[发明专利]含硫材料的分离

说明书

本公开涉及用于从多组分进料流中分离含硫材料的系统和方法。所述系统和方法可以包括使所述多组分进料流与溶剂在接触塔中接触以使得所述含硫材料的至少一部分从所述多组分进料流转移到所述溶剂中。因此，可以提供基本上纯化的气流以及包含至少大部分的所述含硫材料的液流。特别是，所述溶剂可以包含液态二氧化碳，这对于从多组分进料流中去除含硫材料可以是特别有利的。

技术领域

本公开涉及从混合流，特别是气流中分离含硫材料。可以利用系统和方法进行分离，由此使所述混合流与去除溶剂接触并且特别是其中所述去除溶剂包含二氧化碳。

背景技术

天然气流通常被一种或多种另外的组分，如硫化合物(例如硫化氢或H₂S)和二氧化碳(CO₂)污染。除了含有甲烷(CH₄或“C₁”)之外，天然气和伴生天然气流通常还含有大量的更长链烃，如乙烷(C₂H₆或“C₂”)以及甚至更高碳数的烃，包括C₃和更大的烃。可以分离这些更高碳数的烃以提供有价值的烃流，特别是在去除诸如硫化氢和二氧化碳的污染物时。例如，源自阿布扎比的天然气流可以具有如下大致组成(按摩尔(无水)计)：65％CH₄；6.5％C₂H₆；3％C₃H₈；0.46％nC₄H₁₀；0.54％C₄H₁₀；0.4％C₅H₁₂；0.1％C₆H₁₄；16％H₂S；和8％CO₂。

当前从诸如天然气流的混合气流中去除H₂S和CO₂的方法包括：胺洗涤；膜处理；吸附在固体吸附剂上；在低温分离系统中处理，如瑞安-霍尔姆斯工艺(Ryan-Holmesprocess)(参见美国专利号4,318,723)、Controlled-Freeze工艺(参见美国专利号8,312,738)和美国专利号9,945,605中描述的工艺；以及使用任何前述方法的组合的混合工艺，如美国专利号8,955,354中描述的混合工艺。这些工艺都涉及高的资本投资和高的持续操作成本并且不可避免地导致CO₂从与其相关的能源系统中大量排放到大气中。如果在酸性气体中有大量的H₂S，那么诸如瑞安-霍尔姆斯工艺或Controlled-Freeze zone的低温工艺可能不经济，而常规的胺工艺由于总成本更低而可能是优选的。在高H₂S含量存在下使用低温天然气脱硫工艺将需要另外的处理步骤以从甲烷或乙烷流中去除H₂S。这是因为这些工艺不能将进料流中的H₂S含量限制为单一产物流。例如，在瑞安-霍尔姆斯工艺中，酸性气体原料中的H₂S杂质一般与乙烷产物混合并且将需要进一步将H₂S与乙烷分离。这种条件可能偏向于使用常规的胺设备以实现更低的总成本。用于高H₂S和/或CO₂气体的胺工艺往往是能量密集的并且具有高的投资和操作成本。