生产纯化天然气的方法技术

本发明专利技术提供纯化天然气的方法，包括通过胺基分离单元和选择性氧化单元组合从天然气物流中脱除硫醇来获得纯化天然气物流，其中至少一部分硫醇在选择性氧化单元中通过选择性催化氧化转化成至少元素硫。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及。一般地，天然气主要包括甲烷且可还包括其它组分例如高级烃(例如乙烷、丙烷、 丁烷、戊烷)、氮气、二氧化碳、硫污染物和汞。硫污染物的含量和种类可能不同。常见的硫污染物是硫化氢( 、硫醇(RSH)和硫化羰(COS)。通常包括从原料天然气物流中脱除污染物和除甲烷以外的化合物至低水平，之后可进一步使用所得的纯化天然气。在W02007/065765中公开了纯化含硫化氢和硫醇的原料气体的常规方法。在这一方法中，通过胺分离工艺从原料气体物流中脱除硫化氢，和随后处理硫化氢和硫醇的混合物以转化硫化氢和硫醇。W02007/065765的方法的缺点是必须在转化硫化氢和硫醇之前分离硫化氢和硫醇的混合物。根据W02007/065765，在Claus单元内转化硫化氢。在加氢反应器内进一步处理Claus单元的尾气，其中二氧化硫转化成硫化氢。提供第二加氢反应器转化硫醇，其中第二加氢反应器在与第一加氢反应器不同的条件下操作。在加氢反应器中，还原硫醇形成硫化氢。这一硫化氢随后被循环到Claus单元转化成硫。因此，进一步的缺点是必须提供两个单独的加氢反应器转化硫化氢和硫醇二者。在T. J. Brok于2006年9月20-22日在GPA会议上提交的论文“ Integrated Treating Options for Sour Natural Gases”中概述了生产纯化天然气的另一常规方法。 在这一方法中，将原料天然气物流导引到酸性气体脱除单元中，在此脱除二氧化碳以及部分硫醇。所得气体物流被导引到分子筛单元中，在此脱除水和硫醇至低水平。离开分子筛单元的气体物流被导引到除汞单元中，在此脱除汞。离开除汞单元的气体包含非常少的污染物，特别是硫醇。典型地，对于每一类硫醇化合物来说，在这一气体物流中硫醇的含量低于lppmv。将这一气体物流供应到分离塔中，在此分离甲烷并作为气态塔顶物流弓丨出和冷却形成LNG。剩余部分的气体物流进行进一步的提取步骤以分离剩余的烃。这一方法的缺点是它导致负载有硫醇的分子筛床层。需要从分子筛床层中脱除硫醇，通常通过使分子筛床层与汽提气接触进行。所得汽提气体负载有硫醇且需要处理以便再次使用，通常使用吸收过程步骤进行处理。另外，需要进一步处理硫醇以将它们转化成例如多硫化物。因此，总的工艺包括许多步骤。已经发现，可通过组合胺基分离单元和选择性氧化单元来从天然气物流中脱除硫醇，使得不再需要捕集硫醇的分子筛单元并省去了单独的硫醇氢化单元和随后的硫化氢循环，从而克服上述缺点。因此，本专利技术提供纯化天然气的方法，包括通过胺基分离单元和选择性氧化单元组合从天然气物流中脱除硫醇来获得纯化天然气物流，其中至少一部分硫醇在选择性氧化单元中通过选择性催化氧化转化成至少元素硫。在另一方面中，本专利技术提供纯化天然气的方法，包括i)提供含硫醇的天然气物流到胺基分离单元中；ii)在胺基分离单元内使含硫醇的天然气物流与含胺的吸收液体接触，和将所述物流分离成富含硫醇的第一天然气物流和第二物流；iii)提供至少一部分富含硫醇的第一天然气物流到选择性催化氧化单元中，和至少一部分硫醇在选择性氧化单元内通过选择性催化氧化转化成至少元素硫，从而获得贫含硫醇的纯化天然气物流。在另一方面中，本专利技术提供纯化天然气的方法，包括i)提供含硫醇的天然气物流到胺基分离单元中；ii)在胺基分离单元内使含硫醇的天然气物流与含胺的吸收液体接触，和将所述物流分离成纯化天然气物流和富含硫醇的第二物流；iii)提供至少一部分第二物流到选择性催化氧化单元中，和至少一部分硫醇在选择性氧化单元中通过选择性催化氧化转化成至少元素硫。在又一方面中，本专利技术提供纯化天然气的方法，包括i)提供含硫醇的天然气物流到选择性氧化单元中，ii)所述物流内的至少一部分硫醇在选择性氧化单元中通过选择性催化氧化转化成至少元素硫，从而获得第一天然气物流；iii)在胺基分离单元内使至少一部分第一天然气物流与含胺的吸收液体接触，和将第一天然气物流分离成纯化天然气物流和第二物流。在本专利技术的方法中，在不需要复杂的分子筛单元的情况下，从含硫醇的天然气物流中脱除硫醇，并将硫醇直接转化成多硫化物、硫和/或水。另外，本专利技术还提供减少天然气内任何硫化氢、二氧化碳、水和/或COS的可能性。而且，当与相比物流富含(X)2使得该物流不可能直接通过常规Claus法处理或者因此在Claus之前要求不够成本有效的附加的预处理(例如富含胺的单元以降低C02/H2S 之比)时，本专利技术的方法特别有利。此处提到天然气指通常主要包括甲烷且可还包括其它组分例如高级烃(例如乙烷、丙烷、丁烷、戊烷)、氮气、二氧化碳、硫污染物和汞的气体。硫污染物的含量和种类可能不同。常见的硫污染物是硫化氢( 、硫醇(RSH)和硫化羰(COS)。此处提到硫醇(RSH)是指脂族硫醇，特别是C1-C6硫醇，更特别是C1-C4硫醇；芳族硫醇，特别是苯硫醇；或脂族和芳族硫醇的混合物。本专利技术特别涉及脱除甲基硫醇(R = 甲基)、乙基硫醇(R=乙基)、正和异丙基硫醇(R=正丙基和异丙基)及丁基硫醇(R= 丁基)异构体。此处提到胺基分离单元是指包括含胺的吸收液体的单元。胺基分离单元还称为胺单元。胺基分离单元使用洗涤方法，其中用化学溶剂即胺的水溶液和任选的物理溶剂洗涤气体物流。通过化学和/或物理吸附气体物流内的一些组分(溶剂提取)来分离气体物流。在本领域中已经广泛公开了使用这种胺水溶液从含硫化氢和任选的硫醇、二氧化碳和/或COS之类的所谓的酸性气体的气体物流中脱除这些化合物。参见例如A. L. Kohl 禾口 F. C. Riesenfeld, 1974，Gas Purification,第 2 片反，Gulf Publishing Co. Houston 禾口 R. N. Maddox, 1974, Gas andLiquid Sweetening, Campbell Petroleum Series。在工业规模上，根据吸收酸性组分的机理吸收液体原则上可以分成两类化学溶剂和物理溶剂。就负载容量、动力学、可再生性、选择性、稳定性、腐蚀性、加热/冷却要求等特征来说，每一溶剂均具有各自的优点和缺点。可用于本专利技术方法的化学溶剂优选包括脂族链烷醇胺及伯或仲胺作为活化剂。合适的脂族链烷醇胺包括叔链烷醇胺，特别是三乙醇胺(TEA)和/或甲基二乙醇胺(MDEA)。 合适的活化剂包括伯或仲链烷醇胺，特别是选自哌嗪、甲基哌嗪和吗啉中的那些。优选地， 化学溶剂包含1. 0-5mol/l、更优选2. 0-4. Omol/1的脂族链烷醇胺。优选地，化学溶剂包含 0. 5-2. Omol/1、更优选0. 5-1. 5mol/l的伯或仲胺作为活化剂。特别优选含MDEA和哌嗪的化学溶剂。最优选含2. 0-3. Omol/1 MDEA和0. 8-1. lmol/1哌嗪的化学溶剂。已发现，优选的吸收液体有效脱除二氧化碳、COS和硫化氢。适合于本专利技术方法的物理溶剂包括环四亚甲基砜及其衍生物、脂族酸酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-烷基化吡咯烷酮和相应的哌啶酮、甲醇、乙醇、以及聚乙二醇的二烷基醚的混合物、或它们的混合物。物理溶剂通常与化学溶剂组合使用。这种组合物称为混合溶剂。 在这种混合溶剂中，优选的物理溶剂是环丁砜。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．纯化天然气的方法，包括通过胺基分离单元和选择性氧化单元组合从天然气物流中脱除硫醇来获得纯化天然气物流，其中至少一部分硫醇在选择性氧化单元中通过选择性催化氧化转化成至少元素硫。

【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：A·查特吉，
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