РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН

(19) KZ (13) B (11) 29192 (51) B01D 3/14 (2006.01) C01B 17/16 (2006.01) C07C 7/05 (2006.01) F25J 3/08 (2006.01)

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ (21) 2012/1593.1 (22) 08.12.2010 (45) 17.11.2014, бюл. №11 (31) 61/285,279; 12/958.909 (32) 10.12.2009; 02.12.2010 (33) US; US (85) 05.07.2012 (86) PCT/US2010/059523, 08.12.2010 (72) ХУАНГ, Шон, С. (US); ЭЛЛИОТ, Дуглас (US); ЯО, Джейм (US); ЯНЬ, Вэй (US); КАССАМАЛИ, Наушад, А. (US); ЭЛКИНС, Марк, С. (US) (73) КОНОКОФИЛЛИПС КОМПАНИ (US) (74) Тусупова Меруерт Кырыкбаевна (56) US 4462814 A, 31.07.1984

US 4350511 A, 21.09.1982 US 2009090049 A1, 09.04.2009 US 2004226441 A1, 18.11.2004 US 4976849 A, 11.12.1990 SU 695994 A1, 05.11.1979 EA 010565 B1, 30.10.2008 Предварительный патент KZ 16797 A, 16.01.2006

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СУЛЬФИДА ВОДОРОДА ИЗ ВЫСОКОСЕРНИСТОГО ГАЗА (ВАРИАНТЫ) (57) Предоставлены способы и системы обработки высокосернистого газа богатого сульфидом водорода посредством последовательности колонн фракционирования. Способы, раскрытые здесь, и их варианты предоставляют оптимизированные способы удаления сульфида водорода из высокосернистого газа посредством введения новаторских разрушителей азеотропов, новых конфигураций технологического оборудования и оптимизированных рабочих условий. Преимущества определенных вариантов осуществления настоящего изобретения включают сниженные потребности в оборудовании, улучшенную эффективность обработки, сниженные эксплуатационные затраты и сниженные капитальные затраты. Другие преимущества включают лучшую приспособленность способа к определенным условиям окружающей среды, таким как арктический холод, по сравнению с традиционными способами аминной обработки.

(19) KZ (13) B

(11) 29192

29192

2

29192

3

29192

4

29192

5

29192

6

29192

7

29192

8

29192

9

29192

10

29192

11

29192

12

29192

13

29192

14

29192

15

29192

16

29192

17

29192

18

29192

19

29192

20

29192

21

29192

22

29192

23

29192

24

29192

25

29192

26

29192

27

29192

28

29192

29

29192

30

29192

31

29192

32

29192

33

29192

34

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ извлечения сульфида водорода из высокосернистого газа, посредством фракционирования, включающий

введение многокомпонентного питающего потока в первую дистилляционную колонну, где первая дистилляционная колонна представляет собой колонну-деметанизатор, где многокомпонентный питающий поток включает диоксид углерода, метан, этан, пропан и сульфид водорода; отличающийся тем, что

получают поток высокосернистого газа, содержащего более 15% H2S

вводят отдельный поток смеси алкильных углеводородов в первую дистилляционную колонну, где смесь алкильных углеводородов включает этан;

отводят первый поток парообразного верхнего погона из первой дистилляционной колонны, где первый поток парообразного верхнего погона представляет собой обогащенный метаном поток;

отводят первый поток жидкого кубового остатка из первой дистилляционной колонны;

вводят первый поток жидкого кубового остатка во вторую дистилляционную колонну, где вторая дистилляционная колонна представляет собой колонну фракционирования CO2/H2S;

отводят второй поток парообразного верхнего погона из второй дистилляционной колонны, где второй поток парообразного верхнего погона представляет собой обогащенный диоксидом углерода и этаном поток;

отводят второй поток жидкого кубового остатка из второй дистилляционной колонны, где второй

поток жидкого кубового остатка представляет собой обогащенный сульфидом водорода поток;

вводят второй поток жидкого кубового остатка в третью дистилляционную колонну, где третья дистилляционная колонна представляет собой колонну фракционирования для удаления H2S;

вводят первый разрушитель азеотропа в третью дистилляционную колонну;

отводят третий поток парообразного верхнего погона из третьей дистилляционной колонны, где третий поток парообразного верхнего погона представляет собой обогащенный сульфидом водорода поток;

отводят третий поток жидкого кубового остатка из третьей дистилляционной колонны, где третий поток жидкого кубового остатка представляет собой обогащенный алканами поток;

вводят третий поток жидкого кубового остатка в пятую дистилляционную колонну, где пятая дистилляционная колонна представляет собой фракционирующую колонну-дебутанизатор;

отводят пятый поток парообразного верхнего погона из пятой дистилляционной колонны, где пятый поток парообразного верхнего погона обогащен пропаном и более легкими углеводородами;

отводят пятый поток жидкого кубового остатка из пятой дистилляционной колонны;

вводят второй поток парообразного верхнего погона в четвертую дистилляционную колонну, где четвертая дистилляционная колонна представляет собой колонну фракционирования для отделения СO2;

рециркулируют по меньшей мере части пятого потока жидкого кубового остатка в третью

29192

35

дистилляционную колонну и четвертую дистилляционную колонну;

вводят второй разрушитель азеотропа в четвертую дистилляционную колонну;

и отводят четвертый поток парообразного верхнего погона из четвертой дистилляционной колонны, где четвертый поток парообразного верхнего погона представляет собой обогащенный диоксидом углерода поток.

2 Способ по п.1, отличающийся тем, что способ дополнительно включает стадию отведения четвертого потока жидкого кубового остатка из четвертой дистилляционной колонны, и где смесь алкильных углеводородов в первой дистилляционной колонне включает по меньшей мере часть четвертого потока жидкого кубового остатка.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый разрушитель азеотропа включает по меньшей мере от примерно 80% пентана до примерно 100% пентана.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что первый разрушитель азеотропа включает по меньшей мере часть пятого потока жидкого кубового остатка.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что второй разрушитель азеотропа включает по меньшей мере часть пятого потока жидкого кубового остатка.

6 Способ по п.1, отличающийся тем, что второй разрушитель азеотропа включает по меньшей мере от примерно 80% пентана до примерно 100% пентана.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что концентрация сульфида водорода в многокомпонентном питающем потоке составляет по меньшей мере примерно 15% и где третий поток парообразного верхнего погона включает по меньшей мере примерно 95% сульфида водорода.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что концентрация сульфида водорода в многокомпонентном питающем потоке составляет по меньшей мере примерно 20% и где третий поток парообразного верхнего погона включает по меньшей мере примерно 97% сульфида водорода.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ дополнительно включает стадию введения первого потока парообразного верхнего погона в систему аминного разделения.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что система аминного разделения включает MDEA-абсорбер и DGA-абсорбер, где выходящий поток MDEA-абсорбера вводят в DGA-абсорбер, где MDEA-абсорбер удаляет существенную часть сульфида водорода из первого потока парообразного верхнего погона и где DGA-абсорбер удаляет существенную часть диоксида углерода из выходящего потока MDEA-абсорбера.

11. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно отводят потока парообразного верхнего погона DGA из DGA-абсорбера, где поток парообразного верхнего погона DGA включает менее примерно 10 ррт (частей на миллион)

сульфида водорода и менее примерно 150 ррт (частей на миллион) диоксида углерода.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что поток парообразного верхнего погона DGA включает менее примерно 4 ррт (частей на миллион) сульфида водорода.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ дополнительно включает стадию секвестрации четвертого потока парообразного верхнего погона из четвертой дистилляционной колонны.

14 Способ по п.1, отличающийся тем, что способ дополнительно включает стадии:

эксплуатации первой дистилляционной колонны при давлении от примерно 300 psia (абсолютное давление фунт/дюйм2) (2,07 МПа) до примерно 600 psia (4,14 МПа);

эксплуатации второй дистилляционной колонны при давлении от примерно 235 psia (1,62 МПа) до примерно 535 psia (3,69 МПа);

эксплуатации третьей дистилляционной колонны при давлении от примерно 115 psia (0,79 МПа) до примерно 535 psia (3,69 МПа);

эксплуатации четвертой дистилляционной колонны при давлении от примерно 210 psia (1,45 МПа) до примерно 510 psia (3,52 МПа); и

эксплуатации пятой дистилляционной колонны при давлении от примерно 50 psia (0,34 МПа) до примерно 350 psia (2,41 МПа).

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что способ дополнительно включает стадии:

эксплуатации первой дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно -94°F (-70°С) до примерно 6°F (-14,4°С) и температуре куба от примерно 35°F (1,7°С) до примерно 135°F (57,2°С);

эксплуатации второй дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно -43°F (-41,7°С) до примерно 57°F (13,9°С) и температуре куба от примерно 70°F (21,1°С) до примерно 170°F (76,7°С);

эксплуатации третьей дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно 20°F (-6,7°С) до примерно 120°F (48,9°С) и температуре куба от примерно 275°F (135°С) до примерно 375°F (190,6°С);

эксплуатации четвертой дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно -18°F (-27,8°С) до примерно 82°F (27,8°С) и температуре куба от примерно 86°F (30°С) до примерно 186°F (85,6°С); и

эксплуатации пятой дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно 118°F (47,8°С) до примерно 218°F (103,3°С) и температуре куба от примерно 290°F (143,3°С) до примерно 390°F (198,9°С).

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что способ дополнительно включает стадии:

эксплуатации первой дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно -94°F (-70°С) до примерно 6°F (-14,4°С) и температуре куба от примерно 35°F (1,7°С) до примерно 135°F (52,7°С);

29192

36

эксплуатации второй дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно -43°F (-41,7°С) до примерно 57 °F (13,9°С) и температуре куба от примерно 70°F (21,1°С) до примерно 170°F (76,7°С);

эксплуатации третьей дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно 20°F (-6,7°С) до примерно 120° F (48,9°С) и температуре куба от примерно 275°F (135°С) до примерно 375°F (190,6°С);

эксплуатации четвертой дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно -18°F (-27,8°С) до примерно 82°F (27,8°С) и температуре куба от примерно 86°F (30°С) до примерно 186°F (85,6°С); и

эксплуатации пятой дистилляционной колонны при температуре верхнего погона от примерно 118°F (47,8°С) до примерно 218°F (103,3°С) и температуре куба от примерно 290°F (143,3°С) до примерно 390°F (198,9°С).

отведения четвертого потока жидкого кубового остатка из четвертой дистилляционной колонны, и где смесь алкильных углеводородов в первой дистилляционной колонне включает по меньшей мере часть четвертого потока жидкого кубового остатка;

где первый разрушитель азеотропа включает по меньшей мере часть пятого потока жидкого кубового остатка;

где второй разрушитель азеотропа включает по меньшей мере часть пятого потока жидкого кубового остатка;

где концентрация сульфида водорода в многокомпонентном питающем потоке составляет по меньшей мере примерно 20%; и

где третий поток парообразного верхнего погона включает по меньшей мере примерно 97% сульфида водорода.

17. Способ обработки высокосернистого газа, включающий

введения многокомпонентного питающего потока в первую дистилляционную колонну, где первая дистилляционная колонна представляет собой колонну-деметанизатор, где многокомпонентный питающий поток включает диоксид углерода, метан, этан, пропан и сульфид водорода; отличающийся тем, что

получают поток высокосернистого газа содержащего более 15% H2S;

вводят отдельный поток смеси алкильных углеводородов в первую дистилляционную колонну, где смесь алкильных углеводородов включает этан;

отводят первый поток парообразного верхнего погона из первой дистилляционной колонны, где первый поток парообразного верхнего погона представляет собой обогащенный метаном поток;

отводят первый поток жидкого кубового остатка из первой дистилляционной колонны;

вводят первый поток жидкого кубового остатка во вторую дистилляционную колонну, где вторая дистилляционная колонна представляет собой колонну фракционирования CO2/H2S;

отводят второй поток парообразного верхнего погона из второй дистилляционной колонны, где второй поток парообразного верхнего погона представляет собой обогащенный диоксидом углерода и этаном поток;

отводят второй поток жидкого кубового остатка из второй дистилляционной колонны, где второй поток жидкого кубового остатка представляет собой обогащенный сульфидом водорода поток;

вводят второй поток жидкого кубового остатка в третью дистилляционную колонну, где третья дистилляционная колонна представляет собой колонну фракционирования для удаления H2S;

вводят первый разрушитель азеотропа в третью дистилляционную колонну;

отводят третий поток парообразного верхнего погона из третьей дистилляционной колонны, где третий поток парообразного верхнего погона представляет собой обогащенный сульфидом водорода поток;

отводят третий поток жидкого кубового остатка из третьей дистилляционной колонны, где третий поток жидкого кубового остатка представляет собой обогащенный алканами поток;

вводят второй поток парообразного верхнего погона в четвертую дистилляционную колонну, где четвертая дистилляционная колонна представляет собой колонну фракционирования для отделения СO2;

вводят второй разрушитель азеотропа в четвертую дистилляционную колонну; и

отводят четвертый поток парообразного верхнего погона из четвертой дистилляционной колонны, где четвертый поток парообразного верхнего погона представляет собой обогащенный диоксидом углерода поток.

18. Способ по п.17, отличающийся тем, что способ дополнительно включающий стадию третьего введения третьего потока парообразного верхнего погона из третьей дистилляционной колонны в установку получения серы.

Верстка А. Сарсекеева Корректор Р. Шалабаев