[其他]用于处理至少含有二氧化碳和硫化氢的烃进料气体流以回收纯化的CO2气体流的装置

说明书

实用新型领域

本实用新型涉及去除包含在烃进料流中的硫组分和二氧化碳，以回收纯化流中的二氧化碳。更具体地说，本实用新型涉及从包含CO₂、H₂S和其他硫组分的酸性气体中回收天然CO₂的方法，以便回收的CO₂可以接下来被分离，或者用于提高采油率(EOR)。此外，本实用新型涉及一种实施这种方法的装置。

背景技术

与由地质储层产生的天然气或与石油产品相关的气体，或冶炼厂酸性气体经常包含酸性污染物，比如二氧化碳以和/或硫化氢和/或其他硫组分，例如硫醇、COS、CS₂、S....对于这类气体流的大多数的应用，需要根据应用以及污染物种类部分或者几乎全部去除这些酸性污染物。

从烃流中去除二氧化碳和/或硫化氢和/或其他硫组分的方法在现有技术中是已知的。

一个去除酸性污染物的常用方法涉及使用溶剂，例如化工溶剂(胺基溶剂)、混合溶剂或物理溶剂。这类溶剂在本领域中已经很广泛地被公开。然而，如果可观数量的硫化合物存在于酸性气体中，最常见的用于去除硫化氢的过程就是通过将其送入硫回收装置(“SRU”)将上述的硫化氢转化为无害的产品，例如单质硫。

克劳斯工艺是一种已知的硫回收工艺，该工艺允许硫化氢转化为元素硫。在上述克劳斯工艺的第一步中，一部分硫化氢在克劳斯炉中与空气燃烧形成二氧化硫，该二氧化硫在第二步中与硫化氢通过以下反应形成元素硫：

(1)2H₂S+3O₂→2SO₂+2H₂O

(2)2H₂S+SO₂→3S+2H₂O

在一些实施方式中，剩余的H₂S的痕迹在在位于克劳斯单元的出口的尾气处理单元(TGTU)中被捕集到以便大幅度增加硫回收。

在TGTU的出口，天然的CO₂被大量来自用于克劳斯燃烧的空气中的氮气所稀释。为了回收纯化的CO₂流，可以使用溶剂(例如基于胺的溶剂，比如甲基乙醇胺(MEA))的CO₂捕集技术。然而，因为CO₂被大量氮气稀释，基于胺的CO₂捕集装置需要大型设备从而影响CAPEX以及OPEX。

此外，焚烧炉一般连接在基于胺的CO₂捕集装置的出口以便连续焚烧余下痕量的硫化合物、氢气、一氧化碳以及碳烃化合物。这导致大量的燃料气体的消耗和气体CO₂的排放，这也是现有技术已知的方法的一个主要缺点。

因此，需要一种方法允许从包含酸性化合物，例如CO₂、H₂S和其他硫化合物的烃进料气体流中回收天然CO₂。这种方法需要有和现有技术方法相比更好的收益率、较低的投资、较低的CO₂排放和较少的能量消耗。

本实用新型通过提供一种方法来满足所有这些需求，其中：

-可以回收包含至少90％的CO₂的纯化CO₂流，

-富氧气体流被用作克劳斯单元中的燃烧剂，从而减少设备的规模和成本，

-可以有效地从CO₂流中分离并回收氢气，

-不需要持续工作的焚烧炉，从而减少系统的能量消耗和大气中的二氧化碳排放，

-部分CO₂流可再循环到克劳斯炉中冷却并方便富氧操作；

除非另有说明，本专利中提及的所有百分比均为摩尔百分比。

实用新型概述

方法

本实用新型的目的是处理包含至少二氧化碳和硫化氢的烃类进料气流以便回收纯化的CO₂气体流(vii)的方法，所述方法包括以下步骤：

a.将所述进料气体流分离为脱硫烃气流(i)以及包含至少二氧化碳和硫化氢的酸性气体流(ii)；

b.将所述酸性气体流(ii)引入一个克劳斯单元，其中富氧流被用作克劳斯炉中的燃烧剂，从而回收单质硫的液流(iii)和主要包含二氧化碳、氢气和硫化合物的尾气流(iv)；

c.将排出的尾气流(iv)引入尾气处理单元(TGTU)，从而将所述尾气流分离为还含有氢气和贫硫化合物的富含CO₂气体流(v)，以及富含硫化合物的气体流(vi)；