JP2007533431A - 酸性ガスを流体の流れから除去することによって高い圧力下にある酸性ガス流を取得する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、酸性ガスを流体の流れから除去することによって高い圧力下にある酸性ガス流を取得する方法に関する。
a)少なくとも1つの吸収工程で流体の流れを液状の吸収剤と緊密に接触させ、こうして酸性ガスが十分に除去された流体の流れおよび酸性ガスが負荷された液状の吸収剤を製造し(工程a)、
b)酸性ガスが十分に除去された流体の流れと酸性ガスが負荷された液状の吸収剤とを互いに分離し(工程b)、
c)酸性ガスが負荷された液状の吸収剤を加熱および場合によっては放圧またはストリッピングによって3〜30バールの圧力を有する酸性ガスの流れと再生された液状の吸収剤とに分離し(工程c)、
d)再生された液状の吸収剤を熱交換器中に導入し、この液状の吸収剤の熱エネルギーの一部分で酸性ガスが負荷された液状の吸収剤を工程(c)で加熱することにより、前記熱交換器中で前記の液状の吸収剤を冷却し、
e)再生された液状の吸収剤を工程a)中に返送する(工程e)ことにより、不純物として酸性ガスとしてのH2Sおよび場合によっては別の酸性ガスを含有し、この場合H2Sのモル含量は、酸性ガスの全体量に対して少なくとも50モル%である流体の流れから酸性ガスを除去することによって3〜30バールの圧力下にある酸性ガス流を取得する方法が見い出された。
酸性ガスを含有する流体は、酸性ガスと共に、不活性の成分、即ち吸収剤によって吸収されないかまたは云うに値するほどの範囲内で吸収されないような不活性ガス成分および流体成分を含有する。流体は、一面でガス、例えば天然ガス、合成ガス、コークス炉ガス、石炭液化ガス、循環路ガスおよび燃焼ガスであり、他面、吸収剤と本質的に不混和性の流体、例えばLPG(液化石油ガス Liquefied Petroleum Gas)またはNGL(天然ガス液 Natural Gas Liquids)である。不活性成分の例は、易揮発性炭化水素、有利にC1〜C4−炭化水素、例えばメタン、さらに窒素および水素である。
専ら2〜12個の炭素原子を有する脂肪族アミンまたは脂環式アミン、2〜12個の炭素原子を有するアルカノールアミン、1または2個の窒素原子が1または2個のアルカンジイル基と一緒に5員環、6員環または7員環を形成するような環式アミンからなる溶液、前記溶液の混合物、前記混合物および前記溶液の水溶液、
アミノ酸の塩を含有する水溶液、
場合によってはピペラジンまたはメチルエタノールアミンを含有する炭酸カリ水溶液、
NaOH水溶液または石灰乳からなる群から選択された化学的溶剤である。
次に、本発明による方法を図1につき詳説する。
図1に記載の装置中でのガス流の本発明による処理のためにモデル的計算を実施した。最も重要な方法パラメーターおよび供給ガスの組成は、第1表から確認することができる。液状の吸収剤としては、メチルジエタノールアミンおよびピペラジンを含有する水溶液を使用した。計算の結果は、図2中に記載されている。この図2中には、酸性ガスが負荷された吸収剤を定義された値に減少させるために必要とされるリボイラ19の必要な効率(相対的リボイラ仕事率(relative reboiler duty))が、放圧塔10の塔頂部で調節される圧力(凝縮器の全圧力)およびこの圧力から生じる、放圧塔10の塔底部での温度(ストリッパ塔底部温度)に対してプロットされている。前記のモデル的計算は、高い圧力水準を有する酸性ガスを提供するために3バールからの圧力範囲に対して本発明の範囲内で付加的なエネルギーを使用しなければならないことを示す。その点で、前記方法は、原則的に放圧を低い圧力水準で発生させ、引続き圧力上昇をコンプレッサーによって発生させるような公知方法とは区別される。
上記のモデル的計算を繰り返したが、この場合には、全てのパラメーターをCO2濃度とH2S濃度との比が等しくなるまで選択され;この場合、この比は、2.75であった。
Claims (10)
- 不純物としてのH2Sおよび場合によっては別の酸性ガスを含有し、この場合H2Sのモル含量は、酸性ガスの全体量に対して少なくとも50モル%である流体の流れから酸性ガスを除去することによって3〜30バールの圧力下にある酸性ガス流を取得する方法において、
a)少なくとも1つの吸収工程で流体の流れを液状の吸収剤と緊密に接触させ、こうして酸性ガスが十分に除去された流体の流れおよび酸性ガスが負荷された液状の吸収剤を製造し(工程a)、
b)酸性ガスが十分に除去された流体の流れと酸性ガスが負荷された液状の吸収剤とを互いに分離し(工程b)、
c)酸性ガスが負荷された液状の吸収剤を加熱および場合によっては放圧またはストリッピングによって3〜30バールの圧力を有する酸性ガスの流れと再生された液状の吸収剤とに分離し(工程c)、
d)再生された液状の吸収剤を熱交換器中に導入し、この液状の吸収剤の熱エネルギーの一部分で酸性ガスが負荷された液状の吸収剤を工程(c)で加熱することにより、前記熱交換器中で前記の液状の吸収剤を冷却し、
e)再生された液状の吸収剤を工程a)中に返送する(工程e)ことを特徴とする、流体の流れから酸性ガスを除去することによって3〜30バールの圧力下にある酸性ガス流を取得する方法。 - 液状の吸収剤として
主に2〜12個の炭素原子を有する脂肪族アミンまたは脂環式アミン、2〜12個の炭素原子を有するアルカノールアミン、1または2個の窒素原子が1または2個のアルカンジイル基と一緒に5員環、6員環または7員環を形成するような環式アミンからなる溶液、前記溶液の混合物、前記混合物および前記溶液の水溶液、
アミノ酸の塩を含有する水溶液、
場合によってはピペラジンまたはモノエタノールアミン(MEA)を含有する炭酸カリ水溶液、
NaOH水溶液または石灰乳からなる群から選択された化学的溶剤を使用する、請求項1記載の方法。 - シクロテトラメチレンスルホン(スルホラン)およびその誘導体、脂肪族酸アミド(アセチルモルホリン、N−ホルミルモルホリン)、NMP(N−メチル−ピロリドン)、プロピレンカーボネート、N−アルキル化ピロリドンおよび相応するピペリドン、メタノールおよびポリエチレングリコールのジアルキルエーテルからの混合物からなる群から選択された物理的溶剤を吸収剤として使用する、請求項1または2記載の方法。
- メチルジエタノールアミンおよびピペラジンを含有する水溶液を洗浄液として使用する、請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
- 工程(a)で水を含有する液状の吸収剤を使用し、
酸性ガスが負荷された、加熱された液状の吸収剤を塔の頭頂部に導き、この頭頂部で塔内で水蒸気流との向流で塔の塔底部に導くことにより工程(c)を実施し、
塔底部で形成され再生された液状の吸収剤を、再生すべき液状の吸収剤中に含有されている水を部分的に蒸発させるようにして十分に加熱することにより水蒸気流を発生させる、請求項1から4までのいずれか1項に記載の方法。 - 工程(d)において、熱交換器中で発生する再生された液状の吸収剤と侵入する負荷された液状の吸収剤との温度差が5〜−100Kである、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 工程(a)において、熱交換器中に侵入する再生された液状の吸収剤と熱交換器から出る再生された液状の吸収剤との温度差が50〜200Kである、請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
- 流体の流れ中に含有されている酸性ガスがH2Sと共に、CO2、H2S、COS、メルカプタン、SO3、SO2、CS2およびHCNからなる群から選択された別の酸性ガスを含有する混合物である、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 他の酸性ガスに対するCO2の含量が少なくとも50モル%である、請求項8記載の方法。
- 酸性ガス流を地下の貯留層中に導入するか、開放された湖沼中の深い水層中に溶解するか、または石油貯留層中に導入する、請求項1から9までのいずれか1項に記載の方法。
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