1. Способ удаления содержащих серу соединений из кислого газа, включающий

избирательное разделение подаваемого потока кислого газа, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке;

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более;

избирательное разделение подаваемого потока включает мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени и

захват по меньшей мере части содержащих серу соединений из первого потока и второго потока.

2. Способ по п.1, в котором второй поток содержит 60 об.% или более от одного или более содержащих серу соединений в подаче.

3. Способ по п.1, в котором второй поток содержит по меньшей мере 60 об.% сероводорода в подаче.

4. Способ по п.1, в котором первый поток содержит множество потоков.

5. Способ по п.1, в котором первый поток содержит множество потоков, и все множество потоков содержит по меньшей мере 0,5 об.% одного или более содержащих серу соединений от подаваемого потока.

6. Способ по п.1, в котором первый поток содержит множество потоков, и один или более из множества потоков содержит по меньшей мере 51 об.% двуокиси углерода.

7. Способ по п.1, в котором первый поток содержит по меньшей мере 20 об.% двуокиси углерода от подаваемого потока.

8. Способ по п.1, в котором одно или более содержащих серу соединений содержит производные сероводорода.

9. Способ по п.1, в котором одно или более содержащих серу соединений содержит один или более меркаптанов или их производные.

10. Способ по п.1, в котором одно или более содержащих серу соединений содержит сероокись углерода или ее производные.

11. Способ по п.1, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более ароматических углеводородов.

12. Способ по п.1, в котором подаваемый поток дополнительно содержит растворитель.

13. Способ по п.1, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более аминов или их производные.

14. Способ по п.1, в котором подаваемый поток содержит растворитель, который может, по меньшей мере частично, абсорбировать сероводород и двуокись углерода из подаваемого потока.

15. Способ по п.1, в котором как первый поток, так и второй поток содержат сероводород при различных концентрациях.

16. Способ по п.1, в котором второй поток содержит большую концентрацию сероводорода, чем первый поток.

17. Способ по п.1, в котором второй поток содержит от примерно 50 до примерно 99 об.% сероводорода и первый поток содержит от примерно 0,01 до примерно 50 об.% сероводорода.

18. Способ по п.1, в котором избирательное разделение подаваемого потока содержит мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени при давлении менее чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) и температуре от примерно 100шF (37шC) до примерно 240шF (116шC) для того, чтобы образовать первый поток и второй поток.

19. Способ по п.1, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени при давлении между примерно 20 (0,14 МПа) и примерно 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) при температуре от примерно 200шF (93шС) до примерно 240шF (116шC).

20. Способ по п.1, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает нагревание подаваемого потока до температуры от примерно 100шF (37шC) до примерно 300шF (149шC) и затем мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени при давлении менее чем 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,35 МПа).

21. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение подаваемого потока кислых газов, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке;

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более; и

избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени;

проход второго потока в процесс извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа;

обход байпасом первого потока вокруг процесса извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток, в котором процесс извлечения серы включает каталитическую реакционную зону и не имеет термической зоны, так что второй поток контактирует с одним или более катализаторов без увеличения температуры выше чем 600шF (316шC) и

захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.

22. Способ по п.21, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса, содержащий только каталитическую реакционную секцию, имеющую одну или более каталитических реакционных зон, так что второй поток контактирует с одной или более каталитических реакционных зон без увеличения температуры выше чем 600шF (316шC).

23. Способ по п.21, дополнительно включающий проход второго потока через процесс обогащения кислого газа перед процессом извлечения серы.

24. Способ по п.21, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в двух или более ступенях.

25. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение подаваемого потока кислых газов, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке;

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более; и

избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени;

проход второго потока в процесс извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа;

обход байпасом первого потока вокруг процесса извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток, и

захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.

26. Способ по п.25, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в двух или более ступенях.

27. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков.

28. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков и захват двуокиси серы из отходящего газа и байпасных потоков после сжигания для того, чтобы образовать поток, обогащенный двуокисью серы.

29. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков; захват двуокиси серы из отходящего газа и байпасных потоков после сжигания для того, чтобы образовать поток, обогащенный двуокисью серы; и проход по меньшей мере части потока, обогащенного двуокисью серы, в процесс извлечения серы.

30. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков, очистку потоков после сжигания и проход потока рециркулирующего газа, состоящего, по существу, из двуокиси серы, в процесс извлечения серы.

31. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасного потока; контактирование потоков после сжигания с одним или более растворителей, выбранных из группы, состоящей из сульфитов, каустической соды, алканоламинов, ароматических аминов, диаминов, пространственно затрудненных аминов, их производных и их сочетаний или смесей; и проход потока рециркулирующего газа, состоящего, по существу, из двуокиси серы, в процесс извлечения серы.

32. Способ по п.25, дополнительно включающий проход второго потока через процесс обогащения кислого газа перед процессом извлечения серы.

33. Способ по п.25, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса.

34. Способ по п.25, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса, содержащий термическую и каталитическую реакционные зоны.

35. Способ по п.25, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса, содержащий термическую зону и многочисленные каталитические реакционные зоны.

36. Способ по п.32, в котором процесс обогащения кислого газа осуществляют абсорбцией амина для избирательного захвата сероводорода.

37. Способ по п.32, в котором в процессе обогащения кислого газа используются MDEA или Flexsorb для избирательного захвата сероводорода.

38. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение подаваемого потока кислых газов, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке; и

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более;

захват двуокиси серы из первого потока, второго потока или обоих потоков для того, чтобы образовать рециркулирующий поток двуокиси серы; и

разделение рециркулирующего потока двуокиси серы на две или более последовательных каталитических реакционных зон процесса Клауса.

39. Способ по п.38, в котором второй поток, или рециркулирующий поток двуокиси серы, или оба потока, содержат по меньшей мере 10 об.% от одного или более содержащих серу соединений в подаче.

40. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

мгновенное испарение в одной ступени при давлении менее чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более;

проход второго потока в процесс извлечения серы для того, чтобы удалять по меньшей мере часть одного или более содержащих серу соединений и

захват остающихся содержащих серу соединений из первого потока и второго потока.

41. Способ по п.40, в котором подаваемый поток содержит поток обогащенного растворителя.

42. Способ по п.40, в котором давление является меньшим чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) при температуре от примерно 200шF (93шC) до примерно 240шF (116шC).

43. Способ по п.40, в котором давление составляет между примерно 20 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,14 МПа) и примерно 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,35 МПа) при температуре от примерно 200шF (93шC) до примерно 240шF (116шC) .

44. Способ по п.40, дополнительно включающий нагревание подаваемого потока до температуры от примерно 100шF (37шC) до примерно 300шF (149шC) и затем мгновенное испарение подаваемого потока при давлении менее чем 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,35 МПа).

45. Способ по п.40, в котором одно или более содержащих серу соединений включает производные сероводорода.

46. Способ по п.40, в котором одно или более содержащих серу соединений включает один или более меркаптанов или их производные.

47. Способ по п.40, в котором одно или более содержащих серу соединений включает сероокись углерода или ее производные.

48. Способ по п.40, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более ароматических углеводородов.

49. Способ по п.40, в котором подаваемый поток дополнительно содержит растворитель.

50. Способ по п.40, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более аминов или их производные.

51. Способ по п.40, в котором подаваемый поток содержит растворитель, который имеет возможность, по меньшей мере частично, абсорбировать сероводород и двуокись углерода из подаваемого потока.

52. Способ по п.40, в котором как первый поток, так и второй поток содержат сероводород в различных концентрациях.

53. Способ по п.40, в котором второй поток содержит большую концентрацию сероводорода, чем первый поток.

54. Способ по п.40, в котором второй поток содержит от примерно 60 до 99 об.% сероводорода и первый поток содержит от примерно 0,01 до примерно 50 об.% сероводорода.

55. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение потока обогащенного растворителя, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке; и

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,25 или более;

в котором дополнительное избирательное разделение потока обогащенного растворителя включает мгновенное испарение потока обогащенного растворителя в одной ступени и

захват по меньшей мере части содержащих серу соединений из первого потока и второго потока.

56. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение потока обогащенного растворителя, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке; и

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,25 или более;

проход второго потока в способ извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа;

обход байпасом первого потока вокруг способа извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток; и

захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.

57. Способ по п.56, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в двух или более ступенях.

 

(57) Реферат / Формула:
Способ удаления содержащих серу соединений из кислого газа, включающий

избирательное разделение подаваемого потока кислого газа, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке;

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более;

избирательное разделение подаваемого потока включает мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени и

захват по меньшей мере части содержащих серу соединений из первого потока и второго потока.

2. Способ по п.1, в котором второй поток содержит 60 об.% или более от одного или более содержащих серу соединений в подаче.

3. Способ по п.1, в котором второй поток содержит по меньшей мере 60 об.% сероводорода в подаче.

4. Способ по п.1, в котором первый поток содержит множество потоков.

5. Способ по п.1, в котором первый поток содержит множество потоков, и все множество потоков содержит по меньшей мере 0,5 об.% одного или более содержащих серу соединений от подаваемого потока.

6. Способ по п.1, в котором первый поток содержит множество потоков, и один или более из множества потоков содержит по меньшей мере 51 об.% двуокиси углерода.

7. Способ по п.1, в котором первый поток содержит по меньшей мере 20 об.% двуокиси углерода от подаваемого потока.

8. Способ по п.1, в котором одно или более содержащих серу соединений содержит производные сероводорода.

9. Способ по п.1, в котором одно или более содержащих серу соединений содержит один или более меркаптанов или их производные.

10. Способ по п.1, в котором одно или более содержащих серу соединений содержит сероокись углерода или ее производные.

11. Способ по п.1, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более ароматических углеводородов.

12. Способ по п.1, в котором подаваемый поток дополнительно содержит растворитель.

13. Способ по п.1, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более аминов или их производные.

14. Способ по п.1, в котором подаваемый поток содержит растворитель, который может, по меньшей мере частично, абсорбировать сероводород и двуокись углерода из подаваемого потока.

15. Способ по п.1, в котором как первый поток, так и второй поток содержат сероводород при различных концентрациях.

16. Способ по п.1, в котором второй поток содержит большую концентрацию сероводорода, чем первый поток.

17. Способ по п.1, в котором второй поток содержит от примерно 50 до примерно 99 об.% сероводорода и первый поток содержит от примерно 0,01 до примерно 50 об.% сероводорода.

18. Способ по п.1, в котором избирательное разделение подаваемого потока содержит мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени при давлении менее чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) и температуре от примерно 100шF (37шC) до примерно 240шF (116шC) для того, чтобы образовать первый поток и второй поток.

19. Способ по п.1, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени при давлении между примерно 20 (0,14 МПа) и примерно 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) при температуре от примерно 200шF (93шС) до примерно 240шF (116шC).

20. Способ по п.1, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает нагревание подаваемого потока до температуры от примерно 100шF (37шC) до примерно 300шF (149шC) и затем мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени при давлении менее чем 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,35 МПа).

21. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение подаваемого потока кислых газов, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке;

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более; и

избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени;

проход второго потока в процесс извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа;

обход байпасом первого потока вокруг процесса извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток, в котором процесс извлечения серы включает каталитическую реакционную зону и не имеет термической зоны, так что второй поток контактирует с одним или более катализаторов без увеличения температуры выше чем 600шF (316шC) и

захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.

22. Способ по п.21, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса, содержащий только каталитическую реакционную секцию, имеющую одну или более каталитических реакционных зон, так что второй поток контактирует с одной или более каталитических реакционных зон без увеличения температуры выше чем 600шF (316шC).

23. Способ по п.21, дополнительно включающий проход второго потока через процесс обогащения кислого газа перед процессом извлечения серы.

24. Способ по п.21, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в двух или более ступенях.

25. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение подаваемого потока кислых газов, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке;

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более; и

избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени;

проход второго потока в процесс извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа;

обход байпасом первого потока вокруг процесса извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток, и

захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.

26. Способ по п.25, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в двух или более ступенях.

27. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков.

28. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков и захват двуокиси серы из отходящего газа и байпасных потоков после сжигания для того, чтобы образовать поток, обогащенный двуокисью серы.

29. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков; захват двуокиси серы из отходящего газа и байпасных потоков после сжигания для того, чтобы образовать поток, обогащенный двуокисью серы; и проход по меньшей мере части потока, обогащенного двуокисью серы, в процесс извлечения серы.

30. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков, очистку потоков после сжигания и проход потока рециркулирующего газа, состоящего, по существу, из двуокиси серы, в процесс извлечения серы.

31. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасного потока; контактирование потоков после сжигания с одним или более растворителей, выбранных из группы, состоящей из сульфитов, каустической соды, алканоламинов, ароматических аминов, диаминов, пространственно затрудненных аминов, их производных и их сочетаний или смесей; и проход потока рециркулирующего газа, состоящего, по существу, из двуокиси серы, в процесс извлечения серы.

32. Способ по п.25, дополнительно включающий проход второго потока через процесс обогащения кислого газа перед процессом извлечения серы.

33. Способ по п.25, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса.

34. Способ по п.25, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса, содержащий термическую и каталитическую реакционные зоны.

35. Способ по п.25, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса, содержащий термическую зону и многочисленные каталитические реакционные зоны.

36. Способ по п.32, в котором процесс обогащения кислого газа осуществляют абсорбцией амина для избирательного захвата сероводорода.

37. Способ по п.32, в котором в процессе обогащения кислого газа используются MDEA или Flexsorb для избирательного захвата сероводорода.

38. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение подаваемого потока кислых газов, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке; и

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более;

захват двуокиси серы из первого потока, второго потока или обоих потоков для того, чтобы образовать рециркулирующий поток двуокиси серы; и

разделение рециркулирующего потока двуокиси серы на две или более последовательных каталитических реакционных зон процесса Клауса.

39. Способ по п.38, в котором второй поток, или рециркулирующий поток двуокиси серы, или оба потока, содержат по меньшей мере 10 об.% от одного или более содержащих серу соединений в подаче.

40. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

мгновенное испарение в одной ступени при давлении менее чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более;

проход второго потока в процесс извлечения серы для того, чтобы удалять по меньшей мере часть одного или более содержащих серу соединений и

захват остающихся содержащих серу соединений из первого потока и второго потока.

41. Способ по п.40, в котором подаваемый поток содержит поток обогащенного растворителя.

42. Способ по п.40, в котором давление является меньшим чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) при температуре от примерно 200шF (93шC) до примерно 240шF (116шC).

43. Способ по п.40, в котором давление составляет между примерно 20 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,14 МПа) и примерно 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,35 МПа) при температуре от примерно 200шF (93шC) до примерно 240шF (116шC) .

44. Способ по п.40, дополнительно включающий нагревание подаваемого потока до температуры от примерно 100шF (37шC) до примерно 300шF (149шC) и затем мгновенное испарение подаваемого потока при давлении менее чем 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,35 МПа).

45. Способ по п.40, в котором одно или более содержащих серу соединений включает производные сероводорода.

46. Способ по п.40, в котором одно или более содержащих серу соединений включает один или более меркаптанов или их производные.

47. Способ по п.40, в котором одно или более содержащих серу соединений включает сероокись углерода или ее производные.

48. Способ по п.40, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более ароматических углеводородов.

49. Способ по п.40, в котором подаваемый поток дополнительно содержит растворитель.

50. Способ по п.40, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более аминов или их производные.

51. Способ по п.40, в котором подаваемый поток содержит растворитель, который имеет возможность, по меньшей мере частично, абсорбировать сероводород и двуокись углерода из подаваемого потока.

52. Способ по п.40, в котором как первый поток, так и второй поток содержат сероводород в различных концентрациях.

53. Способ по п.40, в котором второй поток содержит большую концентрацию сероводорода, чем первый поток.

54. Способ по п.40, в котором второй поток содержит от примерно 60 до 99 об.% сероводорода и первый поток содержит от примерно 0,01 до примерно 50 об.% сероводорода.

55. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение потока обогащенного растворителя, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке; и

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,25 или более;

в котором дополнительное избирательное разделение потока обогащенного растворителя включает мгновенное испарение потока обогащенного растворителя в одной ступени и

захват по меньшей мере части содержащих серу соединений из первого потока и второго потока.

56. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий

избирательное разделение потока обогащенного растворителя, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором

молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке; и

молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,25 или более;

проход второго потока в способ извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа;

обход байпасом первого потока вокруг способа извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток; и

захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.

57. Способ по п.56, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в двух или более ступенях.

 

---

010565
Область техники
Варианты настоящего изобретения, в общем, относятся к способам удаления содержащих серу соединений из потоков, содержащих углеводороды.
Описание предшествующего уровня техники
На сегодняшний день из US 4,552,572 и US 4,589,896 известны способы удаления серосодержащих соединений из углеводородных потоков. Однако до сих пор актуальна задача разработки новых более экономичных способов сероочистки. Надежная и эффективная по стоимости установка для очистки газа является существенной для экономического успеха в производстве потоков газообразных углеводородов, как например природного газа. Удаление серы часто является наиболее трудным как с точки зрения извлечения, так и стоимости, из-за более строгих требований к окружающей среде и технических условий на продукты. В качестве таковых, способы удаления серы становятся все более сложными и более капиталоемкими. Поэтому имеется потребность в усовершенствованных способах удаления серы, которые требуют меньших капитальных затрат, меньших эксплуатационных расходов и которые обеспечивают лучшее извлечение серы, чтобы отвечать современным техническим условиям воздействия на окружающую среду.
Сущность изобретения
Несмотря на то, что из US 4,552,572 и US 4,589,896 известны способы удаления серосодержащих соединений из углеводородных потоков, все они обладают рядом недостатков. В частности, все они отличаются многостадийностью, невозможностью организации мгновенного испарения сырья в одну стадию и захвата серосодержащих соединений их потока отходящего газа и байпасирующего потока.
Предусмотрены способы удаления содержащих серу соединений. Различные конкретные варианты осуществления описаны ниже, по меньшей мере некоторые из них также излагаются в пунктах формулы изобретения. В одном варианте осуществления, способ включает избирательное разделение подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке и молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более.
В другом варианте осуществления, способ включает избирательное разделение подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более. Этот способ дополнительно включает проход второго потока в способ извлечения серы, чтобы образовать поток отходящего газа, и обход байпасом первого потока вокруг способа извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток.
В другом варианте осуществления, способ включает избирательное разделение подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более. Этот способ дополнительно включает проход второго потока в способ извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа; обход байпасом первого потока вокруг способа извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток; и захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.
В еще одном варианте осуществления, способ включает разделение подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более. Этот способ дополнительно включает захват двуокиси серы из первого потока, второго потока или обоих потоков для того, чтобы образовать рециркулирую-щий поток двуокиси серы, и разделение рециркулирующего потока двуокиси серы на две или более последовательных каталитических реакционных зон процесса Клауса.
В еще другом варианте осуществления, способ включает мгновенное испарение при давлении менее чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и
- 1 -
010565
сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более. Этот способ дополнительно включает проход второго потока в способ извлечения серы для того, чтобы удалять по меньшей мере часть одного или более содержащих серу соединений.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 схематически изображает способ извлечения серы, использующий блок 100 для извлечения кислого газа (AGR), блок 200 для избирательного обогащения кислого газа (AEU), блок 300 для извлечения серы (SRU), блок 400 для очистки отходящего газа (TGCU) и печь 500 для сжигания отходов.
Фиг. 2 схематически изображает примерный блок 100 для извлечения кислого газа (AGR) в соответствии с определенными конкретными вариантами осуществления, описанными здесь.
Фиг. 3 иллюстрирует альтернативный примерный блок 100 для извлечения кислого газа (AGR) в соответствии с определенными конкретными вариантами осуществления, описанными здесь.
Фиг. 4 схематически изображает другой альтернативный вариант осуществления способа извлечения серы, в котором используется блок 600 для обессеривания дымового газа (FGDS).
Подробное описание
Теперь будет рассмотрено подробное описание. Каждый из прилагаемых пунктов формулы изобретения определяет отдельное изобретение, которое в целях отсутствия нарушения патента признается включающим эквиваленты различных элементов или ограничений, определенных в пунктах формулы изобретения. В зависимости от контекста все ссылки ниже на "изобретение" могут в ряде случаев относиться только к определенным конкретным вариантам осуществления. В других случаях будет признано, что ссылки на "изобретение" будут относиться к предмету изобретения, изложенному в одном или более, но не обязательно во всех пунктах формулы изобретения. Каждое из изобретений теперь будет описано более подробно ниже, включая конкретные варианты осуществления, версии и примеры, но изобретения не ограничиваются этими вариантами осуществления, версиями или примерами, которые включены для того, чтобы дать возможность специалисту в этой области техники осуществлять и использовать изобретения, когда информация в этом патенте объединяется с доступной информацией и технологией.
Различные термины, как они использованы здесь, определяются ниже. В полном объеме термин, используемый в пункте формулы изобретения, не определяется ниже, ему должно быть дано самое широкое определение, которое дается специалистами в подходящей области техники этому термину, как отраженному по меньшей мере в одной напечатанной публикации или выданном патенте.
Термин "газ" используется взаимозаменяемым образом с "пар" и обозначает вещество или смесь веществ в газообразном состоянии, которое отличается от жидкого или твердого состояния.
Термин "кислый газ" обозначает один или более из двуокиси углерода (СО2) , сероводорода (H2S), сероуглерода (CS2) , сероокиси углерода (COS), меркаптанов (R-SH, где R представляет собой алкильную группу, имеющую от одного до 20 атомов углерода), двуокиси серы (SO2), их сочетаний, их смесей и их производных.
Термин "высокосернистый газ" обозначает газ, содержащий нежелательные количества кислого газа, например 55 частей на миллион по объему (ppmv) или более, или 500 ppmv, или 5 об.% или более, или 15 об.% или более, или 35 об.% или более. По меньшей мере один пример "высокосернистого газа" представляет собой газ, имеющий от примерно 2 или более до примерно 7 об.% или более кислого газа.
Термин "нейтральный газ" обозначает газ, имеющий не более чем максимальное содержание серы, определяемое техническими условиями на газ, продаваемый с завода, или определением законодательного органа, как например, Texas Railroad Commission. Термин "нейтральный газ" включает газ, не имеющий никаких нежелательных соединений серы, как например менее чем 21 ppmv "содержащих серу соединений" (измеряемых, как сера) например, и никакого нежелательного количества двуокиси углерода. Например, "нейтральный газ" имеет максимальное количество двуокиси углерода, как например, менее, чем 2 об.%, для газа, продаваемого в трубопроводе, и 50 ppmv для изготовления сжиженного природного газа (СПГ).
Термин "обогащенный растворитель" обозначает растворитель, который содержит обнаруживаемое количество кислого газа, например кислого газа, который был удален из высокосернистого газа. Например, термин "обогащенный растворитель" включает растворитель, имеющий более чем примерно 0,04 моль кислого газа на моль чистого растворителя.
Термин "обедненный растворитель" обозначает растворитель, который содержит незначительное количество высокосернистого газа или вообще его не содержит. Например, термин "обедненный растворитель" включает растворитель, имеющий менее чем 0,04 моль кислого газа на моль чистого растворителя.
Конкретные варианты осуществления
Различные конкретные варианты осуществления описаны ниже, по меньшей мере некоторые из них также изложены в пунктах формулы изобретения. Например, по меньшей мере один конкретный вариант осуществления адресован к способу удаления содержащих серу соединений. В одном варианте осуществления, способ содержит избирательное разделение подаваемого потока, содержащего двуокись углерода
- 2 -
010565
и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке. Далее, молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более, или примерно 0,01 или более, или примерно 0,1 или более.
По меньшей мере один другой вариант осуществления адресован к избирательному разделению подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке. Молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более или примерно 0,01 или более, или примерно 0,1 или более. Второй поток направляется в способ извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа, и первый поток обходит байпасом вокруг способа извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток.
Еще один другой вариант осуществления адресован к избирательному разделению подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более, или примерно 0,01 или более, или примерно 0,1 или более. Второй поток проходит в способ извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа, и первый поток обходит байпасом вокруг способа извлечения серы для того, чтобы образовать байпасный поток. Остающиеся содержащие серу соединения из потока отходящего газа и байпасного потока затем захватываются. Предпочтительно, остающиеся содержащие серу соединения захватываются посредством сжигания отходящего газа и байпасных потоков, очистки потоков после сжигания и прохода рециркулирующего потока газа, состоящего, по существу, из двуокиси серы, в способ извлечения серы.
Еще один другой конкретный вариант осуществления адресован к избирательному разделению подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более, или примерно 0,01 или более, или примерно 0,1 или более. Способ дополнительно включает захват двуокиси серы из первого потока, второго потока отходящего газа или обоих потоков для того, чтобы образовать рециркулирующий поток двуокиси серы, и разделение рециркулирующего потока двуокиси серы на две или более последовательных каталитических реакционных зон способа Клауса.
Еще один другой конкретный вариант осуществления адресован к мгновенному испарению при давлении менее, чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород. Молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более, или примерно 0,01 или более, или примерно 0,1 или более. Второй поток затем проходит в способ извлечения серы для того, чтобы удалять по меньшей мере часть одного или более содержащих серу соединений.
В одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, второй поток может включать 60 об.% или более из одного или более содержащих серу соединений в подаче. В одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или где-нибудь здесь в другом месте, второй поток включает по меньшей мере 60 об.% сероводорода в подаче.
Далее, в одном или более вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, первый поток включает множество потоков. Предпочтительно, все множество потоков содержит по меньшей мере 0,5 об.% одного или более содержащих серу соединений из подаваемого потока. Предпочтительно, один или более из множества потоков содержит по меньшей мере 51 об.% двуокиси углерода. Далее, в одном или более вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, первый поток содержит по меньшей мере 20 об.% двуокиси углерода из подаваемого потока. Еще далее,
- 3 -
010565
в одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, второй поток содержит от примерно 50 до примерно 99 об.% сероводорода, и первый поток содержит от примерно 0,01 до примерно 50 об.% сероводорода.
В одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, подаваемый поток избирательно разделяется посредством по меньшей мере частичного испарения подаваемого потока в двух или более ступенях. В одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, подаваемый поток избирательно разделяется посредством по меньшей мере частичного мгновенного испарения подаваемого потока в двух ступенях, в которых первая ступень работает при более высоком давлении, чем вторая ступень. В одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, подаваемый поток избирательно разделяется посредством по меньшей мере частичного мгновенного испарения подаваемого потока в двух ступенях, в которых первая ступень работает при давлении от примерно 75 до примерно 150 фунтов/кв. дюйм избыточного давления, и вторая ступень работает при от примерно 10 до примерно 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления. В одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, подаваемый поток избирательно разделяется посредством, по меньшей мере, частичного испарения подаваемого потока в двух или более ступенях, и первый поток представляет собой поток газа верхнего погона из разделения посредством мгновенного испарения.
В одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, подаваемый поток избирательно разделяется посредством, по меньшей мере, частичного испарения подаваемого потока в одной ступени. В одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, подаваемый поток избирательно разделяется посредством, по меньшей мере, частичного мгновенного испарения подаваемого потока в одной ступени, работающей при давлении от примерно 20 до примерно 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления. В одном или более конкретных вариантов осуществления, идентифицированных выше или в другом месте, подаваемый поток избирательно разделяется посредством, по меньшей мере, частичного испарения подаваемого потока в одной ступени, и первый поток представляет собой поток газа верхнего погона из этого разделения посредством мгновенного испарения.
Конкретные варианты осуществления на чертежах
Конкретные варианты осуществления, показанные на чертежах, будут теперь описаны. Необходимо подчеркнуть, что пункты формулы изобретения не должны считаться ограниченными аспектами чертежей. Фиг. 1 схематически изображает способ извлечения серы для того, чтобы извлечь больше чем 98% по весу от общего количества серы из высокосернистого газа. В этом способе извлечения используется блок 100 для извлечения кислого газа (AGR), блок 300 для извлечения серы (SRU), блок 400 для очистки отходящего газа (TGCU) и печь 500 для сжигания отходов. Избирательно, в этом способе извлечения может использоваться блок 200 для обогащения кислого газа (AEU). Потребность в AEU 200 зависит от многочисленных соображений проекта, индивидуальных для каждого высокосернистого газа, который должен быть обработан. Некоторые соображения проекта включают, например, концентрации серы и тип высокосернистого газа, который должен быть обработан, условия способа, нормы выбросов, вместимость и характеристики оборудования ниже по потоку, а также его доступность.
В блоке 100 для извлечения кислого газа (AGR), поток 112 высокосернистого газа, имеющий одно или более содержащих серу соединений, обрабатывается для того, чтобы удалять одно или более содержащих серу соединений и образовать поток 114 нейтрального газа. Предпочтительно, поток 112 высокосернистого газа представляет собой поток углеводородов, как например, природного газа или нефтеза-водского газа. Поток 112 высокосернистого газа из природного газа может происходить из одной или более эксплуатируемых скважин углеводородов, имеющих как жидкую, так и паровую фазы в тесном контакте, которые проходят через сепаратор (не показан) для того, чтобы образовать высокосернистый газ 112 и жидкий "конденсат". Пример такого потока 112 высокосернистого газа включает от примерно 90 до примерно 99 об.% углеводородного продукта и от примерно 2 до примерно 10 об.% кислого газа и других примесей. Обычные примеси в потоке 112 высокосернистого газа, которые требуют дополнительной обработки, могут включать, но не ограничены этим, непроизводственную воду, кислород, азот, аргон, гелий и углеводороды, как например бутан, пентан и ароматические соединения, а также другие летучие органические соединения (VOCs). Примеры ароматических соединений включают, но не ограничиваются этим, бензол, толуол, этилбензол и ксилол.
Поток жидкого конденсата из сепаратора (не показан) должен быть стабилизирован при давлении его пара для того, чтобы контролировать выделения. Стабилизированная жидкость может также быть деодорирована для производства пригодного для продажи жидкого углеводородного продукта, отвечающего техническим условиям, и необязательно поток дисульфидного масла (DSO) для ликвидации отходов производства, как обсуждено ниже. Пар, высвобожденный при этой стабилизации, может быть объединен с потоком 112 высокосернистого газа.
Кислый газ и другие примеси могут быть удалены из потока 112 высокосернистого газа с использованием любого способа разделения, известного в технике для того, чтобы образовать поток 114 ней
- 4 -
010565
трального газа. Предпочтительно, кислый газ и другие примеси удаляются из потока 112 высокосернистого газа в AGR 100 экстрагированием растворителем. Термин "способ экстрагирования растворителем" охватывает любой способ, известный в технике, для экстрагирования кислых газов с использованием растворителя. По меньшей мере в одном способе экстрагирования растворителем, обедненный растворитель, который является избирательным для кислого газа и других примесей, контактирует с потоком 112 высокосернистого газа для того, чтобы удалять или иначе захватывать кислый газ и другие примеси из потока 112 высокосернистого газа, образуя поток 114 нейтрального газа и обогащенного растворителя.
Этот обогащенный растворитель (т.е. подаваемый поток), имеющий захваченные кислый газ и другие примеси, избирательно разделяется на первый поток 145А,В и второй поток 175 при условиях способа, достаточных для того, чтобы первый поток 145А,В имел большее молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду, чем второй поток. Далее, молярное отношение сероводорода в первом потоке 145А,В к сероводороду во втором потоке 175 составляет примерно 0,005 или более; или 0,01 или более; или 0,1 или более; или 0,25 или более; или 0,30 или более; или 0,5 или более. Еще далее, первый поток 145 А,В может содержать по меньшей мере 20 об.% или по меньшей мере 50 об.%, или по меньшей мере 70 об.%, или по меньшей мере 80 об.%, или по меньшей мере 90 об.% ароматических углеводородов и меркаптанов, сероуглерода и сероокиси углерода от подаваемого потока. Еще далее, второй поток 175 включает примерно 60 об.% или более сероводорода от подаваемого потока. Первый поток 145А,В может обходить байпасом вокруг SRU 300, и второй поток 175 может проходить в AEU 200, если он используется, или в SRU 300 для дальнейшей обработки. Также, если используется AEU 200, первый поток 145А,В может обходить байпасом как AEU 200, так и SRU 300. AEU 200 и SRU 300 будут описаны более подробно ниже.
Первый поток 145А,В может включать один или более потоков или множество потоков. Предпочтительно, все эти потоки содержат по меньшей мере 1, по меньшей мере 2, по меньшей мере 5, по меньшей мере 10 или по меньшей мере 20 об.% одного или более содержащих серу соединений от подаваемого потока. В одном конкретном варианте осуществления, один из множества потоков может содержать вплоть до 70, вплоть до 80, или вплоть до 90, или вплоть до 99,9 моль.% дисульфидного масла. Этот поток дисульфидного масла происходит из стадии стабилизации жидкого конденсата, описанной выше. В другом конкретном варианте осуществления, один из множества потоков может содержать вплоть до 30, вплоть до 40, или вплоть до 50, или вплоть до 60 об.% меркаптанов, там, где эти меркаптаны были удалены из потока 114 нейтрального газа с использованием одной или более стадий обработки, не показаны, но которые могут включать одну или более стадий абсорбции с подходящим растворителем, избирательным к меркаптанам, адсорбции меркаптанов с использованием, например, молекулярного сита, или сочетания адсорбции и абсорбции для того, чтобы выработать поток или потоки меркаптанов.
В одном или более определенных вариантов осуществления, первый поток 145А,В, либо один поток, либо множество потоков, содержит по меньшей мере 20 об.% двуокиси углерода от подаваемого потока. В одном или более определенных вариантов осуществления, первый поток 145А,В, либо один поток, либо множество потоков, содержит по меньшей мере 51 об.% двуокиси углерода, как например, по меньшей мере 60, 70, 80, 90 или 95 об.%. Второй поток 175 является богатым содержащими серу соединениями из подаваемого потока, предпочтительно содержащим более, чем 51 об.% содержащих серу соединений от подаваемого потока, и более предпочтительно содержащим более, чем 60 об.% сероводорода от подаваемого потока. Посредством избирательного разделения двуокиси углерода на первый поток 145А,В, который обходит байпасом SRU 300, общий объем двуокиси углерода, которая должна быть обработана посредством SRU 300, значительно уменьшается. Далее, посредством избирательного разделения ароматических углеводородов на первый поток 145А,В, который обходит байпасом SRU 300, большее количество ароматических углеводородов и большее количество содержащих серу соединений, отличных от сероводорода, направляются вокруг SRU 300. Этот байпас в дополнение к увеличенной концентрации содержащих серу соединений во втором потоке 175 дает возможность того, чтобы намного меньший SRU 300 эффективно извлекал в основном то же самое количество серы при обработке высокосернистого газа в сопоставимых количествах.
Извлечение кислого газа
Рассматривая блоки 100 для извлечения кислого газа (AGR) более подробно, увидим, что фиг. 2 схематически изображает примерный блок 100 для извлечения кислого газа (AGR) в соответствии с определенными конкретными вариантами осуществления, описанными здесь. Поток 112 высокосернистого газа может включать между примерно 0,25 и 15 об.% сероводорода, между примерно 0,5 и 30 об.% двуокиси углерода, между примерно 50 и 5000 ppmv меркаптанов и других содержащих серу соединений, и между примерно 50 и 1000 ppmv ароматических углеводородов, причем от 60 до 99% углеводородов являются алкильными и ароматическими.
Предпочтительно, поток 112 природного газа содержит между 0,5 и 3 об.% сероводорода, между примерно 2 и 7 об.% двуокиси углерода, между примерно 50 и 500 ppmv меркаптанов, между примерно 50 и 500 ppmv по объему других содержащих серу соединений (меркаптаны, сероокись углерода, сероуглерод).
- 5 -
010565
Поток 112 высокосернистого газа сначала проходит в контактный аппарат 110, где поток 112 высокосернистого газа контактирует с потоком 116 обедненного растворителя. Контактный аппарат 110 может быть абсорбционной башней или колонной, как например колонной с колпачковыми тарелками, имеющей множество тарелок (не показаны), расположенных по всей высоте с промежутками или насадку для контактирования жидкости и пара. При работе входящий поток 112 высокосернистого газа может протекать вверх через контактный аппарат 110, в то время как обедненный растворитель 116 протекает вниз через контактный аппарат 110. Это также известно как противоток. Контактный аппарат 110 обычно работает при давлении от примерно 400 до примерно 1200 фунтов/кв. дюйм избыточного давления и температуре от примерно 50 до примерно 140°F.
Поток 116 обедненного растворителя предпочтительно представляет собой поток, который будет физически и/или химически абсорбировать, хемосорбировать, или иначе захватывать кислые газы из потока 112 высокосернистого газа после контактирования. Соответственно, поток 112 высокосернистого газа после контактирования с обедненным растворителем 116 лишается или, по существу, лишается кислых газов.
Предпочтительно, поток 116 обедненного растворителя содержит меньше чем 0,4 моль.% кислого газа (например, меньше чем 0,04 моль кислого газа на моль чистого растворителя, на который воздействуют парциальные давления кислых газов в потоке 112 высокосернистого газа и выбранного растворителя).
Приведенные примеры растворителей включают, но не ограничиваются этим, алканоламины, ароматические амины, диамины, пространственно затрудненные амины, их смеси или их производные. Конкретные амины включают моноэтаноламин (MEA), диэтаноламин (DEA), дигликольамин, метилдиэтано-ламин (MDEA; с активатором и без него), диизопропаноламин (DIPA), триэтаноламин (TEA) и димети-ланилин, например. Другие подходящие растворители могут включать, например,полиэтиленгликоль и его производные, карбонаты, сульфиты, нитриты, каустические соды и №метил-2-пирролидон (NMP), либо по отдельности, либо в сочетании с аминами, перечисленными выше. Это описание основано на использовании растворителя MDEA.
Поток нейтрализованного газа выходит с верха контактного аппарата 110, как поток 114 нейтрального газа, в то время как растворитель выходит с низа контактного аппарата 110, как поток 118 обогащенного растворителя. Поток 118 обогащенного растворителя включает по существу все кислые газы и часть углеводородов, которые присутствовали в потоке 112 высокосернистого газа. Небольшой процент кислого газа может оставаться в потоке 114 нейтрального газа, который включает большую часть углеводородов. Небольшой процент кислого газа в потоке 114 нейтрального газа составляет меньше чем 3 об.% и может быть таким небольшим в диапазоне чисел частиц на миллион по объему (ppmv). Например, поток 114 нейтрального газа может включать по меньшей мере 99 об.% природного газа и менее, чем 1 об.% кислого газа.
Поток 118 обогащенного растворителя может включать от 80 до 99 моль.% растворителя и воды, и от примерно 1 до 9 моль.% кислого газа и углеводородов (на которые воздействуют парциальные давления кислых газов в потоке 112 высокосернистого газа, а также выбранного растворителя). Более конкретно, типичный поток 118 обогащенного растворителя включает от примерно 0,1 до 9 моль.% содержащих серу соединений и от 1 до 10 моль.% двуокиси углерода. В одном или более конкретных вариантов осуществления концентрация содержащих серу соединений находится в диапазоне от низкой 0,5, или 1,0, или 1,5 моль.% до высокой 1, или 2, или 3 моль.%. В одном или более конкретных вариантов осуществления концентрация двуокиси углерода находится в диапазоне от низкой 1, или 2, или 3 моль. % до высокой 4, или 5, или 6 моль.%.
Из содержащих серу соединений поток 118 обогащенного растворителя может включать от примерно 0,1 до 9 моль.% сероводорода и между примерно 10 до 1000 мольных ppm "других содержащих серу соединений", как например меркаптаны, сероокись углерода и сероуглерод. В одном или более конкретных вариантов осуществления концентрация сероводорода находится в диапазоне от низкой 0,1, или 0,5, или 1,0 моль.% до высокой 2,0, 3,0 или 5,0 мол.%. В одном или более конкретных вариантов осуществления, концентрация других содержащих серу соединений (меркаптаны, сероокись углерода и сероуглерод) находится в диапазоне от низкой 10, или 25, или 50 моль. ppm до высокой 200, 400 или 1000 моль.ppm.
Рассмотренный поток 118 обогащенного растворителя может также включать от 0,01 до 0,5 моль.% углеводородов, включая алкильные углеводороды и ароматические углеводороды. Например, иллюстративный поток 118 обогащенного растворителя имеет молярное отношение углеводородов к кислым газам в обогащенном растворителе, которое может включать от 1 до 10 моль.% алкильных углеводородов и от 100 до 10000 моль.ppm ароматических углеводородов. В одном или более конкретных вариантов осуществления молярное отношение алкильных углеводородов к кислым газам в обогащенном растворителе находится в диапазоне от низкого 1, или 2, или 3 моль.% до высокого 2, 3 или 5 моль.%. В одном или более конкретных вариантов осуществления молярное отношение ароматических углеводородов к кислым газам в обогащенном растворителе находится в диапазоне от низкого 100, или 200, или 400 ppm до высокого 400, 800 или 1200 ppm. Примерные алкильные углеводороды в потоке 118 обогащенного рас
- 6 -
010565
творителя могут включать один или более из метана, этана, пропана, бутана, пентана и других алкиль-ных углеводородов, имеющих 6 или более атомов углерода. Иллюстративные ароматические углеводороды могут включать бензол, толуол, этилбензол и ксилол.
Иллюстративный поток 118 обогащенного растворителя может дополнительно включать менее чем 10, или менее чем 1, или менее чем 0,1, или менее чем 500 моль^и! азота и других инертных веществ. В одном или более конкретных вариантов осуществления молярное отношение азота к кислым газам в обогащенном растворителе находится в диапазоне от низкого 200, или 400, или 600 ppm до высокого 400, или 600, или 1000 ppm. B одном или более конкретных вариантов осуществления молярное отношение других инертных веществ к кислым газам в обогащенном растворителе находится в диапазоне от низкого 300, или 400, или 500 ppm до высокого 500, или 600, или 800 ppm. Термин "другие инертные вещества", как он использован здесь, относится к не содержащим серу соединениям, к не содержащим двуокись углерода соединениям и не содержащим углеводородов соединениям, которые могут включать, но не ограничиваются этим, азот, кислород, аргон, водород, воду и моноксид углерода.
Поток 118 обогащенного растворителя может быть регенерирован и повторно использован в способе обработки. Например, захваченный кислый газ и углеводороды могут быть удалены или, по существу, уменьшены перед тем, как растворитель 118 рециркулирует и повторно используется в контактном аппарате 110. В одном варианте осуществления поток 118 обогащенного растворителя, далее упоминаемый, как "подаваемый поток", избирательно разделяется посредством прохода потока 118 в первый резервуар 120А для мгновенного испарения.
Предпочтительно, рабочее давление в первом резервуаре 120А для мгновенного испарения составляет примерно 150 фунтов/кв. дюйм избыточного давления или менее, как например, между примерно 75 и примерно 100 фунтов/кв. дюйм избыточного давления. Рабочая температура первого резервуара 120A для мгновенного испарения является той же самой, что и входящего подаваемого потока 118, как например, от примерно 80 до примерно 190°F. В этой первой стадии мгновенного испарения, по существу, все алкильные углеводороды в подаваемом потоке 118 "мгновенно испаряются" и извлекаются по трубопроводу 122. Необходимо понять, что эти углеводороды могут быть сжаты и использованы как топливо или могут быть ликвидированы иначе.
Подаваемый поток, из которого удалена большая часть алкильных углеводородов, выходит из первого резервуара 120А для мгновенного испарения, как поток 124. Поток 124 включает от примерно 0,1 до 9 моль.% содержащих серу соединений и от 1 до 9 моль.% двуокиси углерода, и молярные отношения от 1000 до 10000 ppm для углеводородов, включая алкильные углеводороды и ароматические углеводороды, по отношению к содержанию кислых газов в обогащенном растворителе. В одном или более конкретных вариантов осуществления концентрация содержащих серу соединений находится в диапазоне от низкой 0,5, или 1,0, или 1,5 моль.% до высокой 1, или 2, или 3 моль.%. Из содержащих серу соединений поток 124 может включать от примерно 0,1 до 9 моль.% сероводорода. В одном или более конкретных вариантов осуществления концентрация сероводорода находится в диапазоне от низкой 0,1, или 0,5, или 1,0 моль.% до высокой 2,0, 3,0 или 5,0 моль.%. В одном или более конкретных вариантов осуществления концентрация двуокиси углерода находится в диапазоне от низкой 1, или 2, или 3 моль.% до высокой 4, или 5, или 6 моль.%. В одном или более конкретных вариантов осуществления молярное отношение ал-кильных углеводородов к кислым газам в обогащенном растворителе находится в диапазоне от низкого 1000, или 2000, или 3000 ppm до высокого 3000, 5000 или 6000 ppm. В одном или более конкретных вариантов осуществления молярное отношение ароматических углеводородов к кислым газам в обогащенном растворителе находится в диапазоне от низкого 100, или 200, или 400 ppm, до высокого 500, 600 или 1000 ppm.
Далее поток 124 протекает через теплообменник 130, где он нагревается, как например, посредством потока 154 регенерированного растворителя, как будет дополнительно объяснено ниже. Альтернативно, поток 124 может быть нагрет посредством электрического нагревателя, пара или другого теплоносителя в оборудовании для обработки, как хорошо известно в этой области техники. Внутри теплообменника 130 температура потока 124 поднимается до относительно высокой температуры, как например, от примерно 200 до примерно 300°F, предпочтительно между примерно 210 и примерно 240°F для того, чтобы образовать нагретый поток 132, выходящий из теплообменника 130.
Поток 132 протекает во второй резервуар 120В низкого давления для мгновенного испарения, который спроектирован так, чтобы работать при очень низких давлениях, как например, примерно 50 фун-тов/кв. дюйм избыточного давления или менее. Предпочтительно, второй резервуар 120В для мгновенного испарения работает при от примерно 10 до примерно 25 фунтов/кв. дюйм избыточного давления. Рабочая температура второго резервуара 120В для мгновенного испарения примерно такая же, как потока 132, как например, от примерно 210 до примерно 240°F. При этих температурах и давлениях по меньшей мере 20% или более двуокиси углерода в потоке 118 обогащенного растворителя мгновенно испаряется и извлекается посредством потока 128 газа верхнего погона и поток 126 жидкого растворителя извлекается с низа резервуара 120В для мгновенного испарения.
Поток 126 жидкого растворителя может включать от примерно 80 до 99 моль.% растворителя и воды, от 0,1 до 9 моль.% двуокиси углерода, от 0,1 до 9 моль.% содержащих серу соединений. Из содер
- 7 -
010565
жащих серу соединений поток 126 жидкого растворителя может включать от примерно 0,1 до 9 моль.% сероводорода и между примерно 50 и 1000 мольных ppm "других содержащих серу соединений", как например меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода. Далее, поток 126 жидкого растворителя может включать от 60 до 99 моль. содержащих серу соединений из подаваемого потока 118 и от 5 до 99 моль.% двуокиси углерода из подаваемого потока 118. Предпочтительно, поток 126 жидкого растворителя может включать от 60 до 99 моль. % сероводорода в подаваемом потоке 118.
Поток 128 газа верхнего погона может включать по меньшей мере 20 об.% или более двуокиси углерода в потоке 118 обогащенного растворителя. Предпочтительно, поток 128 газа верхнего погона может включать по меньшей мере 20, по меньшей мере 30, по меньшей мере 40, по меньшей мере 60, по меньшей мере 70 или более двуокиси углерода в потоке 118 обогащенного растворителя. В одном или более конкретных вариантов осуществления, концентрация двуокиси углерода в потоке 128 газа верхнего погона находится в диапазоне от низкой 30, или 40, или 50 об.% до высокой 50, 70 или 90 об.%. Поток 128 газа верхнего погона, вероятно, дополнительно включает существенное количество сероводорода и других содержащих серу соединений (меркаптаны, сероокись углерода, сероуглерод), как например, вплоть до 1, вплоть до 2, вплоть до 5, вплоть до 10, вплоть до 15, вплоть до 20, вплоть до 25, вплоть до 30 или вплоть до 55 об.%. В одном или более конкретных вариантов осуществления концентрация сероводорода находится в диапазоне от низкой 5, или 15, или 25 об.% до высокой 15, 25 или 50 об.%. Например, типичный поток 128 газа верхнего погона включает между примерно 50 и 80 об.% двуокиси углерода, от 10 до 25 об.% сероводорода и от 2 до 10 об.% азота и других инертных веществ.
В одном или более конкретных вариантов осуществления, поток 128 газа верхнего погона может включать от примерно 5 до 50 об.% сероводорода, от 30 до 99 об.% двуокиси углерода, от 0,1 до 10 об.% азота и других инертных веществ и от 0,1 до 20 об.% углеводородов. В одном или более конкретных вариантов осуществления поток 128 газа верхнего погона может включать от 1 до 90% общего количества соединений серы и от 40 до 99 об.% двуокиси углерода и от 0,1 до 90 об.% углеводородов в потоке 132.
Содержащие серу соединения, главным образом сероводород, в потоке 128 газа верхнего погона удаляются из потока 128 газа верхнего погона или уменьшаются перед тем, как двуокись углерода из потока 128 газа верхнего погона может быть извлечена. Соответственно, поток 128 газа верхнего погона проходит в контактный аппарат 140 низкого давления, работающий при давлении от примерно 5 до примерно 25 фунтов/кв. дюйм избыточного давления. В одном или более конкретных вариантов осуществления рабочая температура в контактном аппарате 140 находится между примерно 60 и 140°F, как например между 100 и 120°F. В одном или более конкретных вариантов осуществления рабочая температура находится в диапазоне от низкой 60, или 80, или 100°F до высокой 100, 120 или 140°F.
В контактном аппарате 140 низкого давления второй поток 136 обедненного растворителя, предпочтительно боковой погон регенерированного растворителя 154, как показано на фиг. 2, протекает через контактный аппарат 140 для того, чтобы абсорбировать сероводород из потока 128 газа верхнего погона. Второй поток 136 растворителя и абсорбированный сероводород протекают из контактного аппарата 140 через трубопровод 142 и объединяются с потоком 126 растворителя, образуя поток 152.
Поток 145А верхнего погона из контактного аппарата включает существенное количество двуокиси углерода и углеводородов, мгновенно испарившихся из подаваемого потока 118. Например, поток 145А верхнего погона может включать между примерно 50 и 99 об.% двуокиси углерода, входящей в контактный аппарат 140. В одном или более конкретных вариантов осуществления концентрация двуокиси углерода находится в диапазоне от низкой 60, или 70, или 80 об.% до высокой 80, 90 или 99 об.%. Соответственно, поток 145А верхнего погона имеет молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду по меньшей мере 2:1, как например между 2:1 и 6000:1. В одном или более конкретных вариантов осуществления молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в потоке 145А может быть по меньшей мере 2:1, 3:1, 5:1, 10:1, 50:1, 100:1, 200:1, 500:1 или 1000:1. Более того, поток 145А верхнего погона может включать от примерно 20 до 99 моль.% двуокиси углерода в подаваемом потоке 118 и от примерно 250 ppmv до 40 моль.% сероводорода в подаваемом потоке 118. В одном или более конкретных вариантов осуществления, поток 145А верхнего погона может включать по меньшей мере 1, 2, 3, 5, 10 или 20 моль.% сероводорода в подаваемом потоке 118. По отношению к подаваемому потоку 118 поток 145В верхнего погона может включать между примерно 30 и 99 моль.% меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода и между примерно 10 и 90 моль.% ароматических углеводородов.
В определенных ситуациях поток 145А верхнего погона может иметь возможность обойти байпасом SRU 300 или TGCU 400 или оба блока в зависимости от содержания серы в потоке 145А. Например, контактный аппарат 140 может иметь такой размер, что большее количество серы удаляется из потока 128 газа, оставляя небольшое количество в потоке 145А верхнего погона. Размер контактного аппарата 140 пропорционален количеству серы, удаленному из испарительного барабана потоком 128 верхнего погона. Соответственно, чем больше контактный аппарат 140, тем большее количество серы удаляется, и меньшее количество серы в потоке 145А верхнего погона дает возможность потоку 145А верхнего погона обойти байпасом к TGCU 400 и пройти непосредственно в печь 500 для сжигания отходов. Иначе, поток 145А верхнего погона обходит байпасом в TGCU 400, как показано на фиг. 1 и будет описано более подробно ниже. Следовательно, на поток 145А верхнего погона будут в дальнейшем ссылаться, как
- 8 -
010565
на "байпасный поток 145А".
Фиг. 3 иллюстрирует по меньшей мере еще один другой способ извлечения кислого газа из подаваемого потока 118. В этом варианте осуществления, подаваемый поток 118 может избирательно разделяться посредством прохода подаваемого потока 118 непосредственно в теплообменник 130 и нагревания потока 118 с использованием регенерированного растворителя 154 или альтернативного теплоносителя, как например пара.
Предпочтительно, подаваемый поток 118 нагревается до относительно высокой температуры для того, чтобы образовать нагретый подаваемый поток 119, имеющий температуру между примерно 100 и примерно 300°F, более предпочтительно между примерно 200 и примерно 240°F.
Нагретый подаваемый поток 119 затем мгновенно испаряется при низком давлении в испарительном барабане 125. В одном или более конкретных вариантов осуществления, поток 119 мгновенно испаряется при давлении между примерно 5 и примерно 150 фунтов/кв. дюйм избыточного давления. Например, поток 119 может мгновенно испаряться при давлении от примерно 20 до примерно 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления, как например, примерно 40 фунтов/кв. дюйм избыточного давления. Предпочтительно, поток 119 мгновенно испаряется в одну ступень, то есть при одном давлении, или мгновенно испаряется в пределах узкого диапазона давления, который может колебаться в зависимости от условий обработки ±10 фунтов/кв. дюйм избыточного давления. Например, одноступенчатое мгновенное испарение, имеющее уставку давления 40 фунтов/кв. дюйм избыточного давления, включает одноступенчатое мгновенное испарение, работающее в диапазоне от 30 до 50 фунтов/кв.дюйм избыточного давления.
В этих условиях способа, по меньшей мере часть углеводородов и двуокиси углерода в подаваемом потоке "мгновенно испаряется" в дополнение к определенному количеству сероводорода. Эти летучие компоненты при температуре и давлении мгновенного испарения удаляются из испарительного барабана 125 и извлекаются потоком 145В верхнего погона мгновенного испарения. Нелетучие компоненты в условиях мгновенного испарения остаются в жидком растворителе из подаваемого потока 118 и извлекаются в потоке 124В жидкости.
Поток 145В верхнего погона мгновенного испарения может включать между примерно 30 и 99% по объему двуокиси углерода; между примерно 0,001 и 50 об.% сероводорода, между примерно 10 ppmv и 10 об.% алкильных и ароматических углеводородов и между 10 ppmv и 10 об.% меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода. Предпочтительно, поток 145В верхнего погона мгновенного испарения включает между 50 и 99 об.% двуокиси углерода, между примерно 0,001 и 35 об.% сероводорода, между примерно 0,001 и 10 об.% всех других содержащих серу соединений (меркаптаны, сероокись углерода, сероуглерод). По отношению к подаваемому потоку 118, поток 145В верхнего погона мгновенного испарения может включать между примерно 0,1 и 40 моль.% сероводорода, между примерно 30 и 99 моль.% меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода, между примерно 10 и 99 моль.% двуокиси углерода и между примерно 10 и 90 моль.% ароматических углеводородов. В одном или более конкретных вариантов осуществления, поток 145А верхнего погона мгновенного испарения может включать по меньшей мере 1, 2, 3, 5, 10, или 20, или 30, или 40 моль.% сероводорода в подаваемом потоке 118. Подобно потоку 145А верхнего погона мгновенного испарения, поток 145В верхнего погона мгновенного испарения может обходить байпасом SRU 300 или TCGU 400, или обходить байпасом оба блока в зависимости от состава подаваемого потока 118, как обсуждено выше со ссылкой на фиг. 1.
Поток 124В жидкого растворителя, покидающий испарительный барабан 125, может содержать между примерно 80 и 99 моль.% растворителя и воды, между примерно 0,1 и 9 моль.% двуокиси углерода, от 0,1 до 9 моль.% содержащих серу соединений. Из содержащих серу соединений, поток 124В жидкого растворителя может содержать от примерно 0,1 до 9 моль.% сероводорода и между примерно 50 и 1000 моль. ppm "других содержащих серу соединений", как например меркаптаны, сероокись углерода и сероуглерод. Предпочтительно, поток 124В жидкого растворителя содержит между 0,1 и 5 моль.% двуокиси углерода и между примерно 0,5 и 5 моль.% сероводорода. По отношению к подаваемому потоку 118 поток 124В жидкого растворителя может включать от 60 до 99 моль.% содержащих серу соединений в подаваемом потоке 118, и от 5 до 99 моль.% двуокиси углерода в подаваемом потоке 118. Предпочтительно, поток 124В жидкого растворителя может включать от 60 до 99 моль.% сероводорода в подаваемом потоке 118 и между 10 и 90 моль.% углеводородов. Затем, давление потока 124В жидкого растворителя может быть повышено достаточно для того, чтобы поток 152 проходил через отпарную секцию регенератора 150.
Сошлемся на фиг. 2 и 3, на которых потоки 152 жидкого растворителя, которые должны быть регенерированы, проходят через отпарную секцию регенератора 150 для того, чтобы удалять остающийся кислый газ. Отпарная секция 150 оборудована ребойлером 180 для добавления дополнительного тепла к потоку 158 растворителя и спроектирована так, чтобы работать при относительно высоких температурах, как например, от примерно 250 до примерно 270°F, и относительно низких давлениях, как например, примерно 20 фунтов/кв. дюйм избыточного давления или менее. По существу, весь сероводород и большая часть остающейся двуокиси углерода отпаривается из потоков 152 жидкого растворителя. Например, поток 154 регенерированного растворителя, покидающий отпарную секцию 150, включает примерно
- 9 -
010565
0,033 моль кислого газа на моль чистого растворителя. Другими словами, поток 154 регенерированного растворителя теперь представляет собой обедненный растворитель и готов к тому, чтобы рециркулиро-вать в контактный аппарат 110.
Поток 154 регенерированного растворителя протекает с низа отпарной секции 150 и рециркулирует в контактный аппарат 110. Регенерированный растворитель охлаждается перед повторным входом в контактный аппарат 110 посредством прохода его через теплообменник 130, где он отдает тепло потоку 124 обогащенного растворителя (фиг. 2) или потоку 118 (фиг. 3), выходящему из контактного аппарата 110, как описано выше. Дополнительные охладители (не показаны) могут быть использованы, если они необходимы для того, чтобы дополнительно охлаждать поток 154 регенерированного растворителя. Поток 154 регенерированного растворителя выходит из одного или более теплообменников, как охлажденный поток 134 обедненного растворителя перед входом в контактный аппарат 110, как поток 116. Дополнительный свежий обедненный растворитель 105 может быть добавлен непосредственно в контактный аппарат 110, или добавлен к потоку 134 рециркулирующего растворителя.
Сошлемся снова на отпарную секцию 150, в которой поток 156 газа верхнего погона проходит с верха отпарной секции 150 через охладитель 160 в сепаратор 170 флегмы. Любые жидкости, преобладающим образом вода, которые конденсируются в сепараторе 170 флегмы, возвращаются через трубопровод 172 в отпарную секцию 150 в виде флегмы. Газ верхнего погона из сепаратора 170 извлекается через поток 175 и проходит в блок (200) для обогащения кислого газа или блок 300 для извлечения серы (SRU), как описано ниже более подробно со ссылкой на фиг. 1.
Поток 175 верхнего погона может включать между примерно 20 и 99 об.% сероводорода, между примерно 10 и 80 об.% двуокиси углерода и между примерно 0,1 и 5 об.% углеводородов. Предпочтительно, поток 175 содержит между 25 и 85 об.% сероводорода и между примерно 10 и 70 об.% двуокиси углерода. По отношению к подаваемому потоку 118 поток 175 может включать между примерно 60 и 100 об.% сероводорода, между примерно 5 и 100 об.% двуокиси углерода и между примерно 60 и 100 об.% содержащих серу соединений. В одном или более конкретных вариантов осуществления поток 175 может содержить по меньшей мере 60, или 66, или 67, или 70, или 80, или 90 или 99 об.% сероводорода в подаваемом потоке 118. В одном или более вариантов осуществления молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в потоке 175 может быть меньше, чем 4:1, 3:1, 2,3:1, 2:1, 1:1, 0,5:1 или 0,1:1.
Блок для обогащения кислого газа (AEU)
Сошлемся снова на фиг. 1, на которой поток 175 кислого газа может быть подвергнут второму способу абсорбции, который является более избирательным к сероводороду перед проходом потока 175 кислого газа в SRU 300. Любой типичный способ обогащения кислого газа может быть использован. Например, растворитель MDEA, как описано выше со ссылкой на AGR 100, может быть использован, за исключением того, что контактный аппарат 110 работает при более низком давлении. Такие технологии избирательной абсорбции хорошо известны в технике и включают Flexsorb и Flexsorb SE, имеющиеся в продаже от ExxonMobil Research and Engineering, расположенной в Fairfax, Virginia.
Отходящий газ 275 из AEU может включать между примерно 40 и 90 об.% сероводорода, между примерно 10 и 60 об.% двуокиси углерода, между примерно 0,1 и 5 об.% углеводородов, меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода из потока 112 газа. Предпочтительно, отходящий газ 275 из AEU может включать между примерно 50 и 85 об.% сероводорода, между примерно 25 и 50 об.% двуокиси углерода, между примерно 0,1 и 1 об.% углеводородов, меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода из потока 112 газа. По отношению к подаваемому потоку 118 отходящий газ 275 из AEU может включать между примерно 60 и 99,9 моль.% сероводорода, между примерно 5 и 60 моль.% двуокиси углерода, между примерно 1 и 30 моль.% углеводородов, меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода.
Поток 225 отходящего газа из AEU может включать между примерно 100 ppmv и 10 об.% сероводорода, между примерно 70 и 99 об.% двуокиси углерода, между примерно 400 ppmv и 5 об.% меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода. Предпочтительно, поток 225 отходящего газа из AEU может включать между примерно 1 и 10 об.% сероводорода, между примерно 70 и 99 об.% двуокиси углерода, между примерно 1000 ppmv и 5 об.% меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода. По отношению к подаваемому потоку 118 поток 225 отходящего газа из AEU может включать между примерно 0,1 и 30 об.% сероводорода, между примерно 30 и 90 об.% двуокиси углерода, между примерно 1 и 99 об.% меркаптанов, сероокиси углерода и сероуглерода и между 1 и 99 об.% углеводородов.
Блок для извлечения серы (SRU)
Еще раз сошлемся на фиг. 1, на которой блок 300 для извлечения серы предпочтительно реализует способ Клауса, хотя любой способ для извлечения серы может быть использован. В общем, в способе Клауса производится элементарная сера из сероводорода и имеется две главных секции. Первая секция представляет собой термическую секцию, где сероводород превращается в элементарную серу при температуре примерно от 1800 до 2800°F. Никакой катализатор не присутствует в термической секции. Вторая секция представляет собой каталитическую секцию, где элементарная сера производится при температурах между 400 и 950°F, например, на катализаторе, как например на катализаторе оксиде алюминия, в одной или более реакционных зон. Каталитическая реакция для производства элементарной серы представляет собой равновесную реакцию; следовательно, в процессе Клауса имеются несколько ступеней,
- 10 -
010565
где разделения выполняются для расширения полного превращения сероводорода в элементарную серу. Каждая ступень включает нагревание, реакцию, охлаждение и разделение.
В термической секции традиционной установки Клауса, стехиометрическое количество воздуха (O2) добавляется в печь для того, чтобы окислять примерно одну треть сероводорода в двуокись серы, и также для того, чтобы сжечь все углеводороды и любой аммиак (NH3) , присутствующие в подаваемом потоке 275. Первичная реакция окисления представлена следующим образом:
2H2S+3O24> 2SO2+2H2O (1)
Реакция (1) является высоко экзотермической и не ограничена состоянием равновесия. В реакционной печи не превращенный сероводород реагирует с двуокисью серы для того, чтобы образовать элементарную серу. Эта реакция представлена следующим образом:
2H2S+SO2^3/xSx+2H2O (2)
В каталитической секции процесса Клауса не превращенные сероводород и двуокись серы из термической ступени превращаются в серу по реакции Клауса (2) на катализаторе (типично, оксиде алюминия) в одной или более реакционных зон или ступеней. Эта реакция также является высоко экзотермической. В одном варианте осуществления имеются две ступени каталитических превращений, где реакция ограничена состоянием равновесия и состоянию равновесия с элементарной серой благоприятствуют более низкие температуры. Как таковой, не превращенный сероводород охлаждается между каждой ступенью. Полное превращение по процессу Клауса может быть представлено следующим образом:
3H2S+3/2O24> 3/xSx+3H2O (3)
В процессе Клауса вырабатывается отходящий газ 375, который может включать не прореагировавший сероводород, двуокись серы, меркаптаны, а также двуокись углерода, водяной пар и азот. Как таковой, этот отходящий газ 375 может требовать дополнительной обработки для того, чтобы соответствовать требованиям на выделение серы в окружающую среду. Чтобы соответствовать этим требованиям, отходящий газ 375 обрабатывается в блоке 400 для очистки отходящего газа (TGCU).
Отходящий газ 375 может включать между примерно 0,1 и 10 об.% сероводорода, между примерно 0,05 и 5 об.% двуокиси серы, между примерно 10 и 99 об.% инертных веществ. Предпочтительно, отходящий газ 375 содержит между примерно 0,1 и 3 об.% сероводорода, между примерно 0,05 и 2 об.% двуокиси серы, между примерно 70 и 99 об.% инертных веществ. По отношению к подаваемому потоку 118 отходящий газ 375 может включать между примерно 0,1 и 10 моль.% содержащих серу соединений.
Блок для очистки отходящего газа
В обычных блоках 400 для очистки отходящего газа используются способы на сухом слое для того, чтобы окислять содержащие серу соединения в отходящем газе 375 в элементарную серу. Другие обычные способы на сухом слое расширяют реакцию Клауса на твердом слое. Обычные блоки 400 для очистки отходящего газа также включают процессы мокрой очистки, которые расширяют реакцию Клауса в жидкой фазе с катализатором; или окисляют содержащие серу соединения в отходящем газе 375 в двуокись серы; или восстанавливают содержащие серу соединения в отходящем газе 375 в сероводород гидрированием, гидролизом или сочетанием обоих процессов.
Например, процесс очистки SCOT(r), разработанный Shell Oil Company, широко используется при работе по очистке отходящего газа. В общем, в этом процессе сероводород, вместе с некоторым количеством двуокиси углерода, абсорбируется растворителем. Растворитель является более избирательным к сероводороду, чем к двуокиси углерода, и представляет собой, например, MDEA. После контактирования с отходящим газом 375, обогащенный растворитель регенерируется, и сероводород рециркулирует на вход в блок 300 для извлечения серы, как поток 425 для дальнейшей обработки. Поток 475 отходящего газа из TGCU 400 проходит в печь 500 для сжигания отходов для ликвидации.
Отходящий газ 475 может включать между примерно 100 и 10000 ppmv содержащих серу соединений. По отношению к подаваемому потоку 118, отходящий газ 475 может включать между примерно 0,1 и 5 моль.% содержащих серу соединений.
Печь для сжигания отходов
Поток 475 отходящего газа из TGCU 400 может включать азот, двуокись углерода, воду, моноксид углерода, водород, сероводород, оксиды серы, сероокись углерода, сероуглерод, парообразную серу, углеводороды (как алкильные, так и/или ароматические) и захваченную жидкую серу.
Печь 500 для сжигания отходов работает при температуре 1100°F или выше для того, чтобы термически окислять содержащие серу соединения в отходящем газе 475 в оксиды серы, предпочтительно двуокись серы. В одном варианте осуществления воздух вводится в печь 500 для сжигания отходов для того, чтобы обеспечить по меньшей мере стехиометрическое количество кислорода, достаточное для превращения содержащих серу соединений в двуокись серы и углеводородных соединений в двуокись углерода.
Поток 475 отходящего газа термически сжигается при температуре выше 1100°F в присутствии избытка кислорода для того, чтобы превратить серу и содержащие серу соединения в оксиды серы, предпочтительно двуокись серы. В одном варианте осуществления воздух вводится в печь 500 для сжигания отходов для того, чтобы обеспечить количество кислорода, достаточное для превращения содержащих
- 11 -
010565
серу соединений в двуокись серы. Топливо, требуемое для термического сжигания, определяется количеством теплоты, необходимой для того, чтобы нагреть поток 475 отходящего газа и воздух до требуемой температуры. Обычно печь для сжигания отходов имеет такой размер, чтобы обеспечить время пребывания по меньшей мере 0,5 с, и иногда такое большое время пребывания, как 1,5 с. В общем, чем дольше время пребывания, тем ниже температура печи для сжигания отходов, требуемая для того, чтобы соответствовать правилам для окружающей среды. Вытекающий поток, содержащий допустимые количества двуокиси серы, проходит через высокую дымовую трубу в атмосферу, как поток 525, или дополнительно обрабатывается в мокром скруббере (не показан).
Фиг. 4 схематически изображает другой вариант осуществления способа извлечения серы, в котором используется блок 600 для обессеривания дымового газа (FGDS). В этом варианте осуществления, AGR 100, AEU 200 и SRU 300 работают таким же образом, как описано выше, за исключением того, что отходящий газ 375 из SRU, байпасный поток 145А,В из AGR 100 и байпасный поток 225 из AEU 200 объединяются для того, чтобы образовать поток 380, который проходит непосредственно в печь 500 для сжигания отходов. Этот объединенный поток 380 термически окисляется в печи 500 для сжигания отходов для того, чтобы превратить содержащие серу соединения в оксиды серы, предпочтительно двуокись серы, и углеводороды в двуокись углерода. Отходящий газ 575 из печи 500 для сжигания отходов, содержащий эти оксиды серы, проходит в FGDS 600. FGDS 600 избирательно захватывает оксиды серы из отходящего газа 575 и осуществляет рециркуляцию оксидов серы в SRU 300, как поток 625. Поток 675 отходящего газа из FGDS 600 затем проходит в печь 500 для сжигания отходов и выпускается в атмосферу через поток 525 или дополнительно обрабатывается в мокром скруббере (не показан).
Рециркулирующий поток 625 может включать между примерно 80 и 99 об.% двуокиси серы, между примерно 1 и 20 об.% инертных газов. Предпочтительно, рециркулирующий поток 625 содержит между 90 и 99 об.% двуокиси серы, между примерно 1 и 10 об.% инертных газов. По отношению к потоку 575 отходящего газа из печи для сжигания отходов, рециркулирующий поток 625 может включать между примерно 95 и 100 об.% серы. По отношению к подаваемому потоку 118 рециркулирующий поток 625 может включать между примерно 1 и 40 об.% содержащих серу соединений. Предпочтительно, рецирку-лирующий поток 625 включает по меньшей мере 10, по меньшей мере 20 или по меньшей мере 30 об.% содержащих серу соединений в подаваемом потоке 118.
В одном варианте осуществления, рециркулирующий поток 625, содержащий более, чем 51 об.% оксидов серы, протекает в первую из одной или более последовательных каталитических реакционных зон процесса Клауса в SRU 300. В другом варианте осуществления, рециркулирующий поток 625, содержащий более, чем 51 об.% оксидов серы, разделяется на две или более последовательных каталитических реакционных зоны процесса Клауса в SRU 300. Как упомянуто выше, процесс Клауса может использовать две или более реакционные зоны или ступени последовательно. Эти реакционные зоны могут быть двумя или более отличными зонами внутри одного автономного блока или эти реакционные зоны могут быть двумя или более автономными реакторами, расположенными последовательно.
Рециркулирующий поток 625 предпочтительно разделяется, чтобы управлять или иначе контролировать количество теплоты, выделяющейся в течение каталитического превращения сероводорода в элементарную серу. Это превращение ограничено состоянием равновесия и является чрезвычайно экзотермическим, что приводит к высоким подъемам температуры. В качестве такового избыток оксидов серы может выработать избыточное тепло без того, чтобы способствовать превращению сероводорода в элементарную серу. Далее, это избыточное тепло может разрушить оборудование способа, катализатор или то и другое. Соображения о том, чтобы приспособить эти высокие подъемы температуры, включают более дорогое оборудование, которое может противостоять более высоким температурам, специальные изотермические реакторы со внутренними теплообменниками и большими охладителями для того, чтобы удалять выделяемое тепло между реакционными зонами. Все это значительно увеличивает капитальные затраты и эксплуатационные расходы SRU 300.
Посредством разделения рециркулирующего потока 625, оксиды серы, рециркулирующие в процесс Клауса, могут быть распределены среди различных реакционных зон для того, чтобы контролировать количество выделяющегося тепла. В качестве такового, меньшее тепло вырабатывается внутри данных реакционных зон, защищая оборудование и катализатор, а также требуя удаления меньшего тепла. Предпочтительно, рециркулирующий поток 625 разделяется на множество подаваемых потоков, так чтобы подъем температуры в пределах одной реакционной зоны ограничивался 800 или менее, 600 или менее, или 500, или менее, или 100 или менее, или в диапазоне от низкой примерно 100, или примерно 200, или примерно 300°F до высокой примерно 300, или примерно 400, или примерно 1000°F. Поскольку каталитическая реакция сероводорода и двуокиси серы в элементарную серу ограничена состоянием равновесия, скорость превращения сероводорода в элементарную серу не подвергается воздействию. Далее, производительность процесса Клауса не подвергается воздействию. Соответственно, разделение рециркули-рующего потока 625 на два или более потоков в две или более реакционные зоны значительно понижает стоимость, в то же время давая возможность регулирования производительности или эффективности каждой из реакционных зон Клауса. Кроме того, могут быть достигнуты объемные скорости в реакторах Клауса вплоть до 2000 или вплоть до 3000, или вплоть до 4000, или вплоть до 10000 ч-1.
- 12 -
010565
Далее, принимая во внимание фиг. 4, посредством избирательного разделения двуокиси углерода на первый поток 145А,В, который обходит байпасом SRU 300, общий объем двуокиси углерода, которая должна быть обработана посредством SRU 300, значительно уменьшается. Кроме того, чем больше количество ароматических углеводородов и содержащих серу соединений, отличных от сероводорода, которые направляются вокруг SFU 300, тем меньше может быть оборудование SRU 300. Эти байпасные первые потоки сжигаются и рециркулируют, как, по существу, чистая двуокись серы, что в дополнение к повышенной концентрации сероводорода, создаваемой во втором потоке, дает возможность гораздо меньшему SRU 300 эффективно извлекать в основном то же самое количество серы в связи с повышением парциальных давлений сероводорода и двуокиси серы в одной или более каталитических реакционных зон.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ удаления содержащих серу соединений из кислого газа, включающий избирательное разделение подаваемого потока кислого газа, содержащего двуокись углерода и одно
или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором
молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке;
молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более;
избирательное разделение подаваемого потока включает мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени и
захват по меньшей мере части содержащих серу соединений из первого потока и второго потока.
2. Способ по п.1, в котором второй поток содержит 60 об.% или более от одного или более содержащих серу соединений в подаче.
3. Способ по п.1, в котором второй поток содержит по меньшей мере 60 об.% сероводорода в подаче.
4. Способ по п.1, в котором первый поток содержит множество потоков.
5. Способ по п.1, в котором первый поток содержит множество потоков, и все множество потоков содержит по меньшей мере 0,5 об.% одного или более содержащих серу соединений от подаваемого потока.
6. Способ по п.1, в котором первый поток содержит множество потоков, и один или более из множества потоков содержит по меньшей мере 51 об.% двуокиси углерода.
7. Способ по п.1, в котором первый поток содержит по меньшей мере 20 об.% двуокиси углерода от подаваемого потока.
8. Способ по п.1, в котором одно или более содержащих серу соединений содержит производные сероводорода.
9. Способ по п.1, в котором одно или более содержащих серу соединений содержит один или более меркаптанов или их производные.
10. Способ по п.1, в котором одно или более содержащих серу соединений содержит сероокись углерода или ее производные.
11. Способ по п.1, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более ароматических углеводородов.
12. Способ по п.1, в котором подаваемый поток дополнительно содержит растворитель.
13. Способ по п.1, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более аминов или их производные.
14. Способ по п.1, в котором подаваемый поток содержит растворитель, который может, по меньшей мере частично, абсорбировать сероводород и двуокись углерода из подаваемого потока.
15. Способ по п.1, в котором как первый поток, так и второй поток содержат сероводород при различных концентрациях.
16. Способ по п.1, в котором второй поток содержит большую концентрацию сероводорода, чем первый поток.
17. Способ по п.1, в котором второй поток содержит от примерно 50 до примерно 99 об.% сероводорода и первый поток содержит от примерно 0,01 до примерно 50 об.% сероводорода.
18. Способ по п.1, в котором избирательное разделение подаваемого потока содержит мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени при давлении менее чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) и температуре от примерно 100°F (37°C) до примерно 240°F (116°C) для того, чтобы образовать первый поток и второй поток.
19. Способ по п.1, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени при давлении между примерно 20 (0,14 МПа) и пример
- 13 -
010565
но 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) при температуре от примерно 200°F (93°С) до примерно 240°F (116°C).
20. Способ по п.1, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает нагревание подаваемого потока до температуры от примерно 100°F (37°C) до примерно 300°F (149°C) и затем мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени при давлении менее чем 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,35 МПа).
21. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий избирательное разделение подаваемого потока кислых газов, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором
молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке;
молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более; и
избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени;
проход второго потока в процесс извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа;
обход байпасом первого потока вокруг процесса извлечения серы для того, чтобы образовать бай-пасный поток, в котором процесс извлечения серы включает каталитическую реакционную зону и не имеет термической зоны, так что второй поток контактирует с одним или более катализаторов без увеличения температуры выше чем 600°F (316°C) и
захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.
22. Способ по п.21, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса, содержащий только каталитическую реакционную секцию, имеющую одну или более каталитических реакционных зон, так что второй поток контактирует с одной или более каталитических реакционных зон без увеличения температуры выше чем 600°F (316°C).
23. Способ по п.21, дополнительно включающий проход второго потока через процесс обогащения кислого газа перед процессом извлечения серы.
24. Способ по п.21, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в двух или более ступенях.
25. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий избирательное разделение подаваемого потока кислых газов, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором
молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке;
молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более; и
избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в одной ступени;
проход второго потока в процесс извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа;
обход байпасом первого потока вокруг процесса извлечения серы для того, чтобы образовать бай-пасный поток, и
захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.
26. Способ по п.25, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в двух или более ступенях.
27. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков.
28. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков и захват двуокиси серы из отходящего газа и байпасных потоков после сжигания для того, чтобы образовать поток, обогащенный двуокисью серы.
29. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков; захват двуокиси серы из отходящего газа и байпасных потоков после сжигания для того, чтобы образовать поток, обогащенный двуокисью серы; и проход по меньшей мере части потока, обогащенного двуокисью серы, в процесс извлечения серы.
30. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасных потоков, очистку потоков после сжигания и проход потока рециркули-рующего газа, состоящего, по существу, из двуокиси серы, в процесс извлечения серы.
- 14 -
010565
31. Способ по п.25, в котором захват остающихся содержащих серу соединений включает сжигание отходящего газа и байпасного потока; контактирование потоков после сжигания с одним или более растворителей, выбранных из группы, состоящей из сульфитов, каустической соды, алканоламинов, ароматических аминов, диаминов, пространственно затрудненных аминов, их производных и их сочетаний или смесей; и проход потока рециркулирующего газа, состоящего, по существу, из двуокиси серы, в процесс извлечения серы.
32. Способ по п.25, дополнительно включающий проход второго потока через процесс обогащения кислого газа перед процессом извлечения серы.
33. Способ по п.25, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса.
34. Способ по п.25, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса, содержащий термическую и каталитическую реакционные зоны.
35. Способ по п.25, в котором процесс извлечения серы представляет собой процесс Клауса, содержащий термическую зону и многочисленные каталитические реакционные зоны.
36. Способ по п.32, в котором процесс обогащения кислого газа осуществляют абсорбцией амина для избирательного захвата сероводорода.
37. Способ по п.32, в котором в процессе обогащения кислого газа используются MDEA или Flexsorb для избирательного захвата сероводорода.
38. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий избирательное разделение подаваемого потока кислых газов, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором
молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке; и
молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более;
захват двуокиси серы из первого потока, второго потока или обоих потоков для того, чтобы образовать рециркулирующий поток двуокиси серы; и
разделение рециркулирующего потока двуокиси серы на две или более последовательных каталитических реакционных зон процесса Клауса.
39. Способ по п.38, в котором второй поток, или рециркулирующий поток двуокиси серы, или оба потока, содержат по меньшей мере 10 об.% от одного или более содержащих серу соединений в подаче.
40. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий
мгновенное испарение в одной ступени при давлении менее чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) подаваемого потока, содержащего двуокись углерода и одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором
молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке, и
молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,005 или более;
проход второго потока в процесс извлечения серы для того, чтобы удалять по меньшей мере часть одного или более содержащих серу соединений и
захват остающихся содержащих серу соединений из первого потока и второго потока.
41. Способ по п.40, в котором подаваемый поток содержит поток обогащенного растворителя.
42. Способ по п.40, в котором давление является меньшим чем 70 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,49 МПа) при температуре от примерно 200°F (93°C) до примерно 240°F (116°C).
43. Способ по п.40, в котором давление составляет между примерно 20 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,14 МПа) и примерно 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,35 МПа) при температуре от примерно 200°F (93°C) до примерно 240°F (116°C) .
44. Способ по п.40, дополнительно включающий нагревание подаваемого потока до температуры от примерно 100°F (37°C) до примерно 300°F (149°C) и затем мгновенное испарение подаваемого потока при давлении менее чем 50 фунтов/кв. дюйм избыточного давления (0,35 МПа).
45. Способ по п.40, в котором одно или более содержащих серу соединений включает производные сероводорода.
46. Способ по п.40, в котором одно или более содержащих серу соединений включает один или более меркаптанов или их производные.
47. Способ по п.40, в котором одно или более содержащих серу соединений включает сероокись углерода или ее производные.
48. Способ по п.40, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более ароматических углеводородов.
49. Способ по п.40, в котором подаваемый поток дополнительно содержит растворитель.
- 15 -
010565
50. Способ по п.40, в котором подаваемый поток дополнительно содержит один или более аминов или их производные.
51. Способ по п.40, в котором подаваемый поток содержит растворитель, который имеет возможность, по меньшей мере частично, абсорбировать сероводород и двуокись углерода из подаваемого потока.
52. Способ по п.40, в котором как первый поток, так и второй поток содержат сероводород в различных концентрациях.
53. Способ по п.40, в котором второй поток содержит большую концентрацию сероводорода, чем первый поток.
54. Способ по п.40, в котором второй поток содержит от примерно 60 до 99 об.% сероводорода и первый поток содержит от примерно 0,01 до примерно 50 об.% сероводорода.
55. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий избирательное разделение потока обогащенного растворителя, содержащего двуокись углерода и
одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором
молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке; и
молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,25 или более;
в котором дополнительное избирательное разделение потока обогащенного растворителя включает мгновенное испарение потока обогащенного растворителя в одной ступени и
захват по меньшей мере части содержащих серу соединений из первого потока и второго потока.
56. Способ удаления содержащих серу соединений из кислых газов, включающий избирательное разделение потока обогащенного растворителя, содержащего двуокись углерода и
одно или более содержащих серу соединений, включая сероводород, при условиях, достаточных для того, чтобы образовать первый поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, и второй поток, содержащий двуокись углерода и сероводород, в котором
молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду в первом потоке больше, чем молярное отношение двуокиси углерода к сероводороду во втором потоке; и
молярное отношение сероводорода в первом потоке к сероводороду во втором потоке составляет примерно 0,25 или более;
проход второго потока в способ извлечения серы для того, чтобы образовать поток отходящего газа;
обход байпасом первого потока вокруг способа извлечения серы для того, чтобы образовать бай-пасный поток; и
захват остающихся содержащих серу соединений из потока отходящего газа и байпасного потока.
57. Способ по п.56, в котором избирательное разделение подаваемого потока включает, по меньшей мере частично, мгновенное испарение подаваемого потока в двух или более ступенях.
145А.В
114
AGR
112 100
175
БАЙПАС
I--
Г1! Ч AEU Ь
275
200^
SRU
300
375
425
РЕЦИРКУЛИРУЮЩИЙ н 2s
Фиг. 1
225
П 475
TGCU
ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ/ДЫМОВАЯ ТРУБА
525
500
400
- 16 -
010565
145А
Фиг. 2
105
100 -^
Фиг. 3
АТМОСФЕРА
145А.В
114
175
AGR
112 ш-*
-Н AEU h
ь-J
200 ^
275
SRU
300
225
375
380
500
ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ОТХОДОВ/ДЫМОВАЯ ТРУБА
525 575
РЕЦИРКУЛИРУЮЩИЙ so.
675
ОБЕССЕРИВАНИЕ ДЫМОВОГО ГАЗА
600
Фиг. 4
625
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 17 -