从原料气流中去除酸性气体的系统，包括酸性气体去除系统(AGRS)和含硫组分去除系统(SCRS)。酸性气体去除系统接收酸气流并将它分离为主要含有甲烷的塔顶气流和主要含有二氧化碳的塔底酸性气体流。含硫组分去除系统置于酸性气体去除系统的上游或下游。SCRS接收气流并大体上将气流分离为含有硫化氢的第一流体流和含有二氧化碳的第二流体流。在SCRS在AGRS上游的情况中，第二流体流也主要含有甲烷。在SCRS在AGRS下游的情况中，第二流体流主要是二氧化碳。可利用各种类型的含硫组分去除系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从烃气流中去除酸性气体以及去除硫化氢的低温系统相关申请的交叉引用本申请要求2009年11月2日提交的名称为从烃气流中去除酸性气体以及去除硫化氢的低温系统(CRYOGENIC SYSTEM FOR REMOVING ACID GASES FROM A HYDROCARBON GAS STREAM, WITH REMOVAL OF HYDROGEN SULFIDE)的美国临时专利申请 61/257，277 的权益， 该申请的全部内容在此通过弓丨用并入。背景此章节意欲介绍本领域的各个方面，其可能与本公开的示例性实施方式有关。相信本讨论有助于为促进本公开的具体方面的更好理解提供框架。因此，应当理解应该以这个角度阅读本章节，并且不必承认是现有技术。领域本专利技术涉及流体分离领域。更具体地，本专利技术涉及从烃流体流中分离硫化氢和其它酸性气体。技术讨论从储层中采收烃时常与它一起携带有非烃气体的附带产物。这种气体包括如硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)的污染物。当H2S和CO2作为烃气流(如甲烷或乙烷)的部分产生时，该气流有时被称作为“酸气”。酸气通常被处理以去除C02、H2S和其它污染物，然后将它送往下游以进一步加工或出售。酸性气体的去除产生“脱硫”烃气流。脱硫流可用作环境可接收燃料或用作化学品或气-液转化设备的原料。脱硫气流可被冷却以形成液化天然气或LNG。气体分离过程产生了关于处置分离的污染物的问题。在某些情况下，浓的酸性气体(主要由H2S和CO2组成)被送到硫回收单元(“SRU”)。SRU转化H2S为良性的元素硫。 但是，在一些地区(如里海区域)，因为有限的市场，额外的元素硫生产是不合需要的。因此，成百万吨的硫已经存放在世界一些地区的大的地上区域中，最为显著的是加拿大和哈萨克斯坦。虽然硫被贮存在陆地上，但与酸性气体有关的二氧化碳常常地被排至大气中。 但是，实行排放(X)2有时是不期望的。减小(X)2排放的一项建议是被称为酸性气体注入 (“AGI”)的方法。AGI意指不需要的酸气在压力下被重新注入至地下地层(subterranean formation)并且被隔绝以备可能以后的应用。可选地，二氧化碳用于形成人工储层压力，用于提高采收率法采油操作。为了促进AGI，期望具有这样的气体处理设备，其从烃气中有效分离出酸性气体成分。但是，对于“高酸性”流，即含有大于大约15%或20% CO2和/或H2S的生产流，设计、 构造和操作能够经济地从所需烃中分离污染物的设备可能是极具挑战的。许多天然气储层含有相对低的烃百分含量(例如少于40% )和高的酸性气体百分含量，主要是二氧化碳，但也有硫化氢、硫化羰、二硫化碳和各种硫醇。在这些情况下，可有利地采用低温气体处理。低温气体处理是有时用于气体分离的蒸馏方法。低温气体分离在中度压力(例如 350-550磅每平方英寸表压(psig))下产生冷却塔顶气流。另外，液化酸性气体作为“塔底”产物产生。因为液化酸性气体具有相对高的密度，静水压头有利地用于AGI井，以协助注入过程。这意味着泵送液化酸性气体至地层所需的能量比压缩低压酸性气体至储层压力所需的能量低。需要较少级的压缩机和泵。关于酸气低温蒸馏也存在挑战。当在待处理气体中总压少于大约700psig下CO2 存在的浓度大于大约5mol. %时，它将在标准的低温蒸馏设备中冻结为固体。作为固体的 CO2的形成中断了低温蒸馏过程。为了克服这个问题，本受让人先前已经设计了各种“控制冻结区 ”(CFZ )方法。CFZ 方法利用二氧化碳形成固体颗粒的倾向，通过使冷冻的CO2颗粒在蒸馏塔的开口部分内形成，并且然后在融化塔盘中捕获该颗粒。结果，在塔顶端产生洁净的甲烷流(连同在原料气体中存在的任意氮气或氦气)，同时在塔底产生冷却液体CO2/ H2S流。在高于大约700psig的压力下，可进行“整体分馏(bulk fractionation)”蒸馏，而不必担心(X)2冻结；但是，塔顶产生的甲烷将在其中具有至少几个百分比的C02。在美国专禾Ij 4，533，372、美国专利4，923，493、美国专利5，062，270、美国专利 5，120，338和美国专利6，053，007中描述了 CFZ 方法和相关设备的某些方面。如在以上美国专利中一般性描述的，用于低温气体处理的蒸馏塔或柱包括下部的蒸馏区和中间的控制冻结区。优选地，也包括上部的蒸馏区。通过提供在那个压力下温度范围在二氧化碳凝固点以下、但在甲烷沸腾温度以上的一部分柱，柱运转以形成固体CO2颗粒。更优选地，在使甲烷和其它轻质烃气蒸发，同时引起CO2形成冻结(固体)颗粒的温度和压力下操作该控制冻结区。当气体原料流沿柱上升时，冻结(X)2颗粒摆脱原料流并依靠重力从控制冻结区降落至融化塔盘。在那里，颗粒液化。然后富二氧化碳的液流从融化塔盘流下至柱底部的下部蒸馏区。维持下部蒸馏区在基本无二氧化碳固体形成但溶解的甲烷可沸腾的温度和压力下。在一方面，在30下至40下形成塔底酸气流。在一个实施方式中，可在冻结区域底部的塔盘上收集一些或全部冻结(X)2颗粒。然后将颗粒从蒸馏塔输出以进一步处理。控制冻结区域包括冷却的液体喷淋。这是称为“回流”的富甲烷液流。随着轻质烃气和夹带酸气的蒸气流向上移动通过柱，蒸气流遇到液体喷淋。冷却的液体喷淋帮助分出固体ω2颗粒同时使甲烷气体蒸发并在柱内向上流动。在上部蒸馏区，捕获甲烷(或塔顶气体)并管送离开以销售或可用作燃料。在一方面，在大约-130 °F释放塔顶甲烷流。塔顶气体可通过另外的冷却被部分液化，并且液体作为回流返回至柱。液体回流作为冷却喷淋注入至控制冻结区的喷淋段，通常在流动通过柱的精馏段的塔盘或填料之后。在上部蒸馏区产生的甲烷满足管道运送的大部分标准。例如，如果产生充足的回流和/或如果与上部蒸馏区内的填料或塔盘有足够的分离段，甲烷能满足少于2mol. %的管道(X)2标准及4ppm的H2S标准。但是，如果原始原料气流含有硫化氢(或其它含硫化合物)，这些将在二氧化碳和硫化氢的液体塔底流中到达终点。硫化氢是比空气重的有毒气体。它腐蚀井和地面设备。当在水存在下硫化氢接触金属管道和阀时，可发生硫化铁腐蚀。因此，期望从原料气流中去除硫化氢和其它含硫组分，然后使它进入冷却蒸馏柱。这使得“更低硫的”气流进料至柱。因此，由低温方法产生的(X)2基本上没有H2S,并且例如可被用于提高采收率法采油。8需要从原料天然气流中降低H2S和硫醇的含量，然后使它进行低温蒸馏以去除酸气的系统。可选地，需要在CFZ塔下游从酸性气体塔底流中提取硫化氢的低温气体分离系统和伴随工艺。概述提供了从酸气流中去除酸性气体的系统。在一个实施方式中，该系统包括酸性气体去除系统。酸性气体去除系统利用将酸气流分离为主要含有甲烷的塔顶气流和主要含有二氧化碳的液化塔底酸性气体流的低温蒸馏塔。该系统也包括含硫组分去除系统。含硫组分去除系统放置在酸性气体去除系统上游。含硫组分去除系统接收原料气流并大体上将原料气流分离为具有硫化氢的流体流和酸气流。酸气流优选包括大约4ppm和IOOppm之间的含硫组分。这种组分可以是硫化氢、 硫化羰和各种硫醇。优选地，低温酸性气体去除系统包括进入蒸馏塔前冷却酸气流的制冷系统。优选地，低温酸性气体去除系统是“本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：P·S·诺斯罗普，B·T·凯莱，C·J·马特，
申请(专利权)人：埃克森美孚上游研究公司，
类型：发明
国别省市：
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