[发明专利]用于处理天然气的吸附方法

说明书

本发明提供了一种处理天然气流的方法，该方法包括：将天然气流传送通过第一吸附床以去除水和重质烃(C8+)，从而产生部分处理的气体流，其中第一吸附床通过变温吸附方法再生；然后将该部分处理的气体流传送通过第二吸附床以去除二氧化碳和较轻烃(C7‑)，从而产生纯化的天然气流，其中所述第二吸附床通过变温变压吸附方法再生。

背景技术

液化天然气(LNG)是为了非加压储存或运输的容易和安全已经转化成液体形式的天然气(主要是甲烷，CH₄，具有乙烷C₂H₆的一些混合物)。其占据气态天然气体积的1/600(在针对温度和压力的标准条件下)。它是无气味的、无色的、无毒的和无腐蚀性的。危险包括蒸发成气态后的易燃性、冻结和窒息。液化方法涉及去除某些组分，诸如粉尘、酸性气体、氦气、水和重质烃，这可能导致下游困难。然后通过将天然气冷却至-162℃(-260°F)，在接近大气压的压力下将天然气冷凝成液体；最大传输压力设定为约25kPa(4psi)。

来自非常规页岩的大量天然气供应的货币化主要集中在北美的大型LNG出口项目上。这些项目的目的不是为家庭市场提供LNG，而是为欧洲和亚洲的外国提供大型市场。在家庭上，LNG的最大用途是通过高峰调节进行发电。用于高峰调节的LNG通常由小规模液化设施产生，并且高峰调节能力集中在中西部和东北部地区。尽管高峰调节能力旨在以更高的需求向发电厂提供额外的进料气体，但一些公司正使用新的商业模型来货币化高峰调节能力。

高峰调节是当今LNG的最常见家庭用途之一：高峰调节是当LNG存储在发电厂时，使得在峰值需求时，公用设施可以接入LNG中以便增加功率输出以满足需求峰值。这最常发生在冬季和夏季月份，此时异常低温或高温引起电力需求的峰值。

存在两种类型的高峰调节设施。虽然两种类型都具有现场LNG储存罐，但一种具有现场液化设施，而另一种缺乏现场液化能力。

在LNG高峰调节工厂中，变热吸附(TSA)方法已广泛用于从天然气中去除水和二氧化碳以防止LNG生产中的冻结。吸附床通常通过加热的产物气体再生，然后一般使废再生气体返回管道，因为难以从废再生气体中去除二氧化碳。对于除高峰调节之外的LNG操作者，将废再生气体返回管道可能不是它们的选择。期望它们减少废再生气体和/或找到废再生物质诸如燃料的用途。

存在可用于通过将废再生气体再循环到正在再生的吸附床的入口来减少废再生气体量的闭环或半闭环加热循环。这些循环往往效率较低，因为它们不会像使用相对清洁的气体从床解吸杂质的正常开环变温吸附方法那样完全再生吸附器。由于加热回路和冷却回路在这些系统中均是分开的，因此它们也具有再生回路所需的更多设备的缺点。

混合再生方法诸如变热或变温变压吸附(TPSA)方法也可用于通过降低吸附床压力来促进床再生。然而，随着压力降低，由低压再生气体携带的热量输入也减少，这使得热再生效率降低。

仍然需要开发更好的用于水、CO2和烃去除的具有减少的废再生气体的吸附方法。

发明内容

本发明提供了一种处理天然气流的方法，该方法包括将天然气流传送通过第一吸附床以去除水和重质烃(C8+)，从而产生部分处理的气体流。第一吸附床通过变温吸附方法再生。然后将部分处理的气体流传送通过第二吸附床以去除二氧化碳和较轻烃(C7-)，从而产生纯化的天然气流。该第二吸附床通过变温变压吸附方法再生，该变温变压吸附方法在该方法的再生步骤期间使用升高的温度和压力两者来解吸杂质。

附图说明

图1示出了天然气流的流程图，该天然气流首先传送通过变温单元，然后传送通过变温变压吸附单元。

图2是表1的床A的图示，示出了经历完整循环的变温变压吸附单元。

图3示出了在表2所示的变温变压吸附循环中床A的一个全循环。

具体实施方式