用于優(yōu)化從流體除去可凝結組分的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及自展示正的焦耳-湯姆遜（Joule-Thomson)作用的流體混合物除去可 凝結物，且更具體而言，本發(fā)明涉及自酸性氣流除去（例如）水以使其中最小程度地形成液 態(tài)水或基本上消除液態(tài)水的形成，以便氣流中最小程度地腐蝕和形成水合物，進行運輸和 注入以供封存。還提供關于改進和增強烴回收的討論。
【背景技術】
[0002] 氣流，諸如由石油加工或燃燒過程產生的那些氣流，常含有在與水混合時形成酸 的氣體。所述氣體典型地稱作"酸性氣體"。由石油加工產生的最常見的天然產生的酸性氣 體是硫化氫（H 2S)和二氧化碳（CO2)。源自燃燒/氧化/熱解過程的典型酸性氣體是二氧 化碳（CO 2)、二氧化硫（SO2)和氮氧化物（NO、NO2)。
[0003] 酸性氣體典型地含有水。天然產生的酸性氣體常以容器中的水飽和且源自燃燒的 氣體與在燃燒期間由氫和氧反應形成的水共存。實際上所有酸性氣體最終都在除去或純化 酸性氣體過程期間的某個點以水蒸氣飽和而結束。在規(guī)定范圍內降低含有水的酸性氣體的 溫度或增加其壓力（諸如在酸性氣體通過壓縮器時發(fā)生的情形）將導致一些水從氣體凝結 成液相。在仍高于水凝固點的某一溫度下，水和酸性氣體可能開始形成"固體樣"結構，稱 為氣體水合物。水合物開始形成的溫度稱為水合物形成溫度（HFT)，此溫度根據(jù)混合物的壓 力、組成和水含量而變化。水合物是水和小分子的物理組合，產生具有"冰樣"外觀、但具備 不同于冰的特性和結構的化合物。水合物也可以稱為氣體包合物。水合物因其可導致熱傳 遞降低、過量壓力下降、堵塞、生產中斷而存在問題而且受到安全關注。
[0004] 任何氣體系統(tǒng)中形成含水相都是不利的，因為這促使腐蝕，可導致形成氣體水合 物且可導致機械和操作問題。含水相在酸性氣體系統(tǒng)中尤其不利，因為得到的含水相將具 酸性，導致腐蝕率顯著增加且通常比非酸性氣體產生更高的HFT。
[0005] 表A說明在水中不同濃度的酸性氣體組分下，在軟鋼中發(fā)生的腐蝕程度。
[0006] 轟1
[0007] 水中的二氧化碳和其他氣體對軟鋼的腐蝕*
[0008]
【主權項】
1. 一種用于從含有可凝結組分的流體中除去可凝結組分的方法，其包括： 通過熱交換來優(yōu)化包括所述可凝結組分的初始原料流的溫度并冷卻以使來自其中的 液體凝結，且除去所述液體以形成氣流； 在冷卻后壓縮所述氣流以形成高壓流； 使一部分高壓流膨脹以形成冷卻的低壓流； 將所述冷卻的低壓流與所述初始原料流混合以增強所述初始原料流中可凝結組分的 冷卻和凝結。
2. 如權利要求1所述的方法，其包括在多個熱交換器中連續(xù)熱交換以優(yōu)化所述流中的 能量存留，伴隨再循環(huán)質量的下降。
3.如權利要求1至3中任一項所述的方法，其中所述熱交換器包括多個平行的熱交換 器以用于優(yōu)化所述流中的能量存留且減少再循環(huán)的量。
4.如權利要求3所述的方法，其中所述優(yōu)化所述能量的步驟包括在形成水合物以外的 溫度范圍內操作所述方法。
5.如權利要求1至5中任一項所述的方法，其中通過氣-液熱交換操作進行所述熱交 換。
6. 如權利要求1至6中任一項所述的方法，其中通過氣-液熱交換操作、接著通過 氣-氣熱交換操作進行所述熱交換。
7.如權利要求1至7中任一項所述的方法，其中通過氣-液熱交換操作與氣-氣熱交 換操作平行進行所述熱交換。
8. 如權利要求1至8中任一項所述的方法，其中通過氣-液熱交換操作進行所述熱交 換。
9.如權利要求1至9中任一項所述的方法，其另外包括對所述原料流進行處理以進行 水含量減少單元操作的步驟。
10. 如權利要求6所述的方法，其另外包括從由所述方法產生的所述流回收烴。
11. 如權利要求1至11中任一項所述的方法，其另外包括從由所述方法產生的所述流 回收酸性氣體組分。
12. 如權利要求10所述的方法，其另外包括使所述酸性氣體組分再循環(huán)。
13.如權利要求1至13中任一項所述的方法，其中所述流體具有正的焦耳-湯姆遜系 數(shù)。
14.如權利要求1至14中任一項所述的方法，其中所述可凝結組分包括C5H1JP較重的 烴。
15.如權利要求1至15中任一項所述的方法，其另外包括向所述流體中加入水合物抑 制劑的任選步驟。
16.如權利要求16所述的方法，其中所述水合物抑制劑是甲醇。
17. -種用于從含有可凝結組分的流體中除去可凝結組分的方法，其包括： 通過熱交換來優(yōu)化包括所述可凝結組分的初始原料流的溫度并冷卻以使來自其中的 液體凝結，且除去所述液體以形成氣流； 壓縮以及冷卻所述氣流后以形成高壓流； 使一部分高壓流膨脹以形成冷卻的低壓流； 將所述冷卻的低壓流與所述初始原料流混合以增強所述初始原料流中可凝結組分的 冷卻和凝結，從而形成混合物； 將所述混合物分離成液流和氣流；且 使所述液流和所述氣流通過氣-液熱交換操作、接著通過氣-氣熱交換操作與初始原 料流接觸進行熱交換。
18. 如權利要求17所述的方法，其包括確定所述初始燃料流的烴和水含量的步驟。
19. 如權利要求17或18所述的方法，其另外包括在形成水合物以外的溫度范圍內操作 所述方法的步驟。
20. 如權利要求17至19中任一項所述的方法，其另外包括對所述原料流進行處理以進 行水含量減少單元操作的步驟。
21. 如權利要求17至20中任一項所述的方法，其另外包括從由所述方法產生的所述流 回收烴。
22. 如權利要求17至21中任一項所述的方法，其另外包括從由所述方法產生的所述流 回收酸性氣體組分。
23. 如權利要求22所述的方法，其另外包括使所述酸性氣體組分再循環(huán)。
24. 如權利要求17至23中任一項所述的方法，其中所述流體具有正的焦耳-湯姆遜系 數(shù)。
25. 如權利要求17至24中任一項所述的方法，其中所述可凝結組分包括C 5H12和較重 的烴。
26. 如權利要求17至25中任一項所述的方法，其另外包括向所述流體中加入水合物抑 制劑的任選步驟。
27. 如權利要求17至26中任一項所述的方法，其中所述水合物抑制劑是甲醇。
【專利摘要】一種用于從含有可凝結組分的流體中除去可凝結組分的方法。此方法涉及通過熱交換來優(yōu)化包括可凝結組分的初始原料流的溫度并冷卻以使來自其中的液體凝結。除去液體以形成氣流，然后將氣流壓縮且后冷卻以形成高壓流。使一部分高壓流膨脹形成冷卻的低壓流，將低壓流與初始原料流混合以增強初始原料流中可凝結組分的冷卻和凝結。所述方法的特征在于，在將冷卻的低壓流與初始原料流混合后，將形成的混合物分離成液流和氣流。液流和氣流分別在氣-液熱交換器和氣-氣熱交換器中與初始原料流接觸。
【IPC分類】B01D53-52, B01D53-44, B01D5-00
【公開號】CN104812454
【申請?zhí)枴緾N201380048433
【發(fā)明人】韋恩·麥凱, 詹姆斯·馬多克斯
【申請人】液化天然氣工程有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2013年9月17日
【公告號】CA2790182A1, CA2790182C, EP2895245A1, WO2014075176A1