[发明专利]用于从污染气体物流中脱除污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于从污染气体物流例如污染天然气或空气物流中脱 除污染物的方法。

背景技术

已知多种方法用于从天然气物流中脱除污染组分例如水、水合物、 二氧化碳和/或硫化氢。

所述方法可以基于物理和/或化学分离技术。

物理分离技术利用多种污染组分的沸点、冷凝点和/或冰点的差异 在分馏塔中选择性脱除这些组分中的一种或多种，或者利用密度的差 异在离心或旋风分离器中分离具有不同密度的组分。

化学技术可以利用选择性吸收或催化反应，以将污染组分转化成 可以容易分离的组分。

用于从天然气中脱除硫化氢和二氧化碳的标准技术是胺处理，其 基于溶剂吸收。在该方法中，污染组分结合至水溶液中的分子例如二 乙醇胺上。清洁烃气未被吸收，和出现在产品气体物流中。含有被吸 收污染物的溶液进行循环，和加热至约100℃以排出气体，所述气体 随后收集在废物物流中。该方法中的主要成本因素是用于废气再生的 能量要求、溶剂损失和废气在接近大气压力下再生的事实-任何方法 例如重新注入需要压缩。

用于任何气体纯化方法的操作成本必须是产生的清洁气体价值的 相对小的部分。如果气体物流含有大量污染物，则胺装置将因为它们 大面积的气-液接触配置而是相当大、昂贵和不经济的。

已知的气体分离离心机在约50,000转/分钟(RPM)下旋转，以分离 密度仅有微小差别的气态馏分。这些快速旋转离心机称为超离心机和 具有有限的分离效率，并仅可以处理有限的气体通量。如果含有大量 污染物的大气体物流有待通过离心机进行纯化，则需要大量的离心机 或超离心机，这使得离心分离不经济。

国际专利申请WO2006087332公开了一种从污染气体物流中分离 污染物的方法，其中污染气体物流在喷嘴或膨胀涡轮中冷却至使得至 少一些污染物冷凝的温度，和将冷却的混合物在槽式离心机中分离成 纯化气体物流和富含污染物的侧线物流。

欧洲专利1017465、1438540和1140363公开了用于纯化污染气体 物流旋风分离器，其中气体物流在喷嘴中加速和通过喷嘴冷却，使得 至少一些污染物冷凝，和使冷却的气液混合物在流体分离段中形成涡 流，使得液体组分沿流体分离段外表面涡流进入环状液体出口中，和 纯化气体物流流入中心纯化气体出口导管中。

本发明的目的是提供一种即使在气体含有大量污染物的条件下也 能以有效和经济的方式从气体物流中脱除固体、液体和/或气态污染物 (例如水、水合物、二氧化碳和/或硫化氢)的方法。

发明内容

根据本发明，提供一种用于从污染气体物流中脱除污染物的方法， 所述方法包括使气体物流流动通过具有第一和第二导管段的导管，所 述导管段各自包括以下部件：

a)旋风流体分离段，其中使气体物流形成涡流，使得富含固体和/ 或液体污染物的流体馏分流至分离段的外部区域，和贫含污染物的气 体馏分流至分离段的中心区域中；

b)中心纯化气体出口管，用于从离心流体分离段的中心区域中排 出贫含污染物的气体馏分；

c)外部排出管，用于从分离段的外部区域中排出富含污染物的流体 馏分；和

d)文丘里管段，其位于离心流体分离段的上游，和在文丘里管段 中使气体物流在比离心流体分离段中更高的轴向速度下流动；

其中所述方法还包括：

-将第二导管段的中心纯化气体出口管连接至第一导管段的文丘 里管段，从而使纯化气体馏分从第二导管段流至第一导管段中；

-将液体污染物吸收剂注入第一导管段的文丘里管段中；和

-将第一导管段的外部排出管连接至第二导管段的文丘里管段， 从而使富含污染物和液体污染物吸收剂的流体馏分从第一导管段的外 部排出管流至第二导管段的文丘里管段中。

应理解，第二导管段的文丘里管段中流体速度的加速将导致静态 流体压力、特别是该文丘里管段喉管附近的静态流体压力的降低，使 得在第一导管段的外部排出管中的分离的液体和流动通过第二导管段 的文丘里管的流体之间产生正压差，从而在不需要任何泵送作用的条 件下，使分离的液体从第一导管段的外部排出管流至第二导管段的文 丘里管中。

所述导管可以还包括第三导管段，所述第三导管段也包括部件a)、 b)、c)和d)，其中所述方法还包括：