使用溶劑回收元素硫的構(gòu)造、系統(tǒng)和方法
【專利摘要】含烴溶劑的元素硫負(fù)荷能力通過以下步驟來改善:首先用硫負(fù)載溶劑,并且隨后在將負(fù)載硫的溶劑中的至少一些元素硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,同時(shí)保留溶劑中至少95%的單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分的條件下進(jìn)行加氫處理。
【專利說明】使用溶劑回收元素硫的構(gòu)造、系統(tǒng)和方法
[0001 ]本申請(qǐng)要求2013年1月7號(hào)提交的我們的共同待審的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)61/887613的權(quán)益,其通過引用并入本文。
發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的領(lǐng)域是從烴中脫硫,特別是從氣井和關(guān)聯(lián)的氣體運(yùn)輸系統(tǒng)的酸氣中脫除兀素硫。
[0003]發(fā)明背景
以下描述包括在理解本發(fā)明時(shí)可能有用的信息。其并非承認(rèn)本文提供的任何信息是現(xiàn)有技術(shù)或與目前要求保護(hù)的發(fā)明相關(guān),或明確地或隱含地引用的任何出版物是現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]酸氣常含有顯著量的溶解的元素硫,其傾向于在運(yùn)輸期間在多點(diǎn)沉淀,包括井柱(well string)、集氣系統(tǒng),和在下游氣體處理和氣體加工設(shè)備中。為避免此類問題,可將溶劑(例如烴油)注入井柱或收集系統(tǒng)中,以使硫溶解進(jìn)入液相,并由此防止元素硫的沉淀。最普通地,芳香族溶劑(如烷基萘)用作溶劑,因?yàn)樗鼈兺ǔU宫F(xiàn)比鏈烷烴或環(huán)烷烴更高的元素硫溶解度。此種系統(tǒng)的典型實(shí)例在美國(guó)專利號(hào)4,322,307中描述。
[0005]本文中所有的出版物以與如同單獨(dú)的出版物或?qū)@暾?qǐng)各自被明確地且單獨(dú)地指示為通過引用并入的相同程度通過引用來并入。在所并入的參考中的術(shù)語的定義或使用與本文提供的那個(gè)術(shù)語的定義不一致或相反的情況下,適用本文提供的那個(gè)術(shù)語的定義,而不適用在所述參考中的那個(gè)術(shù)語的定義。
[0006]為了使此類處理經(jīng)濟(jì)上可行,用于硫溶解的溶劑常常經(jīng)再生和再利用。負(fù)載硫的芳香烴溶劑的再生通常通過使富溶劑與包含胺(如乙胺)的水溶液接觸來實(shí)現(xiàn)。在此類系統(tǒng)中,硫被轉(zhuǎn)化成多硫化物并迀移到水相中,從而再生烴溶劑,該烴溶劑隨后經(jīng)再循環(huán)。含有胺和多硫化物/硫的水溶液隨后通過蒸餾再生,以提供作為塔頂產(chǎn)物的含水胺溶液和作為塔底產(chǎn)物的不純的、熔融的元素硫。例如,美國(guó)專利號(hào)5,242,672描述了典型的再生單元。雖然此類系統(tǒng)一般實(shí)現(xiàn)合意的酸氣中的硫減少,但是保留了眾多困難。其中,使用胺溶液的溶劑的再生需要大量能量用于加熱和栗送。此外,并取決于特定的酸氣,胺溶液的化學(xué)穩(wěn)定性可能不太合意,并需要穩(wěn)定劑和/或胺的置換。同樣,由此種再生獲得的多硫化物和/或硫可至少在一些情況下需要額外的處理以提供合意的最終產(chǎn)品。
[0007]最近,用于元素硫溶解的溶劑已通過加氫處理來再生,如在美國(guó)專利號(hào)7,988,767中所公開。在該方法中,烴溶劑(例如環(huán)烷烴、鏈烷烴和芳香烴)使用氫化反應(yīng)來處理以生成硫化氫和再生溶劑。將硫化氫產(chǎn)物從再生溶劑中除去,并轉(zhuǎn)化成元素硫(例如,在克勞斯單元(Claus unit)中),同時(shí)隨后將所得的再生溶劑返回以再利用。
[0008]不幸地是,雖然再循環(huán)減少了溶劑的使用,但是購(gòu)買它們所招致的花費(fèi)依然是相當(dāng)大的。此外,硫在此類溶劑中的溶解度也經(jīng)常受到限制,其使得增加的溶劑使用、再循環(huán)率和關(guān)聯(lián)設(shè)備的費(fèi)用成為必要。因此,依然存在對(duì)于經(jīng)濟(jì)的溶劑系統(tǒng)的需要,所述系統(tǒng)用于從酸氣中提取元素硫,并具有改善的元素硫溶解度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明主題涉及設(shè)備、系統(tǒng)和方法,其中脫硫溶劑具有增加的元素硫負(fù)荷能力。最顯著地,發(fā)明人發(fā)現(xiàn)與在預(yù)載和加氫處理之前的溶劑的能力相比較,某些溶劑的預(yù)載和加氫處理顯著增加元素硫負(fù)荷能力。
[0010]在本發(fā)明主題的一方面,發(fā)明人考慮了一種增加脫硫溶劑的元素硫負(fù)荷能力的方法。在優(yōu)選的方法中,貧含烴溶劑與元素硫接觸以產(chǎn)生負(fù)載硫的溶劑。最通常地,貧含烴溶劑包含多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分。隨后使負(fù)載硫的溶劑經(jīng)受催化氫化,以將至少一些元素硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,同時(shí)保留至少95%的單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分以如此產(chǎn)生經(jīng)調(diào)理(condit1ned)的溶劑。進(jìn)一步特別優(yōu)選氫化步驟使用鉬催化劑和/或鈷-鉬催化劑在介于50-200 psia的氫氣分壓和使得經(jīng)調(diào)理的溶劑具有高于貧含烴溶劑的元素硫負(fù)荷能力的元素硫負(fù)荷能力的溫度(如介于150° C和350°C)下實(shí)施。
[0011]在另一考慮的方面,單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分通常以介于35的%和55被%之間的量存在于貧含烴溶劑中,且特別優(yōu)選貧含烴溶劑是柴油(如直餾柴油)。在氫化步驟在相對(duì)溫和的條件(如,介于170° C至210° C)下實(shí)施的情況下,催化劑優(yōu)選是鉬催化劑,而更苛刻的氫化(如介于295° C和335°C)可使用鈷-鉬催化劑。因此,還優(yōu)選經(jīng)調(diào)理的溶劑的元素硫負(fù)荷能力比未經(jīng)調(diào)理的貧含烴溶劑的元素硫負(fù)荷能力高至少10%,并更優(yōu)選高至少20%。發(fā)明人進(jìn)一步考慮輕循環(huán)油(LCO)可能是優(yōu)選的備選溶劑,其具有甚至高于直餾柴油的元素硫負(fù)荷能力,可能歸因于LCO的高芳香族化合物含量(其通常在60-85 ?丨%的范圍內(nèi))。如此,預(yù)計(jì)此種LCO是比直餾柴油更優(yōu)選的溶劑。
[0012]因此,從不同的觀點(diǎn)來看,發(fā)明人還考慮了一種改善從含硫產(chǎn)品流脫硫的方法。在此類方法中,經(jīng)調(diào)理的溶劑通過使貧含烴溶劑(優(yōu)選具有多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分)負(fù)載元素硫,以如此產(chǎn)生負(fù)載元素硫的溶劑,該溶劑隨后經(jīng)受催化氫化來形成。最通常地,催化氫化將在負(fù)載硫的溶劑中的至少一些元素硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,同時(shí)保留至少95%的單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分。進(jìn)一步優(yōu)選經(jīng)調(diào)理的溶劑具有比貧含烴溶劑高的元素硫負(fù)荷能力。在此類方法的另一步驟中,使含硫產(chǎn)品流隨后與經(jīng)調(diào)理的溶劑接觸,以產(chǎn)生富溶劑和經(jīng)處理的產(chǎn)品流。
[0013]雖然不限于本發(fā)明主題,但是還考慮了使富溶劑在與用于形成經(jīng)調(diào)理的溶劑的那些實(shí)質(zhì)相同的條件下經(jīng)受催化氫化,和/或元素硫獲自含硫產(chǎn)品流。因此,在催化氫化之后,經(jīng)調(diào)理的溶劑可包含至少20%的富溶劑,或在催化氫化之后甚至全部是富溶劑。如前所述,通常優(yōu)選使用鉬催化劑在介于50-200 psia的氫氣分壓和使得經(jīng)調(diào)理的溶劑具有比貧含烴溶劑的元素硫負(fù)荷能力高(如至少高10%、或至少高20%)的元素硫負(fù)荷能力的溫度下實(shí)施催化氫化。
[0014]因此,發(fā)明人還考慮一種用于從酸氣中脫硫的系統(tǒng)。此類系統(tǒng)將通常包括用于貧溶劑和/或經(jīng)調(diào)理的溶劑的儲(chǔ)存器,其中所述儲(chǔ)存器與產(chǎn)生含硫氣體的井以流體連通,其中含硫氣體和貧溶劑和/或經(jīng)調(diào)理的溶劑之間的接觸產(chǎn)生富溶劑。所考慮的系統(tǒng)進(jìn)一步包含與井和儲(chǔ)存器以流體連通的溶劑加氫器,其中所述加氫器進(jìn)一步包含鉬催化劑和/或鈷-鉬催化劑,并經(jīng)配置以在介于50-200 psia的氫氣分壓下操作,以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)理的溶劑,該溶劑通常具有比貧溶劑大(如,至少大10%)的元素硫負(fù)荷能力。
[0015]最優(yōu)選地,貧溶劑是含烴溶劑,且經(jīng)調(diào)理的溶劑的元素硫負(fù)荷能力比貧含烴溶劑的元素硫負(fù)荷能力至少大10%。此外,一般優(yōu)選其中加氫器包含鉬催化劑,且加氫器經(jīng)配置以在170°C至260°C的溫度下操作。另外,考慮系統(tǒng)還將包括流體耦合在井和加氫器之間的進(jìn)口分離器和溶劑汽提塔。最后,考慮了加氫器和催化劑可操作以將在負(fù)載硫的溶劑中的至少一些元素硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,同時(shí)保留至少95%的多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分。
[0016]由以下優(yōu)選實(shí)施方式的詳述連同附圖(其中類似的數(shù)字代表類似的組分)一起,本發(fā)明主題的各種目標(biāo)、特征、方面和優(yōu)勢(shì)將變得更加顯而易見。
[0017]附圖簡(jiǎn)述
圖1是根據(jù)本發(fā)明主題的示例性設(shè)備構(gòu)造的示意圖。
[0018]圖2的表提供未經(jīng)調(diào)理的溶劑和使用溫和的氫化條件和苛刻的氫化條件的經(jīng)調(diào)理的溶劑的示例性試驗(yàn)結(jié)果。
[0019]圖3A和3B的表提供未經(jīng)調(diào)理的溶劑(3A)和經(jīng)調(diào)理的溶劑(3B)關(guān)于各種硫物質(zhì)的示例性試驗(yàn)結(jié)果。
[0020]詳述
發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)調(diào)理通常用于溶解與酸氣相關(guān)的硫的含烴溶劑將出乎意料地大量增加元素硫負(fù)荷能力。調(diào)理最通常包括首先使溶劑負(fù)載元素硫的步驟,緊接著是溫和的加氫處理過程,該加氫處理過程充分地維持硫中的單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分,但將硫還原成硫化氫。雖然不希望受到任何具體的理論或假說的限制,但是發(fā)明人考慮此類預(yù)調(diào)理步驟產(chǎn)生將在隨后的硫負(fù)載和加氫處理步驟中充當(dāng)元素硫清除組的各種有機(jī)硫化物和/或有機(jī)多硫化物。最顯著地,且如下文更詳細(xì)地描述,此種調(diào)理將使元素硫負(fù)荷能力與未經(jīng)調(diào)理的溶劑相比較增加至少10%,更典型至少20%,且最典型至少25%。
[0021]例如,在使用直餾柴油作為溶劑用于硫溶解的反應(yīng)的一示例性組中,使用兩種不同的催化劑(此處:鉬催化劑用于溫和的條件,且鈷-鉬催化劑用于更加苛刻的條件)來實(shí)施加氫處理過程,以從柴油中作為硫化氫脫除元素硫。柴油摻和高純度(99.5%)元素硫并充分混合。隨后在數(shù)種反應(yīng)器溫度下,使用溫和的還原條件和更苛刻的還原條件對(duì)于摻和溶劑實(shí)施再生反應(yīng)。對(duì)于溫和的反應(yīng),在375°F (191°C)下等溫地操作加氫處理反應(yīng)器,但是基于所選擇催化劑的普遍活性,其它溫度范圍(如介于170° C和260°C)也被視為是合適的。對(duì)于更苛刻的反應(yīng),在600°F (316°C)下等溫地操作加氫處理反應(yīng)器,但是其它溫度范圍(如介于280° C和350° C)也被視為是合適的。進(jìn)行后者流程(run)以模擬在溫和的反應(yīng)條件下高數(shù)量的再生循環(huán)(如大于20個(gè)循環(huán),且更典型地大于30個(gè)循環(huán))對(duì)于溶劑的元素硫負(fù)荷能力的影響。本文的值的范圍的敘述僅意欲充當(dāng)個(gè)別地提及落入所述范圍內(nèi)的各單獨(dú)值的簡(jiǎn)便方法。除非本文另外指出,否則,各單獨(dú)的值好像其經(jīng)本文個(gè)別地?cái)⑹霭惚徊⑷氡菊f明書中。
[0022]更具體而言,使用共享單個(gè)反應(yīng)器爐的四個(gè)不同的混合床催化劑篩選加氫器,并在相同的溫度下操作。四個(gè)反應(yīng)器(Rl至R4)各自可關(guān)于進(jìn)料速率、壓力和進(jìn)氣速率獨(dú)立地操作。Rl和R2負(fù)載第一催化劑CT-1,同時(shí)R3和R4利用不同的催化劑CT-2。
[0023]為各單元提供大約7加侖容量的進(jìn)料供應(yīng)槽。在槽和進(jìn)料系統(tǒng)上維持氮?dú)鈱??10psig),以防止蒸發(fā)及氧氣和水蒸氣的進(jìn)入。各單元還配備進(jìn)料稱量管,其用于測(cè)量進(jìn)入所述單元的每小時(shí)進(jìn)料速率。壓差傳感器(differential pressure cel I)測(cè)量管中的進(jìn)料的重量。重量通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行每小時(shí)記錄,并可用于在本地操作員的控制臺(tái)上顯示。進(jìn)料管通過注入閥手動(dòng)填充。所述管還是蒸汽伴熱的。進(jìn)料速率通過微計(jì)量栗上的行程調(diào)節(jié)來控制。電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)栗是恒速的,因此進(jìn)料速率是行程長(zhǎng)度的函數(shù)。
[0024]將氮?dú)夂蜌錃夤?yīng)至各單元。供應(yīng)氮?dú)庥糜谠趩?dòng)之前從系統(tǒng)中吹掃空氣、初始?jí)毫υ囼?yàn),并用于在關(guān)閉之前從系統(tǒng)中吹掃氫氣。氫氣是標(biāo)準(zhǔn)工藝氣體。供應(yīng)氫氣具有99.999%的純度,并使用時(shí)不稀釋。至反應(yīng)器單元Rl - R4的氫氣壓力通過壓力調(diào)節(jié)器自3,200 psig (221 barg)降低,并用卸壓閥使其免于超壓。
[0025]在流量控制下將通過流量計(jì)測(cè)量的氫氣進(jìn)料至各單元中。氫氣流向反應(yīng)器,其中它遇到液體進(jìn)料。它們一起流經(jīng)預(yù)熱器、反應(yīng)器,并進(jìn)入高壓(HP)分離器。在HP分離器中,氣體和液體分離。氣體在塔頂流出,從分離器至放壓閥(bleed-off valve),所述放壓閥是單元的壓力控制回路的一部分。從這點(diǎn)上,氣體通過放氣氣量計(jì)(bleed-off gas meter)流向氣相色譜取樣系統(tǒng),并至低壓卸料(blow-down)。
[0026]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以六分鐘時(shí)間間隔記錄產(chǎn)品重量。在一小時(shí)時(shí)間間隔(在整點(diǎn)時(shí)刻),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄重量,并計(jì)算物質(zhì)平衡。在所選擇的時(shí)間間隔,如2、4、8、12或24小時(shí)處,使管排入產(chǎn)品罐中。所述產(chǎn)品罐置于通風(fēng)櫥(hood)中,并使氮?dú)夤呐萃ㄟ^柴油,直至脫除所有溶解的硫化氫(如使用濕乙酸鉛試紙所檢測(cè))。
[0027]—旦反應(yīng)器歸屬所述單元,用氮?dú)馔耆祾哒麄€(gè)系統(tǒng)。隨后用氫氣在低壓下完全吹掃所述單元,隨后用氫氣將壓力緩慢增加至450 psig。隨后使所述單元在單元操作壓力下、在0.33 scf/hr下經(jīng)氣體平衡。此類研究的典型結(jié)果總結(jié)在圖2的表中。在類似系列的實(shí)驗(yàn)中,柴油樣品中的各種形式的硫(S8,Sx, RSR)在各種溫度下的溶解度在加氫處理之前(原始的#23)和之后(原始的#11)均進(jìn)行表征,且典型的結(jié)果分別顯示在圖3A和3B的表中。
[0028]如可從以下數(shù)據(jù)和進(jìn)一步的考慮中所得到,應(yīng)理解溫和地再生的溶劑和更苛刻地再生的溶劑二者的元素硫負(fù)荷能力均增加超過原始的、未經(jīng)處理的溶劑。溫和的再生條件導(dǎo)致元素硫負(fù)荷能力的大于25%的增加,而苛刻的再生條件導(dǎo)致元素硫負(fù)荷能力的大于14%的增加。此種增加被認(rèn)為歸因于有機(jī)硫化物和有機(jī)多硫化物的形成,其可在后面的(即,調(diào)理之后)硫負(fù)載事件中參與元素硫結(jié)合。最顯著地,然而,還應(yīng)理解實(shí)施溫和的和苛刻的氫化條件二者以使得單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分的程度未受實(shí)質(zhì)影響(即,大于95%被保留)。因此,用于未經(jīng)調(diào)理的貧溶劑催化劑和溫度的適當(dāng)選擇被視為影響飽和度,并相反地影響元素硫負(fù)荷能力的增加的程度。例如,合適的催化劑包括過渡金屬,例如釕、鈷、鉬、鎳、鎢和/或其任何組合,并且應(yīng)理解催化劑可在或可不在固體支撐體(例如氧化鋁)上供應(yīng)。
[0029]雖然使用具有介于35的%和55wt%2間的單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族含量的直餾柴油,但是應(yīng)理解使用其它溶劑(例如特定的烷烴和烯烴的烴混合物、環(huán)烷烴、鏈烷烴和/或單環(huán)-和/或多環(huán)芳香烴)也可觀察到類似或更大的元素硫負(fù)荷能力的改善。
[0030]因此,并且更一般而言,發(fā)明人還考慮使用上述的調(diào)理方法來增加脫硫溶劑的元素硫負(fù)荷能力的方法。在此類方法中,考慮使貧含烴溶劑首先與元素硫(和/或其它硫物質(zhì),包括各種多硫化物、有機(jī)硫化物等)接觸,以產(chǎn)生負(fù)載硫的溶劑。最通常地,合適的溶劑將具有顯著部分的單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分。例如,單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分的含量可為介于10-20 wt%、20-35 wt%、35-55 wt%或甚至更高。因此,特別合適的溶劑是輕循環(huán)油和包含(優(yōu)選未氫化的)輕循環(huán)油的一個(gè)或更多個(gè)部分的混合物。本文描述的所有方法均可采取任何合適的次序?qū)嵤?,除非本文另外指出或由上下文另外清楚地否認(rèn)。此外,關(guān)于本文某些實(shí)施方式提供的任何和所有實(shí)例,或示例性語言(如“例如”)的使用僅意欲更好地說明本發(fā)明,并且不對(duì)另外要求保護(hù)的發(fā)明的范圍造成限制。本說明書中的語言不應(yīng)解釋為指示對(duì)于本發(fā)明的實(shí)踐必要的任何非要求保護(hù)的元素。
[0031]不管溶劑組合物的特定性質(zhì),考慮隨后使如此負(fù)載硫的溶劑經(jīng)受催化氫化步驟,所述催化氫化步驟使得至少一些元素硫(如至少30%、至少40%、至少60%、至少80%或至少90%)轉(zhuǎn)化成硫化氫,并且保留至少95%的多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分,以如此生產(chǎn)經(jīng)調(diào)理的溶劑。取決于溶劑、催化劑和氫氣分壓,合適的反應(yīng)溫度將介于150° C和350°C。例如,在采用更加活性的催化劑(如,鈷-鉬催化劑)的情況下,合適的溫度將典型地在170° C至210°C的范圍內(nèi)。另一方面,在采用活性更低的催化劑(如,鉬催化劑)的情況下,合適的溫度將典型地在190° C至230° C的范圍內(nèi)。當(dāng)然,應(yīng)理解在合適的氫氣分壓下實(shí)施用以產(chǎn)生經(jīng)調(diào)理的溶劑的氫化反應(yīng),并且在大多數(shù)情況下,合適的氫氣分壓將介于50-200 psiao
[0032]使用此類條件,如此經(jīng)調(diào)理的溶劑的元素硫負(fù)荷能力的增加比在調(diào)理之前的貧含烴溶劑的元素硫負(fù)荷能力至少大10%、至少大20%、或至少大25%。最顯著地,應(yīng)認(rèn)識(shí)到,經(jīng)調(diào)理的溶劑可部分或全部由貧溶劑形成,所述貧溶劑在單獨(dú)的處理步驟中與純?cè)亓蚪佑|,或通過使貧溶劑與來自含硫產(chǎn)品流中的硫接觸。在此種情況下,應(yīng)認(rèn)識(shí)到可將起初由貧溶劑的能力計(jì)算的元素硫負(fù)荷能力調(diào)節(jié)成更高的能力,這提供顯著的材料節(jié)約以及栗送和再生要求的降低。
[0033]因此,并且從不同的觀點(diǎn)來看,發(fā)明人還考慮一種改善從含硫產(chǎn)品流中脫硫的方法,其中經(jīng)調(diào)理的溶劑首先由貧含烴溶劑通過用元素硫(或如上所述的其它含硫物質(zhì))負(fù)載該溶劑來形成。在此種負(fù)載之后,隨后使負(fù)載硫的溶劑經(jīng)受催化氫化,以如此形成經(jīng)調(diào)理的溶劑。如前所述,催化氫化優(yōu)選將在負(fù)載硫的溶劑中的至少一些元素硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,同時(shí)保留至少95%的多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分。在此類方法之后,經(jīng)調(diào)理的溶劑將具有比貧含烴溶劑高(如至少10%,或至少20%)的元素硫負(fù)荷能力。一經(jīng)制備,隨后可使經(jīng)調(diào)理的溶劑與含硫產(chǎn)品流接觸,從而產(chǎn)生富溶劑和經(jīng)處理的產(chǎn)品流。
[0034]應(yīng)指出如此形成的富溶劑可在與用于經(jīng)調(diào)理的溶劑的形成的那些實(shí)質(zhì)相同的條件下經(jīng)受催化氫化。此外,應(yīng)理解用于硫負(fù)載的硫可全部或部分由含硫產(chǎn)品流獲得。因此,在氫化之后,經(jīng)調(diào)理的溶劑可包含至少20%、或至少40%、或至少60%的富溶劑。因此,在一些方面,應(yīng)認(rèn)識(shí)到在催化氫化之后,經(jīng)調(diào)理的溶劑是富溶劑。
[0035]從不同的觀點(diǎn)來看,發(fā)明人還考慮一種用于從酸氣中脫硫的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明主題的一種示例性系統(tǒng)在圖1中示出。這里,將貧溶劑從儲(chǔ)存器中栗送至井場(chǎng),其中它與酸氣混合(從而使至少一部分硫成溶劑化物)并通過井口返回。進(jìn)口分離單元分離高壓(HP)酸氣、低壓(LP)酸氣和產(chǎn)生的水。隨后將負(fù)載硫的富溶劑轉(zhuǎn)移到溶劑汽提塔中,其中在經(jīng)汽提的富溶劑轉(zhuǎn)移至溶劑加氫器之前除去LP酸氣和水。如以上詳細(xì)討論,氫氣與氫化催化劑組合使用,以將元素硫還原成硫化氫氣體,將該硫化氫氣體分離用于另外的處理(如,克勞斯設(shè)備)。將再生溶劑轉(zhuǎn)移到貧溶劑儲(chǔ)存器中以再利用。在本發(fā)明構(gòu)思的系統(tǒng)中,選擇溶劑加氫器內(nèi)的溶劑和條件以改善溶劑使由于加氫處理過程形成的元素硫形成溶劑化物的能力。因此,再生溶劑是用于此種裝置的經(jīng)調(diào)理的溶劑。如將容易理解的,各種各樣的市售加氫處理反應(yīng)器構(gòu)造適合于連同本文的教導(dǎo)來使用。
[0036]因此,本發(fā)明構(gòu)思的另一方面是具有改善的硫能力的再生溶劑用于降低酸氣的硫含量的用途。此種再生溶劑可通過以下方式來生產(chǎn):使溶劑暴露于酸氣(或其它硫來源),并允許至少一部分含在其中的元素硫形成溶劑化物,以生產(chǎn)富溶劑。該富溶劑可在經(jīng)選擇的條件下經(jīng)受催化氫化以將富溶劑內(nèi)的至少一部分元素硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,以增加如此再生的貧溶劑的對(duì)于元素硫的能力。如上所述,合適的溶劑包括烴混合物、環(huán)烷烴、鏈烷烴和芳香烴。在本發(fā)明構(gòu)思的優(yōu)選的實(shí)施方式中,所述溶劑是柴油或輕循環(huán)油。此類再生溶劑可具有比再生之前的相應(yīng)的溶劑高約5%、約10%、約15%、約20%、約25%、約35%、約50%和/或大于約50%的元素硫負(fù)荷能力。
[0037]對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)顯而易見的是除了已經(jīng)描述的那些之外,更多的不偏離本文的發(fā)明構(gòu)思的改進(jìn)是可能的。因此,本發(fā)明的主題不受限制,除了在所附的權(quán)利要求書的精神中。此外,在解釋說明書和權(quán)利要求書二者時(shí),所有的術(shù)語都應(yīng)以與上下文一致的可能最廣泛的方式來解釋。特別地,術(shù)語“包含” (“comprises”和“comprising”)應(yīng)解釋為以非排它的方式提及元素、組分或步驟,表明所引用的元素、組分或步驟可與未明確引用的其它元素、組分或步驟一起存在、或利用、或組合。最后,如在說明書中和隨后的權(quán)利要求書通篇所使用的,“一” (“a,” “an,”)和“所述” (“the”)的意義包括復(fù)數(shù)指示對(duì)象,除非上下文另外清楚地規(guī)定。同樣,如本文說明書中所使用,“在……中”的意義包括“在……中”和“在……上”,除非上下文另外清楚地規(guī)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種增加脫硫溶劑的元素硫負(fù)荷能力的方法,所述方法包括: 使貧含烴溶劑與元素硫接觸,以如此生產(chǎn)負(fù)載硫的溶劑,其中所述貧含烴溶劑包含多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分; 使所述負(fù)載硫的溶劑經(jīng)受催化氫化步驟,所述催化氫化步驟將至少一些所述元素硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,并保留至少95%的所述多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分,以如此生產(chǎn)經(jīng)調(diào)理的溶劑;且 其中所述氫化步驟使用鉬催化劑和/或鈷-鉬催化劑在介于50-200 psia的氫氣分壓和使得所述經(jīng)調(diào)理的溶劑具有高于所述貧含烴溶劑的所述元素硫負(fù)荷能力的元素硫負(fù)荷能力的溫度下實(shí)施。2.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述貧含烴溶劑中的所述單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分以介于35 wt°/4P85 wt%的量存在。3.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述貧含烴溶劑是柴油或輕循環(huán)油。4.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述氫化步驟在介于150°C和350° C的溫度下實(shí)施。5.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述氫化步驟在170°C至210°C的溫度下實(shí)施,且其中所述催化劑是所述鉬催化劑,或其中所述氫化步驟在295° C至335°C的溫度下實(shí)施,且其中所述催化劑是所述鈷-鉬催化劑。6.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述經(jīng)調(diào)理的溶劑的元素硫負(fù)荷能力比所述貧含烴溶劑的元素硫負(fù)荷能力高至少10%。7.權(quán)利要求1所述的方法,其中所述經(jīng)調(diào)理的溶劑的元素硫負(fù)荷能力比所述貧含烴溶劑的元素硫負(fù)荷能力高至少20%。8.一種改善從含硫產(chǎn)品流脫硫的方法,所述方法包括: 通過用元素硫負(fù)載具有多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分的貧烴溶劑以生產(chǎn)負(fù)載硫的溶劑,并通過所述負(fù)載硫的溶劑的催化氫化來形成經(jīng)調(diào)理的溶劑; 其中所述催化氫化將所述負(fù)載硫的溶劑中的至少一些所述元素硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,同時(shí)保留至少95%的所述多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分,且其中所述經(jīng)調(diào)理的溶劑具有高于所述貧含烴溶劑的元素硫負(fù)荷能力;和 使所述含硫產(chǎn)品流與所述經(jīng)調(diào)理的溶劑接觸,以生產(chǎn)富溶劑和經(jīng)處理的產(chǎn)品流。9.權(quán)利要求8所述的方法,其進(jìn)一步包括使所述富溶劑在與用于形成所述經(jīng)調(diào)理的溶劑的那些實(shí)質(zhì)相同的條件下經(jīng)受催化氫化的步驟。10.權(quán)利要求8所述的方法,其中所述元素硫由所述含硫產(chǎn)品流獲得。11.權(quán)利要求8所述的方法,其中在催化氫化之后,所述經(jīng)調(diào)理的溶劑包含至少20%的所述富溶劑。12.權(quán)利要求8所述的方法,其中在催化氫化之后,所述經(jīng)調(diào)理的溶劑是所述富溶劑。13.權(quán)利要求8所述的方法,其中所述催化氫化使用鉬催化劑和/或鈷-鉬催化劑在介于50-200 psia的氫氣分壓和使得所述經(jīng)調(diào)理的溶劑具有高于所述貧含烴溶劑的所述元素硫負(fù)荷能力的元素硫負(fù)荷能力的溫度下實(shí)施。14.權(quán)利要求13所述的方法,其中所述經(jīng)調(diào)理的溶劑的所述元素硫負(fù)荷能力比所述貧含烴溶劑的所述元素硫負(fù)荷能力高至少10%。15.權(quán)利要求8所述的方法,其中所述經(jīng)調(diào)理的溶劑的所述元素硫負(fù)荷能力比所述貧含烴溶劑的所述元素硫負(fù)荷能力高至少20%。16.一種用于從酸氣中脫硫的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包含: 用于貧溶劑和經(jīng)調(diào)理的溶劑中至少一種的儲(chǔ)存器,其中所述儲(chǔ)存器與包含含硫氣體的井以流體連通,其中所述含硫氣體和所述貧溶劑和/或經(jīng)調(diào)理的溶劑之間的接觸產(chǎn)生富溶劑; 與所述井和所述儲(chǔ)存器以流體連通的溶劑加氫器,且其中所述溶劑加氫器包含鉬催化劑和/或鈷-鉬催化劑,并經(jīng)配置以在介于50-200 psia的氫氣分壓下操作,以生產(chǎn)所述經(jīng)調(diào)理的溶劑;且 其中所述經(jīng)調(diào)理的溶劑具有高于所述貧溶劑的元素硫負(fù)荷能力。17.權(quán)利要求16所述的系統(tǒng),其中所述貧溶劑是含烴溶劑,且其中所述經(jīng)調(diào)理的溶劑的所述元素硫負(fù)荷能力比所述貧含烴溶劑的所述元素硫負(fù)荷能力高至少10%。18.權(quán)利要求16所述的系統(tǒng),其中所述加氫器包含鉬催化劑,并經(jīng)配置以在170°C至210° C的溫度下操作,或其中所述加氫器包含鈷-鉬催化劑,并經(jīng)配置以在295° C至335° C的溫度下操作。19.權(quán)利要求16所述的系統(tǒng),其進(jìn)一步包含流體耦合在所述井和所述加氫器之間的進(jìn)口分離器和溶劑汽提塔。20.權(quán)利要求16所述的系統(tǒng),其中可操作所述加氫器和所述催化劑以將在所述負(fù)載硫的溶劑中的至少一些所述元素硫轉(zhuǎn)化成硫化氫,同時(shí)保留至少95%的多種單環(huán)芳香族和多環(huán)芳香族組分。
【文檔編號(hào)】C09K8/532GK105934494SQ201480066606
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2014年10月7日
【發(fā)明人】C.格雷厄姆, G.雅各布斯, J.卡夫雷拉, G.阿爾賈扎
【申請(qǐng)人】氟石科技公司