K、Mg、Ca、Sr或Ba的元素交换。15.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述吸附剂床进一步包括第三吸附剂层，所述第三吸附剂层位于所述第二吸附剂层下游，用于去除剩余的硫醇，所述第三吸附剂层包括沸石3A、沸石4A、沸石5A、沸石X或沸石Y中的一种或多种。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第三吸附剂层的所述沸石与选自Li、Na、K、Mg、Ca、Sr或Ba的元素交换。17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述吸附剂床进一步包括第三吸附剂层，所述第三吸附剂层位于所述第二吸附剂层下游，所述第三吸附剂层包括无定形二氧化硅吸附剂或无定形二氧化硅
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氧化铝吸附剂。18.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述吸附剂床进一步包括第三吸附剂层，所述第三吸附剂层位于所述第二吸附剂层下游，所述第三吸附剂对正戊烷的选择性高于甲烷。19.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其中所述吸附剂床进一步包括第三吸附剂层，所述第三吸附剂层位于所述第一吸附剂层上游，所述第三吸附剂层包括水稳定性吸附剂。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述水稳定性吸附剂是无定形二氧化硅或无定形二氧化硅
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氧化铝吸附剂。21.根据权利要求1至20中任一项所述的方法，其中所述气体进料流是天然气进料流。22.根据权利要求1至21中任一项所述的方法，其中离开所述吸附剂床的所述气体进料流的最终水摩尔分数低于1ppm或低于0.1ppm。23.根据权利要求1至22中任一项所述的方法，其中离开所述吸附剂床后所述气体进料流的最终硫醇摩尔分数低于10ppm或低于1ppm。24.根据权利要求1至23中任一项所述的方法，其进一步包括：在离开所述吸附剂床后由所述气体进料流形成液化天然气产物。25.根据权利要求1至23中任一项所述的方法，其进一步包括：在离开所述吸附剂床后由所述气体进料流形成C2+或C3+天然气液体进料流。26.根据权利要求1至25中任一项所述的方法，其中所述接触作为循环时间小于或等于约8小时、约7小时、约6小时、约5小时、约4小时、约3小时、约2小时或约1小时的变温吸附过程的部分来进行。27.根据权利要求1至25中任一项所述的方法，其中所述进料气流进一步包括非硫醇烃，其中所述气体进料流中的所述一种或多种非硫醇烃在到达所述第二吸附剂层之前相对于所述气体进料流中该组分的初始浓度以摩尔计降低100％、90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％或5％，并且其中所述一种或多种组分选自苯、C9烃、C8烃、C7烃、C6烃或C5烃。28.根据权利要求1至27中任一项所述的方法，其进一步包括：在将所述气体进料流引向所述吸附剂床之前，通过去除至少一部分先前存在的吸附剂并用所述第一吸附剂层或所述第二吸附剂层中的一种或多种来替换至少一部分先前存在
的吸附剂来改造所述吸附剂床。29.一种在单个吸附剂床中进行硫醇去除和水去除的变温吸附方法，所述方法包括：将具有初始硫醇摩尔分数和初始水摩尔分数的所述气体进料流引向所述吸附剂床，所述吸附剂床包括：第一吸附剂层，所述第一吸附剂层用于从所述气体进料流中去除硫醇和水；以及第二吸附剂层，所述第二吸附剂层位于所述第一吸附剂层下游，用于从所述气体进料流中去除剩余的硫醇和/或水，其中当所述气体进料流到达所述第二吸附剂层时，所述气体进料流具有降低的硫醇摩尔分数，所述降低的硫醇摩尔分数维持吸附循环的每个吸附步骤持续时间的至少90％。30.根据权利要求29所述的方法，其中当所述气体进料流到达所述第二吸附剂层时，所述气体进料流具有降低的水摩尔分数，所述降低的水摩尔分数低于所述气体进料流初始水摩尔分数的约80％、约70％、约60％、约50％、约40％、约30％、约20％、约10％、约9％、约8％、约7％、约6％、约5％、约4％、约3％、约2％或约1％。31.根据权利要求30所述的方法，其中所述降低的水摩尔分数小于所述初始水摩尔分数的约20％。32.根据权利要求30或31所述的方法，其中所述降低的硫醇摩尔分数和/或所述降低的水摩尔分数维持所述吸附步骤持续时间的至少95％、至少96％、至少97％、至少98％、至少99％或100％。33.根据权利要求30至32中任一项所述的方法，其中所述降低的硫醇摩尔分数和/或所述降低的水摩尔分数维持所述吸附步骤持续时间的100％。34.根据权利要求30至33中任一项所述的方法，其中所述降低的水摩尔分数小于或等于约500ppm、约450ppm、约400ppm、约350ppm、约300ppm、约250ppm、约200ppm、约150ppm、约100ppm、约50ppm、约40ppm、约30ppm、约20ppm、约10ppm或约5ppm。35.根据权利要求34所述的方法，其中所述降低的水摩尔分数小于或等于约100ppm、约50ppm、约10ppm、约9ppm、约8ppm、约7ppm、约6ppm、约5ppm、约4ppm、约3ppm、约2ppm或...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：巴斯夫公司，
类型：发明
国别省市：