ガス精製の構成および方法
酸性ガスを、吸収体において供給ガスから除去し、吸収体は、処理済み供給ガスおよびリッチ溶媒を生成する。処理済み供給ガスはＨ２Ｓスカベンジャー床を通過し、Ｈ２Ｓスカベンジャー床は、リッチ溶媒からフラッシングされた、Ｈ２Ｓが枯渇した酸性ガスを使用して再生される。最も好ましくは、再生床からのオフガスをフォーメーション中に注入する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年９月２９日に出願された本発明者らの米国特許仮出願番号第６１／２４６８９６号明細書の優先権を主張する。
【０００２】
本発明の分野は、供給ガスからの酸性ガスの除去であり、特に、高いＣＯ２（二酸化炭素）およびＨ２Ｓ（硫化水素）含量を有する高圧ガスからの酸性ガスの除去、ならびにパイプライン品質の生成物ガスおよび再注入のための濃縮されたＣＯ２流の生成に関する。
【背景技術】
【０００３】
硫黄が少ない天然ガス田が枯渇しつつあるため、今日のエネルギー需要を満たすために、サワーガス田からのガス生産がますます一般となってきている。これらのサワーガス田、特に高度サワーガス田からの酸性ガスの除去は、かなりの資本投資および操業費用を必要とする。これらのプラントは経済性を示さなくてはならない一方、エネルギー効率および排出基準について厳密な必要条件が増加している今日のガスパイプラインの規格もまた、満たさなくてはならない。これらの課題を複雑にしているのは、これらのガス田の酸性ガス含量は経時的に増加することが多く、このため従来型酸性ガス除去プラントでは、現在の消費者用ガスパイプラインの規格を満たす生成物を生成できない場合が多いことである。
【０００４】
酸性ガスは、通常のアミン工程を使用して除去することができるが、このような工程は、アミン溶媒の循環を供給ガスの酸性ガス含量と比例して増加させなくてはならず、これによって溶媒再生においてより高い蒸気加熱の効率を必要とし、これによってより多くの温室効果ガスが排出されるため、一般に経済的ではない。さらに、アミンと酸性ガスとの間の化学平衡によって主に制御される酸性ガス充填能力（即ち、アミン１モル当たりの酸性ガスのモル）の上限がまた存在する。これらの問題の少なくとも幾つかを解決するために、溶媒の酸性ガス充填は酸性ガスの含量および分圧と共に上昇するというヘンリーの法則の原理で作動する物理溶媒を用い得る。従って、少なくとも概念的には、酸性ガスの物理溶媒による吸収は、高酸性ガス田にとって比較的魅力的である。溶媒再生は、フラッシュ再生によって少なくともある程度達成することができ、これによって加熱する必要性がなくなり、温室効果ガスの排出を減少させる。しかし、外部加熱なしでは、物理溶媒は部分的に再生することができるだけであり、従ってパイプラインガスの規格（例えば、１ｍｏｌ％のＣＯ２、４ｐｐｍｖのＨ２Ｓ）を満たす生成物を生成するためのサワーガスの処理に適さないことが多い。例えば、従来の物理溶媒工程が、高いＨ２Ｓ含量（例えば、≧１００ｐｐｍｖ）を有する供給ガスの処理のために使用されるとき、物理溶媒工程は典型的には、処理済みガスについてのＨ２Ｓの限度を超える。ガスの品質を改善するために、硫黄スカベンジャー床を使用して、供給ガスまたは生成物中のＨ２Ｓを吸着することができる。しかし、このような解決法は一時的であり、ほとんどの場合、硫黄プラントの存在を必要とする。さらに、使用済みの硫黄汚染された床の処分および取扱いは、環境的に容認されないことが多い。
【０００５】
従って、供給ガスから酸性ガスを除去するための様々な構成および方法が公知であるが、供給ガスの全てまたはほとんど全ては、１つ以上の不都合に見舞われる。とりわけ、処理済みガス中のＨ２Ｓレベルは高いことが多く、物理溶媒の使用は、熱の使用がないと、ガスパイプラインの規格を満たす処理済みガスを生成するのに適さない。従って、酸性ガス除去のための改善された方法および構成を提供する必要性が、依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主題は、物理溶媒吸収工程を用いた、処理済みガスおよびＣＯ２リッチ流を生成する、供給ガスから酸性ガスを除去するシステム、構成、および方法に関する。Ｈ２Ｓは、１つ以上の分子篩によって処理済みガスから除去され、次いで分子篩はＣＯ２リッチ流を用いて再生され、このようにしてＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物が生成され、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物は好ましくは脱水され、再注入される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主題の特に好ましい態様において、ＣＯ２およびＨ２Ｓ含有供給ガスを処理する方法には、フラッシングされたリーン物理溶媒を使用して、吸収体において供給ガスからＣＯ２を除去し、処理済みガスおよびリッチ溶媒を形成する１つのステップが含まれる。別のステップにおいて、Ｈ２Ｓは、分子篩床を使用して処理済みガスから除去され、Ｈ２Ｓ充填分子篩床が形成され、また別のステップにおいて、リッチ溶媒をフラッシングして、フラッシングされたリーン溶媒を生成し、フラッシングされたリーン溶媒を吸収体に再導入し、ＣＯ２リッチ流をさらに生成する。次いで、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を、ＣＯ２リッチ流を使用して再生し、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成させる。
【０００８】
最も典型的には、さらなる分子篩床を使用したＨ２Ｓ充填分子篩床を再生するステップの前に、Ｈ２Ｓを、ＣＯ２リッチ流から除去し、および／または水を、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から除去する。Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物は、圧縮され、隔離もしくは増強された油回収のためのフォーメーションまたは他の好適な場所に再注入されることがさらに一般に好ましい。さらに、ＣＯ２リッチ流を、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生するステップのために加熱することが好ましい。
【０００９】
意図した方法において、リッチ溶媒をフラッシングするステップが、真空フラッシングするステップを含み、および／またはリッチ溶媒をフラッシングするステップが、多段階フラッシングに亘り行われることが一般に好ましく、多段階フラッシングの少なくとも１つによって、炭化水素濃縮蒸気が生成され、炭化水素濃縮蒸気は、最も好ましくは圧縮され、また供給ガスと合わされる。本発明の主題に限定されないが、実質的に全て（即ち、少なくとも８０％、より典型的には少なくとも９０％、最も典型的には少なくとも９５％）のＣＯ２リッチ流は、リッチ溶媒を加熱することなくリッチ溶媒から形成されることが一般に好ましい。同様に、供給ガスからＣ５＋炭化水素を凝縮除去するため供給ガスは、脱水および冷却されることが好ましい。
【００１０】
従って、別の角度から見ると、１ステップにおいて、分子篩床をＣＯ２が除去されている処理済み供給ガスと接触させ、このようにしてＨ２Ｓ充填分子篩床を形成させる、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生する方法が意図される。別のステップにおいて、Ｈ２Ｓ充填分子篩床をＣＯ２と接触させ、これによって分子篩床を再生し、またＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成させる。このような方法において、Ｈ２Ｓ充填分子篩床とＣＯ２とを接触させるステップの前に、Ｈ２Ｓがさらなる分子篩床を使用してＣＯ２から除去されていること、および／または水が凝縮され、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から除去されることが典型的には好ましい。所望の場合、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物は、フォーメーションまたは他の好適な場所に再注入される。
【００１１】
上記に照らして、本発明者はまた、吸収体を含む酸性ガス処理プラントを意図し、吸収体においてフラッシングされたリーン物理溶媒が、供給ガスからのＣＯ２およびＨ２Ｓを吸着し、処理済みガスおよびリッチ溶媒を生成する。分子篩床を含む第１の容器は、吸収体に連結し、処理済みガスからのＨ２Ｓおよび水の吸着を可能にし、一方フラッシュ容器は、吸収体に連結し、リッチ溶媒を受け取り、またＣＯ２リッチ流およびフラッシングされたリーン溶媒を生成するように構成される。Ｈ２Ｓ充填分子篩床を含む第２の容器は、フラッシュ容器と流体的に連結され、ＣＯ２リッチ流を受け取り、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物および再生された分子篩床が生成される。
【００１２】
意図するプラントには好ましくは、フラッシュ容器と第２の容器とを流体的に連結し、またＣＯ２リッチ流を加熱するヒーター、および／または吸収体とフラッシュ容器とを流体的に連結して、炭化水素再循環流を生成する中圧フラッシュ容器がさらに含まれる。炭化水素再循環流と供給ガスとを結合させることを可能とする再循環導管が提供されることがまたさらに好ましい。最も典型的には、意図するプラントにはまた、ＣＯ２リッチ流からＨ２Ｓを除去するためのさらなる分子篩床を有する第３の容器が含まれる。所望の場合または他の点で必要な場合、冷却機（ｃｈｉｌｌｅｒ）が吸収体の上流で流体的に連結され、供給ガスを、供給ガスから水およびＣ５＋炭化水素を凝縮および除去するための温度に冷却する。
【００１３】
本発明の様々な目的、特徴、態様および利点は、本発明の好ましい実施形態の下記の詳細な説明からより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の主題によるプラントのための、物理溶媒を使用する酸性ガス除去についての例示的な概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、二段階除去工程を用いた、供給ガスからＣＯ２およびＨ２Ｓを除去する構成および方法に関するものであって、従来型物理溶媒吸収工程を用いた第１のステップにおいて、酸性ガスを除去し、１つ以上の分子篩床を使用する第２のステップにおいて、残留酸性ガス、特にＨ２Ｓおよび水を処理済みガスから除去する二段階除去工程を用いた構成および方法に関する。
【００１６】
最も好ましくは、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を、第１の除去ステップから生成されるＣＯ２リッチ流を使用して再生させる。従って、２つの異なる汚染物質を供給ガスから除去することができ、１つの汚染物質は分子篩床に吸着され、他の汚染物質を使用して分子篩床を再生し、これによって両方の汚染物質を有するオフガスおよび望ましい特性を有する処理済みガス（例えば、処理済みガスは、パイプラインの規格に適合する）が形成されることが理解されよう。
【００１７】
本発明の主題の特に好ましい一態様において、物理溶媒ユニットを使用して、酸性ガスの大部分を供給ガスから除去し、このように形成されたリッチ物理溶媒を、好ましくは多段階フラッシュ再生分離器において再生し、一方炭化水素内容物を回収および再循環させる。好ましくは、炭化水素の減少は、再循環ループによって５％未満に、さらに好ましくは４％未満に、最も好ましくは２％未満に減少し、一方分子篩床の再生のために使用される最後のフラッシュ段階からの酸性ガスの生成が可能となる。最後のフラッシュ段階からの酸性ガスを最も好ましくは、典型的にはさらなる分子篩床を使用して、Ｈ２Ｓ除去ステップに供する。
【００１８】
特に好ましい態様において、分子篩による吸着段階には、物理溶媒吸収ステップからの処理済みガスの残留Ｈ２Ｓ内容物を吸着する少なくとも２つの吸着床、好ましくは４つ、またはこれより多い吸着床が含まれ、４ｐｐｍｖ未満、さらに好ましくは２ｐｐｍｖ未満のＨ２Ｓおよび／または水分含有量を有する処理済みガスを生成する。上で述べたように、フラッシュ再生段階からのＣＯ２リッチ流の少なくとも一部を、１つ以上の分子篩床を通過させ、Ｈ２Ｓが枯渇したＣＯ２流を生成し、次いでＨ２Ｓが枯渇したＣＯ２流を、典型的には冷却および加熱サイクル（例えば、４００から６００°Ｆ、および４００から６００ｐｓｉｇで）を使用して、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生するために使用する。
【００１９】
本発明の主題による１つの例示的なプラントの構成を、図１に示す。典型的には約１００°Ｆおよび約１２００ｐｓｉｇで１２ｍｏｌ％のＣＯ２および約１００ｐｐｍｖのＨ２Ｓを有する供給ガス流１を、ユニット９０において乾燥および冷却し、Ｃ５＋液体流９１を生成する。「約」という用語は、数字と併せて本明細書において使用される場合、この数字の＋／−１０％の範囲（＋／−１０％を含めて）を意味する。乾燥ステップは典型的には、ＣＯ２吸収体５１において水和物の形成を防止するために必要である。さらに、乾燥および冷却ステップはまた、Ｃ５＋炭化水素生成物の回収を可能とする。次いで、乾燥したガスを再循環ガス流９と混合し、流５を形成し、約−１５°Ｆでフラッシングされたリーン溶媒流２によって向流で浄化し、約−１０°Ｆで処理済みガス流３が、および約−１°Ｆでリッチ溶媒流４が生成される。最も典型的には、吸収体は、酸性ガス吸収のためのパッキングもしくはトレー、または他の好適な媒体を含めて接触装置を含有する。処理済みガス流３は、約２ｍｏｌ％のＣＯ２および約６から１０ｐｐｍｖのＨ２Ｓ（またはこれより高い。）を含有し、分子篩床６３および６４に供給され、このＨ２Ｓ含量を４ｐｐｍｖ未満（好ましくは１ｐｐｍｖ未満）に、水分含有量を２ｐｐｍｖ未満にさらに減少させ、生成物流６として販売用ガスパイプラインの規格を満たす。
【００２０】
水車５２によってリッチ溶媒流４の圧力を約３５０から７５０ｐｓｉｇに低下させ、流７を−８°Ｆで形成させる。次いで、レットダウン流（低下流）を分離器５３中で分離し、フラッシングされた炭化水素濃縮蒸気流８およびフラッシングされた液体流１０を生成する。
【００２１】
次いで、ＣＯ２リッチ流２０をＨ２Ｓ吸着のためにさらなる分子篩床６７中で処理し、Ｈ２Ｓが枯渇したＣＯ２リッチ流２１を生成し、分子篩床６６を冷却するためにＨ２Ｓが枯渇したＣＯ２リッチ流２１を使用し、加熱されたＣＯ２リッチ流２２を生成し、加熱されたＣＯ２リッチ流２２をヒーター７１中で約５００から６００°Ｆにさらに加熱し、このようにして流２３を形成させ、次いで流２３をＨ２Ｓ充填分子篩床６５の再生のために使用する。Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物流２４を、冷却器（ｃｏｏｌｅｒ）７０中で約９０°Ｆに冷却し、流２５を形成させる。流２５の水凝縮物を分離し、分離器６８中で除去し、一方蒸気２６を脱水ユニット６９中で乾燥させ、乾燥ガス２７を生成し、乾燥ガス２７をＨＰ ＣＯ２コンプレッサー７２によって約４０００ｐｓｉｇにさらに圧縮し、流２８を形成させ、流２８をＣＯ２再注入のために使用する。
【００２２】
従って、フラッシングされたリーン物理溶媒を使用して、吸収体においてＣＯ２を供給ガスから除去し、このように処理済みガスおよびリッチ溶媒を形成させる、ＣＯ２およびＨ２Ｓ含有供給ガスを処理する方法が意図されることが理解されよう。次いで、Ｈ２Ｓを、分子篩床を使用して処理済みガスから除去し、これによってＨ２Ｓ充填分子篩床を形成させ、Ｈ２Ｓ充填分子篩床をＣＯ２リッチ流の少なくとも一部を使用して再生し、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成させる（ＣＯ２リッチ流は、リッチ溶媒をフラッシングすることによって生成する）。
【００２３】
当然ながら、図１の例示的なプラントの多数の変形例を、本明細書において示す発明概念から逸脱することなく実行できることを認識すべきである。例えば、図１における全ての分子篩床は固定設備として表されている一方、好適な制御ユニット、バルブ、および導管を使用して完全に自動化された様式で分子篩床のインプットおよびアウトプットを切り換えることができる構成および方法が意図されることに留意すべきである。従って、１つの床は、吸収体と流体的に連結されて処理済みガスを受け取り、一方他の床は、さらなる分子篩床の出口と流体的に連結されるように、Ｈ２Ｓを処理済みガス流から連続的様式で除去することができる。結果的に、特に好ましい構成は、（例えば、並行して、または連続して、６３または６４を置き換えた）吸着セクション中の分子篩床の少なくとも１つが、再生セクションの（例えば、並行して、または連続して、６５、６６、または６７を置き換えた）少なくとも１つの位置と流体的に連結することができる構成である。従って、過剰な分子篩床が好ましくは配置および連結され、処理済みガスおよび／またはＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物の連続フロー（図示せず）を可能とし、一方、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生された分子篩床に変化させる。代わりに、様々な容器の間で、フローを手動で切り換えることができる。またさらなる意図した構成において、１つ以上の容器を物理的に交換して、再生された、および／または飽和した容器を置き換えることができる。
【００２４】
好適な供給ガスに関して、このようなガスの圧力は相当に変化してもよく、またガスの性質によって圧力が少なくとも部分的に決定されることが理解されよう。しかし、供給ガスが少なくとも４００ｐｓｉｇ、より典型的には少なくとも１０００ｐｓｉｇ、最も典型的には少なくとも１２００ｐｓｉｇの圧力を有することが特に好ましい。同様に、多数の供給ガス組成物は、本明細書において示される教示と合わせて使用するのに適していると見なされる。しかし、供給ガスが、少なくとも１０ｍｏｌ％、最も好ましくは３０ｍｏｌ％以上のＣＯ２、および少なくとも１００ｐｐｍｖ、最も好ましくは少なくとも１０００ｐｐｍｖのＨ２Ｓを含み、一方では物理溶媒ユニットからの処理済みガスが典型的には、２％のＣＯ２および１０ｐｐｍｖ以上のＨ２Ｓを含有することが特に好ましい。処理済みガスをＨ２Ｓスカベンジャー床に通過させた後、Ｈ２Ｓ濃度は、５ｐｐｍｖ以下、さらに好ましくは３ｐｐｍｖ以下、最も好ましくは１ｐｐｍｖ以下であることが好ましい。
【００２５】
溶媒の性質は相当に変化してもよく、全ての物理溶媒およびこれらの混合物は本明細書における使用に適切であると見なされることをまた認識すべきである。当技術分野において公知の多数の物理溶媒があり、例示的な好ましい物理溶媒には、ＦＬＵＯＲ ＳＯＬＶＥＮＴ（商標）（炭酸プロピレン）、ＮＭＰ（ノルマル−メチルピロリドン）、ＳＥＬＥＸＯＬ（商標）（ポリエチレングリコールのジメチルエーテル）、およびＴＢＰ（リン酸トリブチル）、および／または様々なポリエチレングリコールジアルキルエーテルが含まれる。代わりに、増強した第三級アミン（例えば、ピペラジン）、または物理溶媒と同様の挙動を有する他の溶媒または溶媒の混合物を含めた他の溶媒を用いてもよい。
【００２６】
リッチ溶媒のフラッシングは多数の装置を使用して行ってもよく、全ての減圧装置は本明細書における使用に適していることが、一般に意図される。しかし、減圧の量に関して、リッチ溶媒（作業および／または冷却を提供した後）の圧力を最初に約２０から７０％のメタン含量を有するフラッシングされた蒸気を放出するのに十分な圧力に下げることが典型的には好ましい。これらの蒸気は、最も好ましくは吸収体に再循環され、メタンの減少を５％未満、最も好ましくは１％未満に最小化させる。このような減圧の後、溶媒の圧力を次いで好ましくは、最も典型的には少なくとも２段階で、大気圧または準大気圧に減少させる。（真空）フラッシュ段階からこのように生成されたＣＯ２流は典型的には、５ｍｏｌ％未満、より典型的には２．５ｍｏｌ％未満のＣ４＋炭化水素を含有し、これによって、このようなＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物はＥＯＲに適したものとなる。望ましい場合、凝縮および／または公知の脱水ユニットを使用して、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から水を除去する。
【００２７】
意図した構成および方法において、水車は、作業（例えば、溶媒循環ポンプを駆動し、または電力を発生させる。）を提供するシャフト作業を提供する一方で、酸性ガス内容物の膨張およびフラッシングによって冷蔵冷却を生じさせるため、エネルギー効率のよい装置を作動させることに留意すべきである。多段階分離器を使用して効率をさらに改善することができ、多段階分離器はプロット空間の設置面積および機器費用を最小化するための積重ね式分離器として構成されてもよく、さらに効率的な設計がもたらされることをまた認識すべきである。
【００２８】
結果的に、本発明の主題による構成は、アミンもしくは他の物理溶媒、または膜を含めた従来の酸性ガス除去工程と比較して、強い酸性ガス除去のための全体的なエネルギー消費および資本経費を相当に減少させることが意図されている。さらに、意図した構成および方法は典型的には、外部の熱源を必要とせず、必要に応じて、熱は、冷蔵および／または供給ガス圧縮システムからの供給ガスまたは圧縮熱によって供給され、このようにしてエネルギー消費および環境に対する悪影響がさらに減少する。またさらに、増強された油回収事業は、供給ガスにおける酸性ガス濃度の増加、典型的には１０％から６０％までの増加に直面することが多い。意図した構成および方法は、本質的に同じ溶媒循環により、これらの変化に適応させることができる。
【００２９】
意図した方法および構成の別の利点は、従来の硫黄スカベンジャー床の使用済みの固形廃棄物の取扱いなど、支援オフサイトおよびユーティリティシステムを必要とすることがより少ないという簡便さにあり、これによって環境への影響を大幅に減少させる。本明細書における使用に適したさらなる態様、方法、および構成は、本発明者らのＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．７，１９２，４６８、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ａｐｐｌ．Ｎｏ．２００５／０１７２８０７として公開された係属中の米国特許出願、および本発明者らの国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ１０／４９０５８に記載されており、これらの全ては参照により本明細書に組み込まれている。
【００３０】
このように、酸性ガス除去の特定の組成物および方法が開示されてきた。しかし、本明細書における発明概念から逸脱することなく、既に記載されているもの以外に、さらに多くの変形形態が可能であることが当業者には明らかである。従って、本発明の主題は、添付の特許請求の範囲の精神における以外は制限されない。さらに、明細書および特許請求の範囲の両方の解釈において、全ての用語は、状況と一致する最も広い可能な様式で解釈すべきである。特に、「含む」および「含むこと」という用語は、非排他的な様式での要素、成分、またはステップを意味すると解釈すべきであり、参照した要素、成分、またはステップは、明確に言及しない他の要素、成分、またはステップと共に存在、または利用、または合わせ得ることを示す。さらに、参照により本明細書に組み込まれている参照文献中の用語の定義または使用が、本明細書において提供する用語の定義と一致しない、または反対である場合、本明細書において提供する用語の定義を適用し、参照文献中の用語の定義は適用しない。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００９年９月２９日に出願された本発明者らの米国特許仮出願番号第６１／２４６８９６号明細書の優先権を主張する。
【０００２】
本発明の分野は、供給ガスからの酸性ガスの除去であり、特に、高いＣＯ２（二酸化炭素）およびＨ２Ｓ（硫化水素）含量を有する高圧ガスからの酸性ガスの除去、ならびにパイプライン品質の生成物ガスおよび再注入のための濃縮されたＣＯ２流の生成に関する。
【背景技術】
【０００３】
硫黄が少ない天然ガス田が枯渇しつつあるため、今日のエネルギー需要を満たすために、サワーガス田からのガス生産がますます一般となってきている。これらのサワーガス田、特に高度サワーガス田からの酸性ガスの除去は、かなりの資本投資および操業費用を必要とする。これらのプラントは経済性を示さなくてはならない一方、エネルギー効率および排出基準について厳密な必要条件が増加している今日のガスパイプラインの規格もまた、満たさなくてはならない。これらの課題を複雑にしているのは、これらのガス田の酸性ガス含量は経時的に増加することが多く、このため従来型酸性ガス除去プラントでは、現在の消費者用ガスパイプラインの規格を満たす生成物を生成できない場合が多いことである。
【０００４】
酸性ガスは、通常のアミン工程を使用して除去することができるが、このような工程は、アミン溶媒の循環を供給ガスの酸性ガス含量と比例して増加させなくてはならず、これによって溶媒再生においてより高い蒸気加熱の効率を必要とし、これによってより多くの温室効果ガスが排出されるため、一般に経済的ではない。さらに、アミンと酸性ガスとの間の化学平衡によって主に制御される酸性ガス充填能力（即ち、アミン１モル当たりの酸性ガスのモル）の上限がまた存在する。これらの問題の少なくとも幾つかを解決するために、溶媒の酸性ガス充填は酸性ガスの含量および分圧と共に上昇するというヘンリーの法則の原理で作動する物理溶媒を用い得る。従って、少なくとも概念的には、酸性ガスの物理溶媒による吸収は、高酸性ガス田にとって比較的魅力的である。溶媒再生は、フラッシュ再生によって少なくともある程度達成することができ、これによって加熱する必要性がなくなり、温室効果ガスの排出を減少させる。しかし、外部加熱なしでは、物理溶媒は部分的に再生することができるだけであり、従ってパイプラインガスの規格（例えば、１ｍｏｌ％のＣＯ２、４ｐｐｍｖのＨ２Ｓ）を満たす生成物を生成するためのサワーガスの処理に適さないことが多い。例えば、従来の物理溶媒工程が、高いＨ２Ｓ含量（例えば、≧１００ｐｐｍｖ）を有する供給ガスの処理のために使用されるとき、物理溶媒工程は典型的には、処理済みガスについてのＨ２Ｓの限度を超える。ガスの品質を改善するために、硫黄スカベンジャー床を使用して、供給ガスまたは生成物中のＨ２Ｓを吸着することができる。しかし、このような解決法は一時的であり、ほとんどの場合、硫黄プラントの存在を必要とする。さらに、使用済みの硫黄汚染された床の処分および取扱いは、環境的に容認されないことが多い。
【０００５】
従って、供給ガスから酸性ガスを除去するための様々な構成および方法が公知であるが、供給ガスの全てまたはほとんど全ては、１つ以上の不都合に見舞われる。とりわけ、処理済みガス中のＨ２Ｓレベルは高いことが多く、物理溶媒の使用は、熱の使用がないと、ガスパイプラインの規格を満たす処理済みガスを生成するのに適さない。従って、酸性ガス除去のための改善された方法および構成を提供する必要性が、依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主題は、物理溶媒吸収工程を用いた、処理済みガスおよびＣＯ２リッチ流を生成する、供給ガスから酸性ガスを除去するシステム、構成、および方法に関する。Ｈ２Ｓは、１つ以上の分子篩によって処理済みガスから除去され、次いで分子篩はＣＯ２リッチ流を用いて再生され、このようにしてＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物が生成され、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物は好ましくは脱水され、再注入される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主題の特に好ましい態様において、ＣＯ２およびＨ２Ｓ含有供給ガスを処理する方法には、フラッシングされたリーン物理溶媒を使用して、吸収体において供給ガスからＣＯ２を除去し、処理済みガスおよびリッチ溶媒を形成する１つのステップが含まれる。別のステップにおいて、Ｈ２Ｓは、分子篩床を使用して処理済みガスから除去され、Ｈ２Ｓ充填分子篩床が形成され、また別のステップにおいて、リッチ溶媒をフラッシングして、フラッシングされたリーン溶媒を生成し、フラッシングされたリーン溶媒を吸収体に再導入し、ＣＯ２リッチ流をさらに生成する。次いで、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を、ＣＯ２リッチ流を使用して再生し、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成させる。
【０００８】
最も典型的には、さらなる分子篩床を使用したＨ２Ｓ充填分子篩床を再生するステップの前に、Ｈ２Ｓを、ＣＯ２リッチ流から除去し、および／または水を、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から除去する。Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物は、圧縮され、隔離もしくは増強された油回収のためのフォーメーションまたは他の好適な場所に再注入されることがさらに一般に好ましい。さらに、ＣＯ２リッチ流を、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生するステップのために加熱することが好ましい。
【０００９】
意図した方法において、リッチ溶媒をフラッシングするステップが、真空フラッシングするステップを含み、および／またはリッチ溶媒をフラッシングするステップが、多段階フラッシングに亘り行われることが一般に好ましく、多段階フラッシングの少なくとも１つによって、炭化水素濃縮蒸気が生成され、炭化水素濃縮蒸気は、最も好ましくは圧縮され、また供給ガスと合わされる。本発明の主題に限定されないが、実質的に全て（即ち、少なくとも８０％、より典型的には少なくとも９０％、最も典型的には少なくとも９５％）のＣＯ２リッチ流は、リッチ溶媒を加熱することなくリッチ溶媒から形成されることが一般に好ましい。同様に、供給ガスからＣ５＋炭化水素を凝縮除去するため供給ガスは、脱水および冷却されることが好ましい。
【００１０】
従って、別の角度から見ると、１ステップにおいて、分子篩床をＣＯ２が除去されている処理済み供給ガスと接触させ、このようにしてＨ２Ｓ充填分子篩床を形成させる、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生する方法が意図される。別のステップにおいて、Ｈ２Ｓ充填分子篩床をＣＯ２と接触させ、これによって分子篩床を再生し、またＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成させる。このような方法において、Ｈ２Ｓ充填分子篩床とＣＯ２とを接触させるステップの前に、Ｈ２Ｓがさらなる分子篩床を使用してＣＯ２から除去されていること、および／または水が凝縮され、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から除去されることが典型的には好ましい。所望の場合、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物は、フォーメーションまたは他の好適な場所に再注入される。
【００１１】
上記に照らして、本発明者はまた、吸収体を含む酸性ガス処理プラントを意図し、吸収体においてフラッシングされたリーン物理溶媒が、供給ガスからのＣＯ２およびＨ２Ｓを吸着し、処理済みガスおよびリッチ溶媒を生成する。分子篩床を含む第１の容器は、吸収体に連結し、処理済みガスからのＨ２Ｓおよび水の吸着を可能にし、一方フラッシュ容器は、吸収体に連結し、リッチ溶媒を受け取り、またＣＯ２リッチ流およびフラッシングされたリーン溶媒を生成するように構成される。Ｈ２Ｓ充填分子篩床を含む第２の容器は、フラッシュ容器と流体的に連結され、ＣＯ２リッチ流を受け取り、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物および再生された分子篩床が生成される。
【００１２】
意図するプラントには好ましくは、フラッシュ容器と第２の容器とを流体的に連結し、またＣＯ２リッチ流を加熱するヒーター、および／または吸収体とフラッシュ容器とを流体的に連結して、炭化水素再循環流を生成する中圧フラッシュ容器がさらに含まれる。炭化水素再循環流と供給ガスとを結合させることを可能とする再循環導管が提供されることがまたさらに好ましい。最も典型的には、意図するプラントにはまた、ＣＯ２リッチ流からＨ２Ｓを除去するためのさらなる分子篩床を有する第３の容器が含まれる。所望の場合または他の点で必要な場合、冷却機（ｃｈｉｌｌｅｒ）が吸収体の上流で流体的に連結され、供給ガスを、供給ガスから水およびＣ５＋炭化水素を凝縮および除去するための温度に冷却する。
【００１３】
本発明の様々な目的、特徴、態様および利点は、本発明の好ましい実施形態の下記の詳細な説明からより明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の主題によるプラントのための、物理溶媒を使用する酸性ガス除去についての例示的な概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、二段階除去工程を用いた、供給ガスからＣＯ２およびＨ２Ｓを除去する構成および方法に関するものであって、従来型物理溶媒吸収工程を用いた第１のステップにおいて、酸性ガスを除去し、１つ以上の分子篩床を使用する第２のステップにおいて、残留酸性ガス、特にＨ２Ｓおよび水を処理済みガスから除去する二段階除去工程を用いた構成および方法に関する。
【００１６】
最も好ましくは、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を、第１の除去ステップから生成されるＣＯ２リッチ流を使用して再生させる。従って、２つの異なる汚染物質を供給ガスから除去することができ、１つの汚染物質は分子篩床に吸着され、他の汚染物質を使用して分子篩床を再生し、これによって両方の汚染物質を有するオフガスおよび望ましい特性を有する処理済みガス（例えば、処理済みガスは、パイプラインの規格に適合する）が形成されることが理解されよう。
【００１７】
本発明の主題の特に好ましい一態様において、物理溶媒ユニットを使用して、酸性ガスの大部分を供給ガスから除去し、このように形成されたリッチ物理溶媒を、好ましくは多段階フラッシュ再生分離器において再生し、一方炭化水素内容物を回収および再循環させる。好ましくは、炭化水素の減少は、再循環ループによって５％未満に、さらに好ましくは４％未満に、最も好ましくは２％未満に減少し、一方分子篩床の再生のために使用される最後のフラッシュ段階からの酸性ガスの生成が可能となる。最後のフラッシュ段階からの酸性ガスを最も好ましくは、典型的にはさらなる分子篩床を使用して、Ｈ２Ｓ除去ステップに供する。
【００１８】
特に好ましい態様において、分子篩による吸着段階には、物理溶媒吸収ステップからの処理済みガスの残留Ｈ２Ｓ内容物を吸着する少なくとも２つの吸着床、好ましくは４つ、またはこれより多い吸着床が含まれ、４ｐｐｍｖ未満、さらに好ましくは２ｐｐｍｖ未満のＨ２Ｓおよび／または水分含有量を有する処理済みガスを生成する。上で述べたように、フラッシュ再生段階からのＣＯ２リッチ流の少なくとも一部を、１つ以上の分子篩床を通過させ、Ｈ２Ｓが枯渇したＣＯ２流を生成し、次いでＨ２Ｓが枯渇したＣＯ２流を、典型的には冷却および加熱サイクル（例えば、４００から６００°Ｆ、および４００から６００ｐｓｉｇで）を使用して、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生するために使用する。
【００１９】
本発明の主題による１つの例示的なプラントの構成を、図１に示す。典型的には約１００°Ｆおよび約１２００ｐｓｉｇで１２ｍｏｌ％のＣＯ２および約１００ｐｐｍｖのＨ２Ｓを有する供給ガス流１を、ユニット９０において乾燥および冷却し、Ｃ５＋液体流９１を生成する。「約」という用語は、数字と併せて本明細書において使用される場合、この数字の＋／−１０％の範囲（＋／−１０％を含めて）を意味する。乾燥ステップは典型的には、ＣＯ２吸収体５１において水和物の形成を防止するために必要である。さらに、乾燥および冷却ステップはまた、Ｃ５＋炭化水素生成物の回収を可能とする。次いで、乾燥したガスを再循環ガス流９と混合し、流５を形成し、約−１５°Ｆでフラッシングされたリーン溶媒流２によって向流で浄化し、約−１０°Ｆで処理済みガス流３が、および約−１°Ｆでリッチ溶媒流４が生成される。最も典型的には、吸収体は、酸性ガス吸収のためのパッキングもしくはトレー、または他の好適な媒体を含めて接触装置を含有する。処理済みガス流３は、約２ｍｏｌ％のＣＯ２および約６から１０ｐｐｍｖのＨ２Ｓ（またはこれより高い。）を含有し、分子篩床６３および６４に供給され、このＨ２Ｓ含量を４ｐｐｍｖ未満（好ましくは１ｐｐｍｖ未満）に、水分含有量を２ｐｐｍｖ未満にさらに減少させ、生成物流６として販売用ガスパイプラインの規格を満たす。
【００２０】
水車５２によってリッチ溶媒流４の圧力を約３５０から７５０ｐｓｉｇに低下させ、流７を−８°Ｆで形成させる。次いで、レットダウン流（低下流）を分離器５３中で分離し、フラッシングされた炭化水素濃縮蒸気流８およびフラッシングされた液体流１０を生成する。
【００２１】
次いで、ＣＯ２リッチ流２０をＨ２Ｓ吸着のためにさらなる分子篩床６７中で処理し、Ｈ２Ｓが枯渇したＣＯ２リッチ流２１を生成し、分子篩床６６を冷却するためにＨ２Ｓが枯渇したＣＯ２リッチ流２１を使用し、加熱されたＣＯ２リッチ流２２を生成し、加熱されたＣＯ２リッチ流２２をヒーター７１中で約５００から６００°Ｆにさらに加熱し、このようにして流２３を形成させ、次いで流２３をＨ２Ｓ充填分子篩床６５の再生のために使用する。Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物流２４を、冷却器（ｃｏｏｌｅｒ）７０中で約９０°Ｆに冷却し、流２５を形成させる。流２５の水凝縮物を分離し、分離器６８中で除去し、一方蒸気２６を脱水ユニット６９中で乾燥させ、乾燥ガス２７を生成し、乾燥ガス２７をＨＰ ＣＯ２コンプレッサー７２によって約４０００ｐｓｉｇにさらに圧縮し、流２８を形成させ、流２８をＣＯ２再注入のために使用する。
【００２２】
従って、フラッシングされたリーン物理溶媒を使用して、吸収体においてＣＯ２を供給ガスから除去し、このように処理済みガスおよびリッチ溶媒を形成させる、ＣＯ２およびＨ２Ｓ含有供給ガスを処理する方法が意図されることが理解されよう。次いで、Ｈ２Ｓを、分子篩床を使用して処理済みガスから除去し、これによってＨ２Ｓ充填分子篩床を形成させ、Ｈ２Ｓ充填分子篩床をＣＯ２リッチ流の少なくとも一部を使用して再生し、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成させる（ＣＯ２リッチ流は、リッチ溶媒をフラッシングすることによって生成する）。
【００２３】
当然ながら、図１の例示的なプラントの多数の変形例を、本明細書において示す発明概念から逸脱することなく実行できることを認識すべきである。例えば、図１における全ての分子篩床は固定設備として表されている一方、好適な制御ユニット、バルブ、および導管を使用して完全に自動化された様式で分子篩床のインプットおよびアウトプットを切り換えることができる構成および方法が意図されることに留意すべきである。従って、１つの床は、吸収体と流体的に連結されて処理済みガスを受け取り、一方他の床は、さらなる分子篩床の出口と流体的に連結されるように、Ｈ２Ｓを処理済みガス流から連続的様式で除去することができる。結果的に、特に好ましい構成は、（例えば、並行して、または連続して、６３または６４を置き換えた）吸着セクション中の分子篩床の少なくとも１つが、再生セクションの（例えば、並行して、または連続して、６５、６６、または６７を置き換えた）少なくとも１つの位置と流体的に連結することができる構成である。従って、過剰な分子篩床が好ましくは配置および連結され、処理済みガスおよび／またはＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物の連続フロー（図示せず）を可能とし、一方、Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生された分子篩床に変化させる。代わりに、様々な容器の間で、フローを手動で切り換えることができる。またさらなる意図した構成において、１つ以上の容器を物理的に交換して、再生された、および／または飽和した容器を置き換えることができる。
【００２４】
好適な供給ガスに関して、このようなガスの圧力は相当に変化してもよく、またガスの性質によって圧力が少なくとも部分的に決定されることが理解されよう。しかし、供給ガスが少なくとも４００ｐｓｉｇ、より典型的には少なくとも１０００ｐｓｉｇ、最も典型的には少なくとも１２００ｐｓｉｇの圧力を有することが特に好ましい。同様に、多数の供給ガス組成物は、本明細書において示される教示と合わせて使用するのに適していると見なされる。しかし、供給ガスが、少なくとも１０ｍｏｌ％、最も好ましくは３０ｍｏｌ％以上のＣＯ２、および少なくとも１００ｐｐｍｖ、最も好ましくは少なくとも１０００ｐｐｍｖのＨ２Ｓを含み、一方では物理溶媒ユニットからの処理済みガスが典型的には、２％のＣＯ２および１０ｐｐｍｖ以上のＨ２Ｓを含有することが特に好ましい。処理済みガスをＨ２Ｓスカベンジャー床に通過させた後、Ｈ２Ｓ濃度は、５ｐｐｍｖ以下、さらに好ましくは３ｐｐｍｖ以下、最も好ましくは１ｐｐｍｖ以下であることが好ましい。
【００２５】
溶媒の性質は相当に変化してもよく、全ての物理溶媒およびこれらの混合物は本明細書における使用に適切であると見なされることをまた認識すべきである。当技術分野において公知の多数の物理溶媒があり、例示的な好ましい物理溶媒には、ＦＬＵＯＲ ＳＯＬＶＥＮＴ（商標）（炭酸プロピレン）、ＮＭＰ（ノルマル−メチルピロリドン）、ＳＥＬＥＸＯＬ（商標）（ポリエチレングリコールのジメチルエーテル）、およびＴＢＰ（リン酸トリブチル）、および／または様々なポリエチレングリコールジアルキルエーテルが含まれる。代わりに、増強した第三級アミン（例えば、ピペラジン）、または物理溶媒と同様の挙動を有する他の溶媒または溶媒の混合物を含めた他の溶媒を用いてもよい。
【００２６】
リッチ溶媒のフラッシングは多数の装置を使用して行ってもよく、全ての減圧装置は本明細書における使用に適していることが、一般に意図される。しかし、減圧の量に関して、リッチ溶媒（作業および／または冷却を提供した後）の圧力を最初に約２０から７０％のメタン含量を有するフラッシングされた蒸気を放出するのに十分な圧力に下げることが典型的には好ましい。これらの蒸気は、最も好ましくは吸収体に再循環され、メタンの減少を５％未満、最も好ましくは１％未満に最小化させる。このような減圧の後、溶媒の圧力を次いで好ましくは、最も典型的には少なくとも２段階で、大気圧または準大気圧に減少させる。（真空）フラッシュ段階からこのように生成されたＣＯ２流は典型的には、５ｍｏｌ％未満、より典型的には２．５ｍｏｌ％未満のＣ４＋炭化水素を含有し、これによって、このようなＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物はＥＯＲに適したものとなる。望ましい場合、凝縮および／または公知の脱水ユニットを使用して、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から水を除去する。
【００２７】
意図した構成および方法において、水車は、作業（例えば、溶媒循環ポンプを駆動し、または電力を発生させる。）を提供するシャフト作業を提供する一方で、酸性ガス内容物の膨張およびフラッシングによって冷蔵冷却を生じさせるため、エネルギー効率のよい装置を作動させることに留意すべきである。多段階分離器を使用して効率をさらに改善することができ、多段階分離器はプロット空間の設置面積および機器費用を最小化するための積重ね式分離器として構成されてもよく、さらに効率的な設計がもたらされることをまた認識すべきである。
【００２８】
結果的に、本発明の主題による構成は、アミンもしくは他の物理溶媒、または膜を含めた従来の酸性ガス除去工程と比較して、強い酸性ガス除去のための全体的なエネルギー消費および資本経費を相当に減少させることが意図されている。さらに、意図した構成および方法は典型的には、外部の熱源を必要とせず、必要に応じて、熱は、冷蔵および／または供給ガス圧縮システムからの供給ガスまたは圧縮熱によって供給され、このようにしてエネルギー消費および環境に対する悪影響がさらに減少する。またさらに、増強された油回収事業は、供給ガスにおける酸性ガス濃度の増加、典型的には１０％から６０％までの増加に直面することが多い。意図した構成および方法は、本質的に同じ溶媒循環により、これらの変化に適応させることができる。
【００２９】
意図した方法および構成の別の利点は、従来の硫黄スカベンジャー床の使用済みの固形廃棄物の取扱いなど、支援オフサイトおよびユーティリティシステムを必要とすることがより少ないという簡便さにあり、これによって環境への影響を大幅に減少させる。本明細書における使用に適したさらなる態様、方法、および構成は、本発明者らのＵ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．７，１９２，４６８、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔ．Ａｐｐｌ．Ｎｏ．２００５／０１７２８０７として公開された係属中の米国特許出願、および本発明者らの国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ１０／４９０５８に記載されており、これらの全ては参照により本明細書に組み込まれている。
【００３０】
このように、酸性ガス除去の特定の組成物および方法が開示されてきた。しかし、本明細書における発明概念から逸脱することなく、既に記載されているもの以外に、さらに多くの変形形態が可能であることが当業者には明らかである。従って、本発明の主題は、添付の特許請求の範囲の精神における以外は制限されない。さらに、明細書および特許請求の範囲の両方の解釈において、全ての用語は、状況と一致する最も広い可能な様式で解釈すべきである。特に、「含む」および「含むこと」という用語は、非排他的な様式での要素、成分、またはステップを意味すると解釈すべきであり、参照した要素、成分、またはステップは、明確に言及しない他の要素、成分、またはステップと共に存在、または利用、または合わせ得ることを示す。さらに、参照により本明細書に組み込まれている参照文献中の用語の定義または使用が、本明細書において提供する用語の定義と一致しない、または反対である場合、本明細書において提供する用語の定義を適用し、参照文献中の用語の定義は適用しない。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む供給ガスを処理する方法であって、
フラッシングされたリーン物理溶媒を使用して、吸収体において供給ガスからＣＯ２を除去し、こうして処理済みガスおよびリッチ溶媒を形成させることと、
分子篩床を使用して処理済みガスからＨ２Ｓを除去し、これによってＨ２Ｓ充填分子篩床を形成することと、
リッチ溶媒をフラッシングし、フラッシングされたリーン溶媒およびＣＯ２リッチ流を生成することと、
ＣＯ２リッチ流を使用してＨ２Ｓ充填分子篩床を再生し、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成することと
を含む、上記方法。
【請求項２】
さらなる分子篩床を使用してＨ２Ｓ充填分子篩床を再生するステップの前に、Ｈ２Ｓを、ＣＯ２リッチ流から除去する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から水を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を圧縮および再注入するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生するステップのために、ＣＯ２リッチ流を加熱するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
リッチ溶媒をフラッシングするステップが、真空フラッシングのステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
リッチ溶媒をフラッシングするステップが、多段階フラッシングに亘って行われ、多段階フラッシングの少なくとも１つが、炭化水素濃縮蒸気を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
炭化水素濃縮蒸気を圧縮し、圧縮炭化水素濃縮蒸気と供給ガスとを結合させるステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ＣＯ２リッチ流の実質的に全てが、リッチ溶媒を加熱することなくリッチ溶媒から形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
供給ガスを脱水および冷却して凝縮させ、供給ガスからＣ５＋炭化水素を除去する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生する方法であって、
分子篩床と、ＣＯ２が除去されている処理済み供給ガスとを接触させ、こうしてＨ２Ｓ充填分子篩床を形成させることと、
Ｈ２Ｓ充填分子篩床とＣＯ２とを接触させ、これによって分子篩床を再生し、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成させることと
を含む、上記方法。
【請求項１２】
Ｈ２Ｓ充填分子篩床とＣＯ２とを接触させるステップの前に、Ｈ２Ｓが、さらなる分子篩床を使用してＣＯ２から除去されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から水を凝縮および除去するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を再注入するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
酸性ガス処理プラントであって、
フラッシングされたリーン物理溶媒を使用して、供給ガスからのＣＯ２およびＨ２Ｓの吸収が可能となるように構成され、これによって処理済みガスおよびリッチ溶媒の生成を可能とする吸収体と、
分子篩床を含み、かつ吸収体と連結し、処理済みガスからのＨ２Ｓおよび水の吸着を可能とする第１の容器と、
吸収体に連結し、かつリッチ溶媒を受け取り、ＣＯ２リッチ流およびフラッシングされたリーン溶媒を生成するように構成されたフラッシュ容器と、
Ｈ２Ｓ充填分子篩床を含み、かつフラッシュ容器と流体的に連結され、ＣＯ２リッチ流を受け取り、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物および再生された分子篩床を生成する第２の容器と
を含む、上記酸性ガス処理プラント。
【請求項１６】
フラッシュ容器と第２の容器とを流体的に連結し、かつＣＯ２リッチ流を加熱できるように構成されたヒーターをさらに含む、請求項１５に記載の酸性ガス処理プラント。
【請求項１７】
吸収体とフラッシュ容器とを流体的に連結し、かつ炭化水素再循環流を生成するように構成された中圧フラッシュ容器をさらに含む、請求項１５に記載の酸性ガス処理プラント。
【請求項１８】
炭化水素再循環流を供給ガスに結合できるように構成された再循環導管をさらに含む、請求項１７に記載の酸性ガス処理プラント。
【請求項１９】
さらなる分子篩床を含み、かつＣＯ２リッチ流からＨ２Ｓを除去するように構成された第３の容器をさらに含む、請求項１５に記載の酸性ガス処理プラント。
【請求項２０】
吸収体の上流で流体的に連結され、かつ供給ガスを供給ガスからの水およびＣ５＋炭化水素の凝縮および除去を可能とする温度に冷却するように構成された、冷却機をさらに含む、請求項１５に記載の酸性ガス処理プラント。
【請求項１】
ＣＯ２およびＨ２Ｓを含む供給ガスを処理する方法であって、
フラッシングされたリーン物理溶媒を使用して、吸収体において供給ガスからＣＯ２を除去し、こうして処理済みガスおよびリッチ溶媒を形成させることと、
分子篩床を使用して処理済みガスからＨ２Ｓを除去し、これによってＨ２Ｓ充填分子篩床を形成することと、
リッチ溶媒をフラッシングし、フラッシングされたリーン溶媒およびＣＯ２リッチ流を生成することと、
ＣＯ２リッチ流を使用してＨ２Ｓ充填分子篩床を再生し、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成することと
を含む、上記方法。
【請求項２】
さらなる分子篩床を使用してＨ２Ｓ充填分子篩床を再生するステップの前に、Ｈ２Ｓを、ＣＯ２リッチ流から除去する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から水を除去するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を圧縮および再注入するステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生するステップのために、ＣＯ２リッチ流を加熱するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
リッチ溶媒をフラッシングするステップが、真空フラッシングのステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
リッチ溶媒をフラッシングするステップが、多段階フラッシングに亘って行われ、多段階フラッシングの少なくとも１つが、炭化水素濃縮蒸気を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
炭化水素濃縮蒸気を圧縮し、圧縮炭化水素濃縮蒸気と供給ガスとを結合させるステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
ＣＯ２リッチ流の実質的に全てが、リッチ溶媒を加熱することなくリッチ溶媒から形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
供給ガスを脱水および冷却して凝縮させ、供給ガスからＣ５＋炭化水素を除去する、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
Ｈ２Ｓ充填分子篩床を再生する方法であって、
分子篩床と、ＣＯ２が除去されている処理済み供給ガスとを接触させ、こうしてＨ２Ｓ充填分子篩床を形成させることと、
Ｈ２Ｓ充填分子篩床とＣＯ２とを接触させ、これによって分子篩床を再生し、Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を形成させることと
を含む、上記方法。
【請求項１２】
Ｈ２Ｓ充填分子篩床とＣＯ２とを接触させるステップの前に、Ｈ２Ｓが、さらなる分子篩床を使用してＣＯ２から除去されている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物から水を凝縮および除去するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
Ｈ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物を再注入するステップをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
酸性ガス処理プラントであって、
フラッシングされたリーン物理溶媒を使用して、供給ガスからのＣＯ２およびＨ２Ｓの吸収が可能となるように構成され、これによって処理済みガスおよびリッチ溶媒の生成を可能とする吸収体と、
分子篩床を含み、かつ吸収体と連結し、処理済みガスからのＨ２Ｓおよび水の吸着を可能とする第１の容器と、
吸収体に連結し、かつリッチ溶媒を受け取り、ＣＯ２リッチ流およびフラッシングされたリーン溶媒を生成するように構成されたフラッシュ容器と、
Ｈ２Ｓ充填分子篩床を含み、かつフラッシュ容器と流体的に連結され、ＣＯ２リッチ流を受け取り、これによってＨ２Ｓ濃縮ＣＯ２生成物および再生された分子篩床を生成する第２の容器と
を含む、上記酸性ガス処理プラント。
【請求項１６】
フラッシュ容器と第２の容器とを流体的に連結し、かつＣＯ２リッチ流を加熱できるように構成されたヒーターをさらに含む、請求項１５に記載の酸性ガス処理プラント。
【請求項１７】
吸収体とフラッシュ容器とを流体的に連結し、かつ炭化水素再循環流を生成するように構成された中圧フラッシュ容器をさらに含む、請求項１５に記載の酸性ガス処理プラント。
【請求項１８】
炭化水素再循環流を供給ガスに結合できるように構成された再循環導管をさらに含む、請求項１７に記載の酸性ガス処理プラント。
【請求項１９】
さらなる分子篩床を含み、かつＣＯ２リッチ流からＨ２Ｓを除去するように構成された第３の容器をさらに含む、請求項１５に記載の酸性ガス処理プラント。
【請求項２０】
吸収体の上流で流体的に連結され、かつ供給ガスを供給ガスからの水およびＣ５＋炭化水素の凝縮および除去を可能とする温度に冷却するように構成された、冷却機をさらに含む、請求項１５に記載の酸性ガス処理プラント。
【図１】
【公表番号】特表２０１３−５０５８３３（Ｐ２０１３−５０５８３３Ａ）
【公表日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３２２５５（Ｐ２０１２−５３２２５５）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５０６４９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４１３６１
【国際公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（５０６３５４４３４）フルオー・テクノロジーズ・コーポレイシヨン (35)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０５０６４９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０４１３６１
【国際公開日】平成２３年４月７日（２０１１．４．７）
【出願人】（５０６３５４４３４）フルオー・テクノロジーズ・コーポレイシヨン (35)
【Ｆターム（参考）】
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