[发明专利]从气流中除去污染物

说明书

技术领域

总体而言，本发明涉及从气流中除去污染物。在另一方面，本发明涉及用于通过与再生吸附剂接触而从气流中除去一种或多种污染物的方法。

背景技术

近年来，对天然气及其它气相燃料的需求大大增加。同时，已经实施了关于某些组分(例如硫类、酸性气体、及涉及环境的其它化合物)的可允许水平的更严格的规定，从而促使燃料气体生产商开发生产符合规定的气体产物的经济方法。

一种已知的处理气流以除去不想要的组分的方法是将气流与物理或化学溶剂接触。化学溶剂的例子包括胺类如甲基二乙醇胺(MDEA)和二乙醇胺(DEA)。通常，化学溶剂的选择性可能会造成问题。例如，虽然胺类能够有效地从气流中除去硫化氢(H₂S)，但胺类通常不能吸附其它不想要的含硫化合物，例如硫化羰(COS)。因此，在能将气流用作燃料之前必须进行另外的加工步骤(例如，COS水解)。除了除去H₂S之外，大多数胺类也除去二氧化碳，所述二氧化碳可以在随后的废气设备上放置(place)不必要的加工负荷。而且，大多数使用化学溶剂的方法需要对进入气流进行大规模的冷却并通常使用大量蒸汽以从溶剂中除去吸收的污染物，这使得这些方法消耗了大量能源。基于物理溶剂的方法也是高度能源密集型的，并且通常需要高操作压力和/或低操作温度。

已经发现可以将吸附剂用于处理气流。可使用的吸附剂的一个例子是包含锌、助剂金属、以及二氧化硅的吸附剂。然而，如果湿气与吸附剂接触，就可能会形成硅酸盐。如果硅酸盐的形成不能被控制或至少被限制，那么吸附剂将会丧失其大部分的除硫活性。活性的过度丧失会需要频繁更换吸附剂，从而使得所述组合技术在商业上不可行。

因此，存在对在使用吸附剂从气流中除去污染物时用于限制硅酸盐形成的方法的需求。

发明内容

在本发明的一个实施方案中，提供了包含下列步骤、由下列步骤组成或基本上由下列步骤组成的方法：

a)将含有H₂S的气流与含氯化合物接触以形成混合气流；

b)将所述混合气流与吸附剂在吸附区中接触以产生第一产物气流和负载硫的吸附剂，其中所述吸附剂包含选自锌、二氧化硅、以及助剂金属的金属；

c)对所述负载硫的吸附剂的至少一部分进行干燥，从而提供干燥的负载硫的吸附剂；

d)将所述干燥的负载硫的吸附剂的至少一部分与再生气流在再生区中接触以产生包括含锌化合物、硅酸盐和助剂金属的再生吸附剂，以及废气流；

e)将所述再生吸附剂返回到所述吸附区中以提供包含锌、二氧化硅和助剂金属的更新的吸附剂；并且

f)将所述再生的吸附剂与所述混合气流在所述吸附区中接触以形成第二产物气流和负载硫的吸附剂。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方案的污染物除去系统的示意图。

图2是运行/再生数对以重量％表示的硅酸锌浓度的图表。

具体实施方式

参考图1，图示说明的污染物除去系统10通常包含气源12、吸附区14、产物气用户16、干燥区18、再生区20、以及废气用户22。通常，可以将从气源12输出的原料气流与吸附剂在吸附区14中接触，从而从所述气流中除去一种或多种污染物。可以将从吸附区14输出的所得的耗尽污染物的产物气流送到产物气用户16，同时可以在干燥区18中对至少一部分负载污染物的吸附剂进行干燥，然后通过在再生区20中与再生气体接触而使其再生。可以将从再生区20输出的所得废气流送到废气用户22，同时可以将至少一部分再生的吸附剂返回到吸附区14中以用于随后的再使用。在一个实施方案中，可以将吸附、干燥和再生区14、18、20中的至少一个包含在相同的加工容器中。在另一个实施方案中，可以将吸附、干燥和再生区14、18、20中的至少一个包含在两个以上单独的加工容器中。而且，可以以连续、半连续、半批次或批次模式对图1中所描绘的污染物除去系统10进行操作。现在将在下面对污染物除去系统10的操作进行更详细的描述。

气源12可以包含任何能够产生气流的源或系统。通常，从气源12产生的原料气流可以在标准条件下具有大于约0.8、大于约0.9、或大于0.95的水汽(vapor)分数。在一个实施方案中，源自气源12的原料气流可以包含小于约1体积％、小于约0.5体积％、小于0.05体积％、或小于百万分之500体积(ppmv)的C₆+烃材料。例如，气源12可以包含天然气井、炼油厂或化工厂的加工气流、或任何其它合适的源。