[go: up one dir, main page]

CN111655356A - 用于从酸气物流去除酸性气体的系统和方法 - Google Patents

用于从酸气物流去除酸性气体的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111655356A
CN111655356A CN201980010604.5A CN201980010604A CN111655356A CN 111655356 A CN111655356 A CN 111655356A CN 201980010604 A CN201980010604 A CN 201980010604A CN 111655356 A CN111655356 A CN 111655356A
Authority
CN
China
Prior art keywords
amine
phase change
change material
liquid
acid gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980010604.5A
Other languages
English (en)
Inventor
纪尧姆·罗伯特·让-弗朗索瓦·雷内尔
狄博特·塔里克·维莱特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saudi Arabian Oil Co
Original Assignee
Saudi Arabian Oil Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saudi Arabian Oil Co filed Critical Saudi Arabian Oil Co
Publication of CN111655356A publication Critical patent/CN111655356A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1425—Regeneration of liquid absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1412—Controlling the absorption process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1462—Removing mixtures of hydrogen sulfide and carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1456—Removing acid components
    • B01D53/1475—Removing carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/1493—Selection of liquid materials for use as absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L3/00—Gaseous fuels; Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by subclass C10G, C10K; Liquefied petroleum gas
    • C10L3/06—Natural gas; Synthetic natural gas obtained by processes not covered by C10G, C10K3/02 or C10K3/04
    • C10L3/10—Working-up natural gas or synthetic natural gas
    • C10L3/101—Removal of contaminants
    • C10L3/102—Removal of contaminants of acid contaminants
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/202—Alcohols or their derivatives
    • B01D2252/2023—Glycols, diols or their derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20405—Monoamines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20431—Tertiary amines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20478—Alkanolamines
    • B01D2252/20484—Alkanolamines with one hydroxyl group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/20—Organic absorbents
    • B01D2252/204—Amines
    • B01D2252/20478—Alkanolamines
    • B01D2252/20489—Alkanolamines with two or more hydroxyl groups
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/50—Combinations of absorbents
    • B01D2252/504—Mixtures of two or more absorbents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2252/00—Absorbents, i.e. solvents and liquid materials for gas absorption
    • B01D2252/60—Additives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/65—Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology
    • B01D2259/655—Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology using heat storage materials
    • B01D2259/657—Employing advanced heat integration, e.g. Pinch technology using heat storage materials using latent heat, e.g. with phase change materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/12—Regeneration of a solvent, catalyst, adsorbent or any other component used to treat or prepare a fuel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L2290/00—Fuel preparation or upgrading, processes or apparatus therefore, comprising specific process steps or apparatus units
    • C10L2290/54—Specific separation steps for separating fractions, components or impurities during preparation or upgrading of a fuel
    • C10L2290/541—Absorption of impurities during preparation or upgrading of a fuel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

提供用于从酸气物流去除酸性气体的方法和相关联的系统的实施例。所述方法包括(1)在吸收器中以与封装相变材料和被配置成从所述酸气物流吸收所述酸性气体的贫胺类吸附剂液体逆流的布置传递所述酸气物流；(2)分离富胺类吸附剂液体和所述封装相变材料；(3)将所述富胺类吸附剂液体传递到胺再生器，其中加热所述富胺类吸附剂液体以释放所吸收的酸气并且再生所述贫胺类吸附剂液体；和(4)将所述封装相变材料和再生的贫胺类吸附剂液体传递通过冷却器，以降低所述封装相变材料的温度，使得在所述封装相变材料中的所述相变材料凝固。

Description

用于从酸气物流去除酸性气体的系统和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年2月6日提交的美国临时申请序列第15/889,522号的权益，所述申请以引用的方式并入本文中。
技术领域
本公开的实施例大体上涉及用于从酸气物流去除酸性气体的方法和系统，并且更具体地涉及用封装相变材料维持工艺的热控制。
背景技术
胺气处理(也被称为胺洗涤、气体脱硫和酸性气体去除)为使用各种胺的水溶液从酸气物流去除硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)和其它酸性气体的工艺。这是炼油厂、石化厂、天然气加工厂和其它行业中常用的单元工艺。胺气处理存在于各种工业中，因为天然气在从地下取出时，通常包含H2S和CO2。然而，期望在将天然气用于另外的过程之前去除那些成分，因为它们可引起不期望的副反应、腐蚀工艺管道或导致其它不期望的结果。胺气处理在期间，在工艺中使用的水溶液的温度由于放热处理反应而温度升高。如果不控制，胺气处理系统的温度可升高到不期望的点，导致工艺低效率，设备损坏，处理速度受限，或其它不期望的结果。当前胺气处理工艺在其控制工艺中使用的水溶液的温度升高的能力方面受到限制。
发明内容
持续需要从酸气物流去除酸性气体的方法和相关系统，并且更具体地，维持酸性气体去除工艺的热控制的方法和相关系统。在用于酸性气体去除的系统中包括封装相变材料提供额外的温度控制和稳定性。
根据一个实施例，提供从酸气物流去除酸性气体的方法。方法包括提供贫胺类吸附剂液体，其中贫胺类吸附剂液体为被配置成从酸气物流吸收酸性气体的胺类吸附剂液体，和提供封装相变材料，其中封装相变材料为封装在熔点超过相变材料的熔点的聚合物或无机物壳中的在加热时从固体相变成液体相的相变材料。方法另外包括(1)在吸收器中以与贫胺类吸附剂液体和封装相变材料逆流的布置传递酸气物流，其中贫胺类吸附剂液体从酸气物流吸收酸性气体，以形成富胺类吸附剂液体，并且封装相变材料吸收通过从贫胺类吸附剂液体转化成富胺类吸附剂液体的反应热释放的能量的至少一部分；(2)分离富胺类吸附剂液体和封装相变材料，以生成富胺类吸附剂液体物流和封装相变材料浆液；(3)将富胺类吸附剂液体物流传递到胺再生器，其中加热富胺类吸附剂液体以释放吸收的酸气并且再生贫胺类吸附剂液体；(4)将与富胺类吸附剂液体分离的封装相变材料浆液和来自胺再生器的贫胺类吸附剂液体传递通过冷却器，以降低封装相变材料和贫胺类吸附剂液体的温度，使得在封装相变材料中的相变材料凝固；和(5)用来自步骤(4)的冷却的封装相变材料和贫胺类吸附剂液体重复步骤1到4。
在另外的实施例中，提供用于从连续流动工艺中的酸气物流去除酸性气体的系统。系统包括包含酸气入口、贫胺类吸附剂液体入口、净气出口和富胺类吸附剂液体出口的胺类吸收器；具有在富胺类吸附剂液体出口处流体地连接到胺类吸收器的入口的分离器；流体地连接到分离器的胺再生器；和流体地连接到分离器和胺再生器的冷却器。在贫胺类吸附剂液体入口处将被配置成从酸气物流吸收酸性气体的贫胺类吸附剂液体和封装相变材料提供到胺类吸收器，其中封装相变材料为封装在熔点超过相变材料的熔点的聚合物或无机物壳中的在加热时从固体相变成液体相的材料。在酸气入口处将酸气以酸气物流的形式提供到胺类吸收器，并且在胺类吸收器中以与贫胺类吸附剂液体和封装相变材料逆流的布置传递酸气物流，使得贫胺类吸附剂液体从酸气物流吸收酸性气体，以形成富胺类吸附剂液体，并且封装相变材料吸收通过从贫胺类吸附剂液体转化成富胺类吸附剂液体的反应热释放的能量的至少一部分。另外，去除具有酸性气体的酸气物流，以形成净气物流，所述净气物流在净气出口处从胺类吸收器排出。将具有吸收的酸性气体的富胺类吸附剂液体和封装相变材料从胺类吸收器的富胺类吸附剂液体出口导引到分离器。此外，分离器被配置成分离富胺类吸附剂液体和封装相变材料，以生成富胺类吸附剂液体物流和封装相变材料浆液，其中将富胺类吸附剂液体导引到胺再生器，并且将封装相变材料浆液导引到冷却器。胺再生器从富胺类吸附剂液体去除酸性气体，以再生贫胺类吸附剂液体，并且来自胺再生器的贫胺类吸附剂液体与来自分离器的封装相变材料浆液再组合，然后通过冷却器，以降低封装相变材料和贫胺类吸附剂液体的温度，使得在封装相变材料中的相变材料凝固。最后，将来自冷却器的封装相变材料和贫胺类吸附剂液体导引回到胺类吸收器并且通过贫胺类吸附剂液体入口进料。
本文所描述的实施例的附加特征和优点将在下文的具体实施方式中进行阐述，并且将部分地由所属领域技术人员从所述描述而容易地清楚或通过实践本文所描述的实施例(包括下文的具体实施方式、权利要求书以及附图)而认识到。
应理解，前述一般描述和以下详细描述都描述了各种实施例，并且旨在提供用于理解所要求的主题的性质和特征的概述或框架。包括附图以提供对各种实施例的进一步理解并且将附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。附图说明本文所描述的各种实施例，并且与实施方式一起用于解释所要求保护主题的原理和操作。
附图说明
图1A为标准胺类吸收工艺的代表性温度曲线。
图1B为根据本公开的一个或多个实施例在具有封装相变材料的增强的胺类吸收工艺中的代表性温度曲线。
图2为根据本公开的一个或多个实施例在存在封装相变材料的情况下单乙醇胺(MEA)与二氧化碳的吸收反应的示意性说明。
图3为在胺类酸气去除系统中的通用吸收器的示意性说明。
图4为对于95mol％干燥氮气中的5mol％二氧化碳(CO2)或95mol％干燥氮气中的5mol％硫化氢的物流的各种胺的负载能力随温度变化的图。
图5为对于90mol％的湿净气(～0.5mol％水蒸气)中7mol％CO2和3mol％H2S的物流的各种胺的图。
图6A为在图3的通用吸收器以的标准胺类吸收工艺的代表性温度曲线。
图6B为在其中增加中间冷却器级的图3的通用吸收器中的标准胺类吸收工艺的代表性温度曲线。
图6C为根据本公开的一个或多个实施例在其中增加封装相变材料的图3的通用吸收器中的增强的胺类吸收工艺的代表性温度曲线。
图7为根据本公开的一个或多个实施例用于从连续流动工艺中的酸气物流去除酸性气体的系统的工艺流程图。
图8为根据本公开的一个或多个实施例用于从连续流动工艺中的酸气物流去除酸性气体的系统的工艺流程图。
图9为根据本公开在将CO2引入到单乙醇胺溶液和具有封装相变材料的单乙醇胺溶液时温度相对于时间升高的图。
具体实施方式
现在将详细参考本公开的从酸气物流去除酸性气体方法和相关联的系统的实施例。
酸气为含有大量硫化氢(H2S)或其它酸性气体(例如二氧化碳)的天然气或任何其它气体，希望在将天然气用于进一步操作之前将其除去。具有消除或减少到小于阈值的酸性气体的酸气被称为净气。酸性气体对石油和天然气工业中的操作有害，干扰天然气的期望利用。举例来说，酸性气体可干扰化学反应或天然气的简单燃烧。此外，在天然气中存在酸性气体可对在利用期间接触的管道和其它工艺系统具有腐蚀性到其它不期望的作用。如此，在本公开中提供的从酸气物流去除酸性气体的方法和相关联的系统通过从提供的酸气物流消除酸性气体提高收集的酸气的可用性。
从酸气去除酸性物气体可使用吸收工艺实现。吸收工艺利用传质操作，其中酸性气体，如二氧化碳或硫化氢借助于其中溶质气体近乎可溶的液体从酸气吸收。在石油和天然气工业中，常见的吸收过程为胺类工艺，所属领域的技术人员也称为“胺处理”或“胺洗涤”。在胺类工艺中，胺溶液直接或间接与酸气接触，以允许吸收其中用于去除的酸性气体。
用于从酸气物流去除酸性气体的胺类工艺具有作为吸收工艺的一部分的在胺溶液和酸性气体之间的放热反应的不期望的作用。放热反应导致在从酸气物流吸收和移出更多酸性气体时胺溶液的温度随时间升高。本公开克服由于放热反应工艺的温度升高，其中将封装相变材料添加到胺溶液，以控制和调节任何温度升高。
从酸气物流去除酸性气体的方法包括提供贫胺类吸附剂液体和封装相变材料。贫胺类吸附剂液体为被配置成从酸气物流吸收酸性气体的胺类吸附剂液体。此外，封装相变材料为封装在聚合物或无机物的壳中的在加热时从固体相变成液体的材料。壳的熔点超过相变材料的熔点，以允许相变材料变相同时被完整的壳层保留。在吸收器中以与贫胺类吸附剂液体和封装相变材料逆流的布置传递酸气。贫胺类吸附剂液体从酸气物流吸收酸性气体，以形成富胺类吸附剂液体，并且封装相变材料吸收通过从贫胺类吸附剂液体转化成富胺类吸附剂液体的反应热释放的能量的至少一部分。随后，基本上分离富胺类吸附剂液体和封装相变材料。将富胺类吸附剂液体进一步传递到再生器，其中加热富胺类吸附剂液体以释放吸收的酸气并且再生贫胺类吸附剂液体。使与富胺类吸附剂液体分离的封装相变材料和来自再生器的贫胺类吸附剂液体通过冷却器，以降低封装相变材料和贫胺类吸附剂液体的温度，使得在封装相变材料中的相变材料凝固。冷却的贫胺类吸附剂液体和封装相变材料可然后返回到吸收器，以重复所公开的工艺。
相变材料(PCM)为在熔融和冻结的过程期间吸收和释放热能物质。当PCM冻结时，它在相对恒定的温度下释放大量以潜热形式的能量。相反，当这类材料熔融时，它从环境吸收大量热量。PCM随环境温度变动再补给，使它们适用于需要温度控制的胺类吸收器系统中。
在一个或多个实施例中，封装相变材料包含封装在聚合物或无机物的壳中的中心芯材料。中心芯材料在加热时从固体相变成液体相，并且为PCM。壳的熔点超过核的相变材料的熔点。不同熔点温度使核的相变材料吸收热能从固体转变成液体，而外壳材料仍然是固体，以封装和限定处于液态的核的相变材料。
已经开发用于在-40℃到高于150℃的宽范围的温度使用的PCM。它们通常每单位体积比如水、砖石或岩石的材料存储多5到14倍热量，允许从胺类吸附剂液体吸收大量热量。在各种热量储存选项中，PCM为特别地有吸引力的，因为它们提供高密度能量储存并且在窄温度范围内存储热量。
在一个或多个实施例中，封装相变材料的相变材料的熔化温度可在40℃到100℃的范围内。在各种另外的实施例中，封装相变材料的相变材料的熔化温度可在50℃到90℃、55℃到85℃，或60℃到80℃的范围内。还可选择相变材料的熔化温度以与在吸收器的出口处的富胺类吸附剂液体的优选的最大温度对应，以维持胺类吸附剂液体处于优选的最大温度。举例来说，封装相变材料的熔化温度可为75℃到85℃或大约80℃。举例来说，富胺类吸附剂液体的温度可维持处于或低于85℃、处于或低于80℃、处于或低于75℃，或处于或低于70℃。维持胺类吸附剂液体低于优选的最大温度控制不合格产品产量，因过热的紧急停工，和减少因高温的潜在腐蚀。在另外的实施例中，可选择相变材料的熔化温度以与在吸收器的入口处进料的贫胺类吸附剂液体的优选的温度对应，由此对于整个吸收器工艺，保持胺类吸附剂液体处于进料温度。举例来说，封装相变材料的熔化温度可为55℃到65℃或大约60℃，以与贫胺类吸附剂液体的进料温度对应。
在一个或多个实施例中，封装相变材料可具有基本上球形几何形状。封装相变材料的平均直径可在10到10,000微米(μm)的范围内，其中在10到1,000μm范围内的那些被称为微封装相变材料(microPCM)，并且在1,000到10,000范围内的那些被称为大封装相变材料(macroPCM)。在本公开中，微封装相变材料和大封装相变材料普遍地表示为mPCM或封装相变材料。可使用扫描电子显微法测量(SEM)对统计上代表整体mPCM的mPCM样品的群体的封装相变材料的平均直径。。
封装相变材料的核和壳配置提供被具有较高熔点的壳材料环绕的PCM的核。在各种实施例中，核与壳比率可从60:40到95:5。在具体实施例中，其中封装相变材料通常具有80％到85％核和20％到15％壳的比率。
封装相变材料可包括具有期望熔融温度的任何相变材料的核。在表1、表2、表3，和表4中提供熔融温度在45℃到70℃的范围内的相变材料的非限制性实例。在Zalba,Belén等人具有相变的热能储存的综述：材料、热传输和应用分析(Review on Thermal EnergyStorage with Phase Change:Materials,Heat Transfer Analysis and Applications)《应用热工程(Applied Thermal Engineering)》23(2003)251-283中提供相变材料的更庞大的列表和描述，其内容以引用的方式并入本文中。
表1：无机相变材料
Figure BDA0002607046900000081
表2：有机相变材料
Figure BDA0002607046900000082
表3：市售相变材料
Figure BDA0002607046900000091
表4：脂肪酸相变材料
Figure BDA0002607046900000092
封装相变材料可包括具有适当耐化学性并且熔点超过工作环境的的任何材料的壳。外壳材料的非限制性实例包括低密度聚乙烯、乙烯乙酸乙烯酯、二氧化钛、二氧化硅、聚氨酯、脲/甲醛、三聚氰胺/甲醛、聚苯乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯。
胺类吸收工艺利用胺类吸附剂液体完成吸收工艺。在一个或多个实施例中，胺类吸附剂液体可为胺水溶液。在各种实施例中，胺类吸附剂液体可为单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二甘醇胺(DGA)、二异丙醇胺(DIPA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、三乙醇胺(TEA)、哌嗪(PZ)和2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)中的一种或多种。
胺类吸附剂液体和在酸气物流中的酸性物气体的相互作用导致放热反应。吸收反应的放热程度可根据吸收的具体酸性气体和用于胺类吸附剂液体中的具体胺而不同。具体地说，反应热大体上从伯胺到叔胺逐渐减少。
在胺类吸附剂液体的温度因由于吸收酸性气体组分用于从贫胺类吸附剂液体转化成富胺类吸附剂液体的反应热增加时，封装相变材料吸收释放的放热能量。具体地说，核的相变材料从周围的胺类吸附剂液体吸收热能，导致将热能封存为从固体转变成液体所需要的热量(熔化热)。此现象使胺类吸附剂液体的温度维持处于或低于核的相变材料的熔融温度，直到所有封装相变材料已从固体转变成液体。
参考图1A和1B，在代表性温度曲线中说明包括封装相变材料的作用。每个温度曲线代表每个温度曲线下方图示宽度上的温度。图1A提供在第一方向上的胺类吸附剂液体和在第二方向上的H2S和CO2(酸性气体)的逆流的图示以及代表性温度曲线。由于从贫胺类吸附剂液体转化成富胺类吸附剂液体的反应热释放的热能导致温度上升到升高水平。相反，图1B提供在第一方向上的胺类吸附剂液体和在第二方向上的H2S和CO2(酸性气体)以及封装相变材料的逆流的图示以及代表性温度曲线。由于从贫胺类吸附剂液体转化成富胺类吸附剂液体的反应热释放热能导致温度上升到升高水平，但是温度提高为温和的并且可通过包括封装相变材料具体控制或限制。
参考图2，说明胺类吸附剂液体对酸性气体的实例吸收反应。具体地说，示出通过MEA对CO2的吸收以及所得产物。图2另外说明在封装相变材料的核中的PCM由于吸收反应过程的反应热从固态转变成液态。由于PCM从固体到液体的相变夹带由潜在放热反应产生的热量，在图2中说明的特定吸收反应的吸收焓的变化(ΔHabs)为大约0kJ/mol。不存在PCM的吸收反应将具有81kJ/mol CO2的ΔHabs。
在其中胺类吸附剂液体和酸性气体对接的吸收器内的温度为用于从酸气物流去除酸性气体的胺类工艺的重要因素，因为它直接影响胺类吸附剂液体的负载能力和工艺设备的腐蚀速率。胺类吸附剂液体的负载能力为每摩尔胺可吸收的酸性气体摩尔数的量度。在高温下，包括胺降解、稳定盐的形成、腐蚀和酸性气体捕获的减少的有害的影响为主要的。此外，在胺类吸附剂液体和酸性气体之间的吸收过程在低或环境温度下比在高温下更有效。在传统的胺类酸性气体去除系统中，在吸收器的顶部处温度通常在35℃-50℃之间。在传统的胺类酸性气体去除系统中，在吸收器的底部处的温度通常在80℃-90℃之间，其中温度因放热吸收反应升高。
在吸收器内的温度控制传统地已通过控制酸性气体或胺类吸附剂液体的流量来管理，由此调节热量形成的速率或通过使用外部冷却器降低在运送期间通过吸收器的胺的温度。
一般来说，胺类吸收工艺包括两个柱，其中一个充当吸收器并且另一个充当再生器。吸收器提供逆流布置，以使胺类吸附剂液体和包含酸性气体的酸气接触，为待通过胺类吸附剂液体吸收的酸性气体提供机会。再生器用以释放由胺类吸附剂液体捕获的酸性气体，并且具体地从饱和有捕获的酸性气体的富胺类吸附剂液体再生贫胺类吸附剂液体。
参考图3，根据用于使胺类吸附剂液体和酸气接触的一个系统说明通用吸收器。吸收器包括配备有酸气入口和在柱的底部处的气体分配空间圆柱或塔。吸收器另外包括提供胺类吸附剂液体的液体入口和在柱的顶部处液体分配器。在吸收器柱的底部引入酸气和在吸收器柱顶部引入胺类吸附剂液体，在气体上升和液体下降时引起逆流。在吸收器柱的所述去除酸性气体之后，上升气体可然后作为净气排放。类似地，下降的胺类吸附剂液体可在吸收器柱底部作为饱和有吸收的酸性气体的富胺类吸附剂液体排放。在吸收器柱顶部的液体分配器和在吸收器柱底部的气体分配空间之间的空间通常填充有以扰乱流动的插入实心形状形式的塔填料或所属领域的技术人员熟悉的一系列接触器塔板。塔填料延长在胺类吸附剂液体和酸气之间的接触时间，以改善酸性气体从酸气所述胺类吸附剂液体的传输。
在胺类吸附剂液体中的酸性气体的负载能力相对于胺类吸附剂液体的温度变化。参考图4，提供18wt％单乙醇胺(MEA)、45wt％二甘醇胺(DGA)和50wt％甲基二乙醇胺(MDEA)的水溶液对于于95mol％干燥氮气中的5mol％二氧化碳(CO2)或于95mol％干燥氮气中的5mol％硫化氢随温度变化的负载能力。传统的胺类吸附剂系统在吸收器顶部的贫胺的温度为约50℃，在吸收器底部的富胺的温度为大约85℃，并且在再生器的再沸器处的温度的约120℃。在50wt％MDEA的情况下，并且如在图4上注释，由于胺从50℃加热到85℃，每摩尔胺大约0.1摩尔的CO2释放回吸收器。此外，在120℃的操作温度下，在再生器处每摩尔胺释放大约0.06摩尔的CO2，并且每摩尔胺大约0.02摩尔的CO2通过离开再生器的胺保留。图4说明随胺温度提高吸收器的效率降低。在将胺的温度维持处于50℃到60℃时，由胺捕获的CO2量将有效地为每摩尔胺约0.16摩尔CO2，因此CO2去除增加62％。
硫化氢选择性为保留在胺中的H2S的摩尔量/CO2的摩尔量的比率。参考图4，H2S点相对于CO2的位置和间隔提供胺对于H2S的选择性的指示。
酸性气体通常包含约1mol％到10mol％CO2和1mol％到5mol％H2S，H2S峰值根据油气田高达20mol％。参考图5，说明从于90mol％的湿净气(～0.5mol％水蒸气)中的7mol％CO2和3mol％H2S物流吸收酸性气体。如此，图5提供与从油气田收集的通常遇到的酸气一致的酸气物流的吸收特性。此外，进入吸收器的贫胺溶液通常预负载有在再生器操作期间未去除残余酸性气体。通常在18wt％MEA中剩余7mol％酸性气体，在45wt％DGA中剩余2mol％酸性气体，并且在50wt％MDEA中剩余0.2mol％酸性气体。
在贫胺负载能力(在再沸器处的负载能力)和富胺的负载能力之间的差距为每摩尔量的胺捕获的CO2或H2S的有效摩尔量。如果反应热以每摩尔反应的CO2的焦耳表示，那么每摩尔胺生成的热量为反应热乘以上文负载能力的差。每单位时间产生的热量总量为每摩尔胺产生的热量与游离胺的摩尔流量的乘积。游离胺为不与酸性气体分子络合的胺。
吸收器的温度控制有利于吸收器操作。在柱吸收器的情况下，试图维持温度控制的传统方法为引入中间冷却器。中间冷却器为放置用于冷却在塔板之间的胺类吸附剂液体流出物的热交换器。具体地说，来自一个塔板的下游物流的至少一部分去除，并且传递通过热交换器，以去除保留在胺类吸附剂液体中的热量的至少一部分，并且然后去除点上方的塔板处重新引入。随着胺类吸附剂液体向下沿吸收器柱前进，此系统降低胺类吸附剂液体的温度。然而，尽管中间冷却器用中间冷却将温度降低到预定塔板的水平，但是温度在吸收器柱的许多塔板之间波动，这使得工艺控制具有挑战性。相反，在封装相变材料的情况下，通过在给定温度下熔化的PCM核提供沿吸收器柱全长改善的温度控制，这维持胺类吸附剂液体的温度恒定。
参考图6A、6B和6C，说明未冷却、中间冷却器冷却和封装相变材料冷却的吸收剂沿吸收器柱长度的一般性温度曲线。图6A说明当不提供冷却机构时，胺类吸附剂液体的温度基本上随在吸收器柱中的每个顺序塔板升高。图6B说明通过在两个塔板之间提供的中间冷却器级提供的改善，以暂时调和胺类吸附剂液体的温度升高。中间冷却器在中间冷却器之后再次升高之前，将胺类吸附剂液体的温度部分降低。如图6C所说明，引入根据本公开的封装相变材料使胺类吸附剂液体所述温度升高，直到达到封装相变材料的PCM核的熔点，并且然后维持在所述温度下。因为在附加热量从另外的酸性气体吸收释放时，封装相变材料的附加核熔融以捕获和封存热量，所以维持温度。胺类吸附剂液体和酸性气体相互作用和吸收的最佳温度可基于选择具有由具有期望熔点的PCM形成的核的封装相变材料维持。
作为示例性提供图7和8的通过用于从连续流动工艺中的酸气物流去除酸性气体的系统(酸性气体去除系统)5，应理解，本发明系统和方法涵盖其它配置。
系统5包括包含酸气入口12、贫胺类吸附剂液体入口14、净气出口16和富胺类吸附剂液体出口18的胺类吸收器10；具有在富胺类吸附剂液体出口18处流体地连接到胺类吸收器10的入口的分离器20；流体地连接到分离器20的胺再生器30；和流体地连接到分离器20和胺再生器30的冷却器40。
在一个或多个实施例中，在贫胺类吸附剂液体入口14处将包含被配置成从酸气物流112吸收酸性气体的贫胺类吸附剂液体110吸收器进料物流100和封装相变材料120提供到胺类吸收器10。同时，在酸气入口12处将酸气以酸气物流112的形式提供到胺类吸收器10。在胺类吸收器10中以与贫胺类吸附剂液体110和封装相变材料120逆流的布置传递酸气物流112，使得贫胺类吸附剂液体110从酸气物流112吸收酸性气体，以形成富胺类吸附剂液体111，并且封装相变材料120吸收通过从贫胺类吸附剂液体110转化成富胺类吸附剂液体111的反应热释放的能量的至少一部分。
在一个或多个实施例中，吸收器进料物流100包含5体积％到35体积％的体积分数的封装相变材料120。较小体积％的封装相变材料120，如小于15体积％，控制吸收器进料物流100的温度升高相同。较高体积％的封装相变材料120，如大于15体积％，将吸收器进料物流100的温度维持在封装相变材料120的熔化温度下相同。
在贫胺类吸附剂液体110和酸气物流112逆流期间，酸性气体从酸气物流112吸收并且进入贫胺类吸附剂液体。去除具有酸性气体的酸气物流112形成净气物流116，所述净气物流在净气出口16处从胺类吸收器10排出。
将具有吸收的酸性气体并且与封装相变材料120互混的富胺类吸附剂液体111从胺类吸收器10的富胺类吸附剂液体出口18导引到分离器20。在一个或多个实施例中，分离器20被配置成分离富胺类吸附剂液体111和封装相变材料120，以生成富胺类吸附剂液体24和包含在具有残余胺类吸附剂液体的浆液中封装相变材料120的物流的封装相变材料浆液22。在各种实施例中，封装相变材料120的相变材料浆液22包含小于20体积％(vol％)、小于18vol％、小于15vol％、小于12，或小于10vol％的残余富胺类吸附剂液体111。残余富胺类吸附剂液体111的量基于利用的分离器20的类型变化。举例来说，如果水力旋流器用作分离器20，那么残余的富胺类吸附剂液体可占5vol％到20vol％之间。通过使用不同的分离器(如带式过滤器或转鼓过滤器)，残余富胺类吸附剂液体的体积可降低到小于5vol％。在此情况下，使用螺旋传送机或带式传送器将呈湿固体的湿mPCM传输到连接到包含离开再生器30的贫胺的再沸器贫胺物流38的装配有固体分配器或进料器的罐。
富胺类吸附剂液体24的物流导引到胺再生器30，并且将相变材料浆液22导引到冷却器40。
分离富胺类吸附剂液体111和封装相变材料120，然后将富胺类吸附剂液体24的物流引入胺再生器30，允许减少耗能。具体地说，胺再生器30在比胺类吸收器10显著地更高的温度下操作，如果与富胺类吸附剂液体24的物流一起传递到再生器，那么导致存储在封装相变材料120中的热能不必要地增加。举例来说，封装相变材料可在大约82℃下离开胺类吸收器10，其中胺再生器30的入口物流可升高到大约104℃。22℃温差将需要可通过使用附加燃料加热封装相变材料120来实现，而不是仅需要加热富胺类吸附剂液体24的物流。此外，胺再生器30的操作可需要将进料物流进一步升高到大约127℃，然后离开胺再生器30。温度再升高23℃将需要更多的燃料。如果封装相变材料120不与富胺类吸附剂液体111分离，那么将进一步加剧产生的工艺低效率，因为封装相变材料120必须冷却到胺类吸收器10的入口温度并且低于封装相变材料120的熔化温度，例如大约60℃。
将富胺类吸附剂液体24导引到胺再生器30，其中胺再生器30从富胺类吸附剂液体111去除酸性气体，以再生贫胺类吸附剂液体110。在富胺类吸附剂液体24的物流中的富胺类吸附剂液体111包括从酸气物流112捕获的酸性气体。将在分离器20中与封装相变材料120分离的富胺类吸附剂液体24的物流泵送到胺再生器30的顶部。在胺再生器30中，富胺类吸附剂液体111与来自处于形成胺再生器30的柱的底部的胺再生器再沸器32的热蒸气逆流接触。富胺类吸附剂液体111汽提出的捕获的酸性气体作为酸性气体物流130从胺再生器30顶部回收，同时贫胺类吸附剂液体110从胺再生器30的底部回收。将从胺再生器30底部回收的贫胺类吸附剂液体110沿再沸器贫胺物流38传递。
仍然参考图7和8，来自胺再生器30的贫胺类吸附剂液体110与来自分离器20的封装相变材料120再组合，以重整吸收器进料物流100，然后通过冷却器40。冷却器40降低封装相变材料120和贫胺类吸附剂液体110的温度，使得在封装相变材料120中的相变材料凝固。随后将来自冷却器40的冷却的贫胺类吸附剂液体110和封装相变材料120导引回到胺类吸收器10并且通过贫胺类吸附剂液体入口14进料，以完成吸收器进料物流100的闭路流动。
来自胺再生器30的贫胺类吸附剂液体110可在再结合来自分离器20的封装相变材料120之前在冷却器40处进一步处理。具体地说，在一个或多个实施例中，来自胺再生器30的贫胺类吸附剂液体110可经由泵34输送到冷却器。泵可为所属领域技术人员已知的任何样式。此外，来自胺再生器30的贫胺类吸附剂液体110可与来自离开分离器20的富胺类吸附剂液体111一起传递通过热交换器36，以将热量从贫胺类吸附剂液体110传输到富胺类吸附剂液体111，并且降低系统5的能量需求。
在另外的实施例中，系统5另外包括发电机50以捕获存储在离开分离器20的封装相变材料120的热量并且产生电功率。举例来说，电功率可使用低温发电有机朗肯循环产生。这类发电的细节可见于Saleh,B.Koglbauer,G.Wendland,M.Fischer,J.用于低温有机 朗肯循环的工作流体(Working fluids for low-temperature organic Rankine cycles)。《能量(Energy)》。2007.32.1210-1221。和Han,Z.H.Yu,Y.D.用于低温发电有机朗 肯循环系统的工作流体选择(Selection of Working Fluids for Low-Temperature Power Generation Organic Rankine Cycles System)。《先进材料研究(AdvancedMaterials Research)》。2012.1509-1513，其均以引用的方式并入。电功率还可使用热电发电机使用在外部环境(冷侧)和离开分离器20的封装相变材料120(热侧)之间的温度差产生。热电发电机的细节可见于Wang,T.Luan,W.Wang,W.Tu,S.-T.通过基于板式热交换器的 热电发电机系统的废热回收(Waste heat recovery through plate heat exchanger based thermoelectric generator system)。《应用能源(Applied Energy)》2014.136.860-865.和Remeli,M.F.Kiatbodin,L.Singh,B.Verojporn,K.Date,A.Akbarzadeh,A.使用散热管和热电发电机从废热发电(Power Generation from Waste Heat Using Heat Pipe and Thermoelectric Generator)。能源过程(Energy Procedia)。2015.75.645-650，其均以引用的方式并入。
在另外的实施例中，系统5可包括热传输系统60，以将存储在离开分离器20的所述相变材料120的热量传输到胺再生器30。具体地，在各种实施例中，热传输系统60可包括被配置成通过热传输工艺冷却离开分离器20的封装相变材料120和加热在胺再生器30处的富胺类吸附剂液体111的热泵或热电冷却器。富胺类吸附剂液体111可在胺再生器30的入口处加热或可在胺再生器再沸器32的入口处加热。
在一个或多个实施例中，胺类吸收器10包括配备有在酸气入口12近侧的柱底部的气体分配空间圆柱或塔，如先前参考图3描述。在吸收器柱的底部引入酸气和在吸收器柱顶部引入胺类吸附剂液体，在气体上升和液体下降时引起逆流。在图7中说明系统5的此配置。包括封装相变材料120与贫胺类吸附剂液体110允许封装相变材料120捕获在吸收工艺期间产生的热量。应了解，在一些实施例中，胺类吸收器10还可包括在塔板之间一个或多个中间冷却器以及封装相变材料120，以进一步增强冷却和温度调节。
在一个或多个实施例中，胺类吸收器10包括用于将酸性气体传输到贫胺类吸附剂液体110的隔膜接触器。在图8中说明系统5的此配置。封装相变材料120和贫胺类吸附剂液体110在隔膜的一侧上传递，并且酸气物流112以逆流方式在隔膜的另一侧上传递通过胺类吸收器10。在贫胺类吸附剂液体110和酸气物流112传递时，酸气能够传递通过隔膜并且通过贫胺类吸附剂液体110吸收。应了解，中间冷却器对于隔膜接触器是可实行的冷却选项，因为所述布置柱在内不包括塔板。如此，包括封装相变材料120与贫胺类吸附剂液体110提供热吸收和系统的温度稳定，否则系统将仅能够通过控制酸气的流量热调节。
用于在隔膜接触器中利用的的隔膜的选择可基于具体胺、酸气的组成、酸气所述流动速率，和所属领域的技术人员已知的其它因素。在各种具体实施例中，隔膜可包含聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚砜(PSU)，或所述描绘的材料中的一种或多种的组合。在一个或多个实施例中，隔膜接触器可被配置为中空纤维模块。在各种实施例中，气相可在中空纤维内部或外部。当包含胺和相变材料的液体相在中空纤维内部并且气相在中空纤维外部时，中空纤维的内径范围可在15μm和10,000μm之间。mPCM的直径优选地小于中空纤维内径的0.75倍，以避免堵塞。另一个实施例为将隔膜接触器配置为平片模块，其中酸气和mPCM与胺水溶液的混合物由一个或多个平片分离。当多于一个隔膜用于隔膜接触器时，在第一隔膜的出口处的液体流可被引导到第二隔膜的入口等等；使得在接触器中的液体流循环相对于所有隔膜串联。在一个或多个实施例中，在平片之间的距离可大于15μm并且小于10,000μm。mPCM的直径优选地小于平片之间的距离的0.75倍，以允许mPCM在其间流动而不堵塞。在另外的实施例中，平片之间的距离大于10,000μm。
分离器20可为所属领域的技术人员已知的任何液体固体分离机构。在各种具体实施例中，分离器20为水力旋流器、隔膜、过滤器或倾析离心机。这些类型的分离器20中的每个允许部分液体固体分离。在各种另外的实施例中分离器20利用连续固体回收工艺，如带式过滤器或转鼓过滤器。这些类型的分离器20中的每个允许基本上完全液体固体分离。应了解，公开的具体类型的分离器20旨在作为实例，并且不是将可应用到系统5的分离器20的详尽列表。在与封装相变材料120互混的富胺类吸附剂液体111分离成相变材料浆液22的物流和富胺类吸附剂液体24的物流时，相变材料浆液22可使用各种运输系统传输。在一个或多个实施例中，相变材料浆液22用浆液泵，如凸轮泵传输，以与包含离开再生器30的贫胺的再沸器贫胺物流38再组合。在另外的实施例中，相变材料浆液22用螺旋传送机或带式传送器传输到用于收集相变材料的储料槽(未示出)。连接到储料槽的分配器可然后以精确方式和测量量将相变材料浆液22递送到再沸器贫胺物流38。
应注意分散体通常为热力学上不稳定的，但是可在相当长的时间段内动力学稳定。稳定性的时间决定分散体的寿命。为了确保一致可重复的热吸收和系统5的温度稳定，封装相变材料120和贫胺类吸附剂液体110必须形成稳定分散体。如果封装相变材料120迁移并且不均匀分散在吸收器进料物流100中，包含贫胺类吸附剂液体110和封装相变材料120的吸收器进料物流100可变得不稳定。迁移现象主要由于在连续和分散相之间的密度差，这导致相的重力分离。如果分散相比连续相不致密差，那么分散相以被称为乳油化的现象向上迁移。如此，如果封装相变材料120的密度显著小于贫胺类吸附剂液体110的密度，那么封装相变材料120可迁移到贫胺类吸附剂液体110的表面。相反，如果分散相比连续相更致密，那么分散相以被称为沉降的现象向下迁移。如此，如果封装相变材料120的密度显著大于贫胺类吸附剂液体110的密度，那么封装相变材料120可迁移到贫胺类吸附剂液体110的下方。然而，在本公开中，吸收器进料物流100的分散体的不稳定性不被认为是问题。具体地，实例封装相变材料120(三水合乙酸钠)的密度大约为1300千克/立方米(kg/m3)，并且实例胺类吸附剂液体110(水和二甘醇胺)的密度为大约1000kg/m3，产生最小的乳油化风险。如此，在一个或多个实施例中，封装相变材料的密度超过1000kg/m3。还存在最小的沉降风险，因为使用所属领域的技术人员已知的史氏方程，1.4×10-6米/秒(m/s)的速度足以维持分散体，并且系统5的平均流体速度预期为1.4×10-2m/s。
在一个或多个实施例中，封装相变材料120的密度与贫胺类吸附剂液体110的密度的比率在0.25:1和1:1之间。在各种另外的实施例中，封装相变材料120的密度与贫胺类吸附剂液体110的密度的比率在0.5:1和1:1、0.75:1和1:1，或0.784:1和0.972:1之间。如果mPCM的密度范围在0.784和0.972之间，那么认为mPCM具有足够的浮力以分别10％和30％的粒子暴露于气相。使10％到30％的每种mPCM粒子暴露于气相将允许mPCM经由在具有塔板的吸收器10中唇部离开吸收器塔板。
在一个或多个实施例中，封装相变材料120的密度与贫胺类吸附剂液体110的密度的比率在1.1:1和2:1之间。如果mPCM的密度大于胺水溶液，那么此为类均相或部分分层的非均相的液体，混合物将经由溢流离开吸收器塔板。由mPCM和在流体下部部分的胺类吸附剂液体形成的浆液将经由排放口离开吸收器塔板然而，虽然排放口的开口大小设定成足以允许mPCM浆液通过，但是它足够大以使所有液体通过，引起混合物经由溢流离开吸收器。
实例
初步的理论分析已经完成，以确定对于1千克(kg)的吸收器进料流100进行温度控制所需要的吸收器进料流100中封装相变材料的比例。使用质量平衡等式(等式1和等式2)和能量平衡等式(等式3)完成理论分析。在等式1、等式2和等式3中，m为以克(g)为单位的质量，其中m水、m胺和mmPCM分别表示水、胺和封装相变材料120的质量，x为胺在水中的质量浓度，表示为重量％(wt％)，以形成贫胺类吸附剂液体110，L富为每摩尔富胺的二氧化碳负载，L贫为每摩尔贫胺的二氧化碳负载，ΔHabs为以千焦为单位的每摩尔二氧化碳的吸收焓，Mw 胺为以克每mol胺为单位的胺的分子量，ΔH熔化为封装相变材料120的焓，Cp mPCM和Cp 水溶胶分别为以千焦每克每摄氏度(kJ/g-C)为单位的封装相变材料120和贫胺类吸附剂液体110的质量热容，并且ΔT为摄氏度为单位的系统的温度变化。
1000＝m水+m胺+mmPCM 等式1
Figure BDA0002607046900000211
Figure BDA0002607046900000212
对于三种胺和单个封装相变材料120的情况，理论分析已完成。具体地，将单乙醇胺(MEA)、二甘醇胺(DGA)和甲基二乙醇胺(MDEA)与作为封装的相变材料120的三水合乙酸钠组合研究。封装相变材料120和在贫胺类吸附剂液体110中使用的胺的物理和化学特性分别在表5和表6中提供。
表5：封装相变材料特性
Figure BDA0002607046900000213
表6：胺特性
Figure BDA0002607046900000221
用于理论分析的在胺类吸收器10处的吸收器进料物流100的温度范围为在47℃和60℃之间，分别表示在寒冷气候国家(如北欧的国家)和炎热气候国家(如沙特阿拉伯)的操作。在贫胺类吸附剂液体110中的二氧化碳负载和富胺类吸附剂液体111的质量热容使用工艺仿真器确定。对于每种胺以在贫胺类吸附剂液体中变化的胺的质量浓度在表7中提供工艺仿真器的输入。在表8中提供工艺仿真器的理论结果输出。
表7：工艺仿真器物理输入
Figure BDA0002607046900000231
表8：工艺仿真器输出
Figure BDA0002607046900000241
表7和表8指示可使用大约6.9wt％到30.2wt％的封装相变材料120与贫胺类吸附剂液体110组合控制和维持1千克的贫胺类吸附剂液体110的温度。此外，展现贫胺类吸附剂液体110转化成富胺类吸附剂液体111时CO2和H2S负载能力出乎意料升高。具体地，对于各种胺，在包括封装相变材料120的情况下，CO2的负载从3％增加到21％，对于各种胺，在包括封装相变材料120的情况下H2S的负载从3％增加到37％。对于各种胺，包括封装相变材料120还导致贫胺类吸附剂液体110的吸收性能出乎意料升高。具体地，从进料酸气物流去除的CO2的产率增加了2.3％到10.8％，并且从进料酸气物流去除的H2S的产率增加了2.0％到19.3％。在贫胺类吸附剂液体110中酸性气体负载升高和酸性气体去除产率的升高导致更清洁的废气流以及允许潜在地处理更大量的酸性气体或减小需要的系统的大小。
此外评估在CO2和H2S去除之间的选择性。参考图4和5，可看出，随着温度升高，到胺类吸附剂液体中的CO2和H2S的负载能力降低。在低温(如在吸收器30的出口处的温度)下的负载能力在再沸器温度下的负载能力之间的差提供实际上将从酸气物流去除多少的CO2和H2S的测量值。此测量值可被称为总负载能力。在胺类吸附剂液体的温度变化时，CO2和H2S的吸收以不同速率变化。因此，可调节胺类吸附剂液体的温度以改变在CO2和H2S吸收之间的选择性。可需要从二氧化碳分离出硫化氢，因为可将硫化氢转化为固体硫的Clauss工艺在二氧化碳小于10％的低水平的情况最好起作用。为了实现这一点，可使用对H2S更具选择性的胺类吸附剂液体。
对H2S的更大选择性与更大的总负载能力组合，意味着去除H2S更多，并且从酸性气体中去除的总酸性气体更多。这允许以减少的总吸收器数量来生产具有最小高热值930BTU/SCF和最大硫化氢浓度为15.7ppm(体积)的销售气体。具体地，组合增加H2S去除和增加总酸性气体去除可以允许先前用10个DGA胺工艺操作的气体工厂在添加mPCM的情况下仅用7个DGA胺工艺处理期望全部酸气量。
理论分析也得到了物理实验分析的验证。实验验证由利用两种不同的胺类溶液吸收CO2并对其各自的热响应进行比较分析组成。制备包含贫胺类吸附剂液体和封装相变材料的第一溶液作为实例1。实例1按体积计包含9％MEA、29％封装相变材料和62％水的溶液。利用特定的封装相变材料为来自MikroCaps的PCM28(斯洛文尼亚卢布尔雅那(Ljubljana,Slovenia))。PCM28包含作为相变材料的石蜡和作为围绕相变材料的封装隔膜的三聚氰胺-甲醛。PCM28作为在水溶液中的封装相变材料提供。在表9中提供PCM28的物理特性。
表9：MikroCaps PCM28物理特性
在浆液中相变材料含量 34wt％-35wt％
在干胶囊中的相变材料 82wt％-86wt％
在分散体中的干含量 39wt％-41wt％
相变材料熔融范围 25℃-30℃
热量存储容量 190-210J/g
pH 7.0-9.0
密度 900-970g/l
粘度 100-500cPs
视觉外观 灰白色浆液
平均粒度 10-30微米
制备省略实例1的封装相变材料的第二溶液作为比较实例2。比较实例2包含按体积计9％MEA和91％水。
实例1和比较实例2中的每个通过将二氧化碳气体通过在气体分散管底部的玻璃鼓泡器连续注入来测试。气体分散管含有实例1的溶液或比较实例2的溶液。以过量供应二氧化碳气体最大化存在于实例1和比较实例2中的胺的使用，并且因此也最大化热量产生。
用红外相机(FLIR，GF-320型)记录在气体分散管中的溶液(实例1或比较实例2)的温度。红外相机距气体扩散管30厘米(cm)距离定位，符合制造商对所用红外相机的建议。以5秒(s)的间隔捕获红外图像。当溶液的温度达到平台期或开始下降时，二氧化碳的流动和图像捕获终止。图7提供实例1和比较实例2相对于时间的温度升高的图形表示。在图7中可看出，实例1在包括封装相变材料的情况下维持低于28℃的温度，其中比较实例2的温度升高超过28℃。
参考图7，对于引入CO2的前10秒，实例1和比较实例2表现出相似的温度升高。在10秒之后，温度曲线发散，其中不含任何封装相变材料的比较实例2继续吸收CO2，直到大约25秒，其中相称的温度继续升高。随后，随着在比较实例2和CO2之间的反应完成，温度开始下降。具体地，在比较实例2中的MEA变为被CO2完全饱和并且反应终止。相反，随温度上升到PCM28的熔融温度(25℃-30℃)，按体积计含有23％的PCM28的实例1在温度曲线中存在准平台期。具体地，从大约15秒开始，温度升高被限制在大约27.5℃，并且这指示封装相变材料熔化并且存储由CO2吸收产生的热量。结果，实例1维持比比较实例2冷的最终温度。
实例1的温度比比较实例2低另外允许增加实例1的溶液的二氧化碳负载。在系统5中的操作中，这不仅意味着在胺类吸收器10中维持降低的温度，而且还增加了酸性气体到本质上改善了吸收性能的贫胺类吸附剂液体110。在胺水溶液中二氧化碳的气液平衡曲线说明，随着胺水溶液温度降低，给定二氧化碳分压下负载增加。整体负载和吸收性能的提高允许减少用于从酸气进料除去相同的酸性气体浓度的胺的量。
其中操作期间贫胺类吸附剂液体110维持在较低温度下的胺类吸收器10的操作温度降低也对应于系统5的腐蚀减少。因为许多腐蚀属性对温度敏感，并且在高温度下更腐蚀，因此减少系统5的腐蚀。
其中操作期间贫胺类吸附剂液体110维持下较低温度下的贫胺类吸收器10的操作温度降低还对应于流出净气物流的胺损失量减少。在恒定压力下，随温度升高，胺的蒸发增加，导致胺的流失，所述胺可用于进一步吸收酸性气体。此外，由于蒸发损失的胺必须在系统5中补充，导致增加工艺复杂度和费用。
现在应理解，描述了从酸气系统去除酸性气体的方法的各个方面和用于所述方法的系统，并且这类方面可与各种其它方面结合利用。
在第一方面，本公开提供从酸气物流去除酸性气体的方法。方法包含提供贫胺类吸附剂液体，其中贫胺类吸附剂液体为被配置成从酸气物流吸收酸性气体，提供封装相变材料的胺类吸附剂液体，其中封装相变材料为封装在熔点超过相变材料的熔点的聚合物或无机物壳中的在加热时从固体相变成液体相的相变材料，(1)在吸收器中以与贫胺类吸附剂液体和封装相变材料逆流的布置传递酸气物流，其中贫胺类吸附剂液体从酸气物流吸收酸性气体，以形成富胺类吸附剂液体，并且封装相变材料吸收通过从贫胺类吸附剂液体转化成富胺类吸附剂液体的反应热释放的能量的至少一部分，(2)分离富胺类吸附剂液体和封装相变材料，以生成富胺类吸附剂液体物流和封装相变材料浆液，(3)将富胺类吸附剂液体物流传递到胺再生器，其中加热富胺类吸附剂液体以释放吸收的酸气并且再生贫胺类吸附剂液体，(4)将与富胺类吸附剂液体分离的封装相变材料浆液和来自胺再生器的贫胺类吸附剂液体传递通过冷却器，以降低封装相变材料和贫胺类吸附剂液体的温度，使得在封装相变材料中的相变材料凝固，和(5)用来自步骤(4)的冷却的封装相变材料和贫胺类吸附剂液体重复步骤1到4。
在第二方面，本公开提供第一方面所述的方法，其中相变材料的熔化热为40℃到100℃。
在第三方面，本公开提供第一方面所述的方法，其中相变材料的熔化热为55℃到65℃。
在第四方面，本公开提供第一方面所述的方法，其中相变材料的熔化热为75℃到85℃。
在第五方面，本公开提供第一到第四方面中任一项所述的方法，其中所述方法另外包含从与富胺类吸附剂液体分离的封装相变材料回收热量。
在第六方面，本公开提供第五方面所述的方法，其中回收的热量用于发电。
在第七方面，本公开提供第一到第六方面中任一项所述的方法，其中其中再生器包括处于形成胺再生器的柱底部的胺再生器再沸器，并且在胺再生器再沸器的入口处将回收的热量从封装相变材料传输到富胺类吸附剂液体。
在第八方面，本公开提供第一到第七方面中任一项所述的方法，其中封装相变材料浆液包含小于20体积％残余的富胺类吸附剂液体。
在第九方面，本公开提供第一到第八方面中任一项所述的方法，其中封装相变材料的密度与贫胺类吸附剂液体的密度的比率在0.25:1和1:1之间。
在第十方面，本公开提供第一到第九方面中任一项所述的方法，其中在吸收器中贫胺类吸附剂液体的温度升高小于15℃。
在第十一方面，本公开提供第一到第十方面中任一项所述的方法，其中离开吸收器的富胺类吸附剂液体的温度维持处于或低于85℃。
在第十二方面，本公开提供第一到第十一方面中任一项所述的方法，其中封装相变材料的平均直径在10和10,000微米之间。
在第十三方面，本公开提供用于从连续流动工艺中的酸气物流去除酸性气体的系统。系统包含包含酸气入口、贫胺类吸附剂液体入口、净气出口和富胺类吸附剂液体出口的胺类吸收器，具有在富胺类吸附剂液体出口处流体地连接到胺类吸收器的入口的分离器，流体地连接到分离器的胺再生器，和流体地连接到分离器和胺再生器的冷却器。在贫胺类吸附剂液体入口处将被配置成从酸气物流吸收酸性气体的贫胺类吸附剂液体和封装相变材料提供到胺类吸收器，其中封装相变材料为封装在熔点超过相变材料的熔点的聚合物或无机物壳中的在加热时从固体相变成液体相的材料。在酸气入口处将酸气以酸气物流的形式提供到胺类吸收器。在胺类吸收器中以与贫胺类吸附剂液体和封装相变材料逆流的布置传递酸气物流，使得贫胺类吸附剂液体从酸气物流吸收酸性气体，以形成富胺类吸附剂液体，并且封装相变材料吸收通过从贫胺类吸附剂液体转化成富胺类吸附剂液体的反应热释放的能量的至少一部分。去除具有酸性气体的酸气物流以形成净气物流，所述净气物流在净气出口处从胺类吸收器排出。将具有吸收的酸性气体的富胺类吸附剂液体和封装相变材料从胺类吸收器的富胺类吸附剂液体出口导引到分离器。分离器被配置成分离富胺类吸附剂液体和封装相变材料，以生成富胺类吸附剂液体物流和封装相变材料浆液，其中将富胺类吸附剂液体导引到胺再生器，并且将封装相变材料浆液导引到冷却器。胺再生器从富胺类吸附剂液体去除酸性气体，以再生贫胺类吸附剂液体。来自胺再生器的贫胺类吸附剂液体与来自分离器的封装相变材料浆液再组合，然后通过冷却器，以降低封装相变材料和贫胺类吸附剂液体的温度，使得在封装相变材料中的相变材料凝固。最后，将来自冷却器的封装相变材料和贫胺类吸附剂液体导引回到胺类吸收器并且通过贫胺类吸附剂液体入口进料。
在第十四方面，本公开提供第十三方面所述的系统，其中胺类吸收器另外包含柱，所述柱具有在酸气入口近侧的气体分配空间和在贫胺类吸附剂液体入口近侧的液体分配器，其中接触器安置在液体分配器和气体分配空间之间。
在第十五方面，本公开提供第十四方面所述的系统，其中接触器为柱填料。
在第十六方面，本公开提供第十四方面所述的系统，其中接触器为多个接触器塔板。
在第十七方面，本公开提供第十三方面所述的系统，其中胺类吸收器包含隔膜接触器，其中封装相变材料和贫胺类吸附剂液体在隔膜的一侧上传递，并且酸气物流在隔膜的另一侧上传递通过胺类吸收器，使来自酸气物流的酸性气体通过隔膜传输到贫胺类吸附剂液体。
在第十八方面，本公开提供第十三到第十七方面中任一项所述的系统，其中相变材料的熔化热为40℃到100℃。
在第十九方面，本公开提供第十三第十七方面中任一项所述的系统，其中所述相变材料的熔化热为55℃到65℃。
在第二十方面，本公开提供第十三到第十七方面中任一项所述的系统，其中相变材料的熔化热为75℃到85℃。
在第二十一方面，本公开提供第十三到第二十方面中任一项所述的系统，其中系统另外包含用于从与富胺类吸附剂液体分离的封装相变材料回收热量的热量回收机构。
在第二十二方面，本公开提供第二十一方面所述的系统，其中回收的热量用于发电。
在第二十三方面，本公开提供第十三到第二十二方面中任一项所述的系统，其中再生器包括处于形成胺再生器的柱底部的胺再生器再沸器，并且在胺再生器再沸器的入口处将回收的热量从封装相变材料传输到富胺类吸附剂液体。
在第二十四方面，本公开提供第十三到第二十三方面中任一项所述的系统，其中封装相变材料浆液包含小于20体积％残余的富胺类吸附剂液体。
在第二十五方面，本公开提供第十三到第二十四方面中任一项所述的系统，其中封装相变材料的密度与贫胺类吸附剂液体的密度的比率在0.25:1和1:1之间。
在第二十六方面，本公开提供第十三到第二十四方面中任一项所述的系统，其中封装相变材料的density与贫胺类吸附剂液体的密度的比率在1.1:1和2:1之间。
在第二十七方面，本公开提供第十三到第二十六方面中任一项所述的系统，其中在吸收器中的贫胺类吸附剂液体的温度升高小于15℃。
在第二十八方面，本公开提供第十三到第二十七方面中任一项所述的系统，其中离开吸收器的富胺类吸附剂液体的温度维持处于或低于85℃。
在第二十九方面，本公开提供第十三到第二十八方面中任一项所述的系统，其中封装的平均直径在10和10,000微米之间。
在第三十方面，本公开提供第一到第八方面中任一项的方法，其中封装相变材料的密度与贫胺类吸附剂液体的密度的比率在1.1:1和2:1之间。
对于所属领域技术人员显而易见的是，可在不脱离所要求保护主题的精神和范围的情况下对本文所述的实施例进行各种修改和变化。因此，本说明书旨在涵盖本文描述的各种实施例的修改和变化，其条件是这些修改和变化落入所附权利要求书和其等同物的范围内。

Claims (15)

1.一种从酸气物流去除酸性气体的方法，所述方法包含：
提供贫胺类吸附剂液体，其中所述贫胺类吸附剂液体为被配置成从所述酸气物流吸收所述酸性气体的胺类吸附剂液体；
提供封装相变材料，其中所述封装相变材料为封装在熔点超过所述相变材料的熔点的聚合物或无机物壳中的在加热时从固体相变成液体相的相变材料；
(1)在吸收器中以与所述贫胺类吸附剂液体和所述封装相变材料逆流的布置传递所述酸气物流，其中所述贫胺类吸附剂液体从所述酸气物流吸收所述酸性气体，以形成富胺类吸附剂液体，并且所述封装相变材料吸收通过从所述贫胺类吸附剂液体转化成所述富胺类吸附剂液体的反应热释放的能量的至少一部分；
(2)分离所述富胺类吸附剂液体和所述封装相变材料，以生成富胺类吸附剂液体物流和封装相变材料浆液；
(3)将所述富胺类吸附剂液体物流传递到胺再生器，其中加热所述富胺类吸附剂液体以释放所吸收的酸气并且再生所述贫胺类吸附剂液体；
(4)将与所述富胺类吸附剂液体分离的所述封装相变材料浆液和来自所述胺再生器的所述贫胺类吸附剂液体传递通过冷却器，以降低所述封装相变材料和所述贫胺类吸附剂液体的温度，使得在所述封装相变材料中的所述相变材料凝固；和
(5)用来自步骤(4)的冷却的封装相变材料和所述贫胺类吸附剂液体重复步骤1到4。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述相变材料的熔化热为40℃到100℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述方法另外包含从与所述富胺类吸附剂液体分离的所述封装相变材料回收热量。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所回收的热量用于发电。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其中所述再生器包括处于形成所述胺再生器的柱底部的胺再生器再沸器，并且在所述胺再生器再沸器的入口处将所述回收的热量从所述封装相变材料传输到所述富胺类吸附剂液体。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其中所述封装相变材料浆液包含小于20体积％残余的富胺类吸附剂液体。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其中所述封装相变材料的密度与所述贫胺类吸附剂液体的密度的比率在0.25:1和2:1之间。
8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其中在所述吸收器中的所述贫胺类吸附剂液体的温度升高小于15℃。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的方法，其中离开所述吸收器的所述富胺类吸附剂液体的温度维持处于或低于85℃。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的方法，其中所述封装相变材料的平均直径在10和10,000微米之间。
11.一种用于从连续流动工艺中的酸气物流去除酸性气体的系统，所述系统包含：
包含酸气入口、贫胺类吸附剂液体入口、净气出口和富胺类吸附剂液体出口的胺类吸收器；
具有在所述富胺类吸附剂液体出口处流体地连接到所述胺类吸收器的入口的分离器；
流体地连接到所述分离器的胺再生器；和
流体地连接到所述分离器和所述胺再生器的冷却器，其中
在所述贫胺类吸附剂液体入口处将被配置成从所述酸气物流吸收所述酸性气体的贫胺类吸附剂液体和封装相变材料提供到所述胺类吸收器，其中所述封装相变材料为封装在熔点超过所述相变材料的熔点的聚合物或无机物壳中的在加热时从固体相变成液体相的材料，
在所述酸气入口处将所述酸气以所述酸气物流的形式提供到所述胺类吸收器，
在所述胺类吸收器中以与所述贫胺类吸附剂液体和所述封装相变材料逆流的布置传递所述酸气物流，使得所述贫胺类吸附剂液体从所述酸气物流吸收所述酸性气体，以形成富胺类吸附剂液体，并且所述封装相变材料吸收通过从所述贫胺类吸附剂液体转化成所述富胺类吸附剂液体的反应热释放的能量的至少一部分，
去除具有所述酸性气体的所述酸气物流以形成净气物流，所述净气物流在所述净气出口处从所述胺类吸收器排出，
将具有所吸收的酸性气体的所述富胺类吸附剂液体和所述封装相变材料从所述胺类吸收器的所述富胺类吸附剂液体出口导引到所述分离器，
所述分离器被配置成分离所述富胺类吸附剂液体和所述封装相变材料，以生成富胺类吸附剂液体物流和封装相变材料浆液，其中将所述富胺类吸附剂液体导引到所述胺再生器，并且将所述封装相变材料浆液导引到所述冷却器，
所述胺再生器从所述富胺类吸附剂液体去除所述酸性气体，以再生所述贫胺类吸附剂液体，
来自所述胺再生器的所述贫胺类吸附剂液体与来自所述分离器的所述封装相变材料浆液再组合，然后通过所述冷却器，以降低所述封装相变材料和所述贫胺类吸附剂液体的温度，使得在所述封装相变材料中的所述相变材料凝固，和
将来自所述冷却器的所述封装相变材料和所述贫胺类吸附剂液体导引回到所述胺类吸收器并且通过所述贫胺类吸附剂液体入口进料。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述胺类吸收器另外包含柱，所述柱具有在所述酸气入口近侧的气体分配空间和在所述贫胺类吸附剂液体入口近侧的液体分配器，其中接触器安置在所述液体分配器和所述气体分配空间之间。
13.根据权利要求11所述的系统，其中所述胺类吸收器包含隔膜接触器，其中所述封装相变材料和所述贫胺类吸附剂液体在隔膜的一侧上传递，并且所述酸气物流在所述隔膜的另一侧上传递通过所述胺类吸收器，使来自所述酸气物流的酸性气体通过所述隔膜传输到所述贫胺类吸附剂液体。
14.根据权利要求11到13中任一项所述的系统，其中所述系统另外包含用于从与所述富胺类吸附剂液体分离的所述封装相变材料回收热量的热量回收机构。
15.根据权利要求11到14中任一项所述的方法，其中所述再生器包括处于形成所述胺再生器的柱底部的胺再生器再沸器，并且在所述胺再生器再沸器的入口处将所回收的热量从所述封装相变材料传输到所述富胺类吸附剂液体。
CN201980010604.5A 2018-02-06 2019-01-31 用于从酸气物流去除酸性气体的系统和方法 Pending CN111655356A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/889,522 2018-02-06
US15/889,522 US10946330B2 (en) 2018-02-06 2018-02-06 System and method for removing acid gas from a sour gas stream
PCT/US2019/015935 WO2019156878A1 (en) 2018-02-06 2019-01-31 System and method for removing acid gas from a sour gas stream

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111655356A true CN111655356A (zh) 2020-09-11

Family

ID=65441092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980010604.5A Pending CN111655356A (zh) 2018-02-06 2019-01-31 用于从酸气物流去除酸性气体的系统和方法

Country Status (8)

Country Link
US (2) US10946330B2 (zh)
EP (1) EP3749436A1 (zh)
JP (1) JP2021511959A (zh)
KR (1) KR20200118159A (zh)
CN (1) CN111655356A (zh)
SA (1) SA520412593B1 (zh)
SG (1) SG11202007230SA (zh)
WO (1) WO2019156878A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7043249B2 (ja) * 2017-12-27 2022-03-29 三菱重工エンジニアリング株式会社 Ｃｏ２回収装置、ｃｏ２回収方法
US11318417B2 (en) * 2019-03-18 2022-05-03 Sustainable Energy Solutions, Inc. Component removal from a gas
US11008521B1 (en) * 2019-10-08 2021-05-18 Saudi Arabian Oil Company Control of demulsifier injection into crude oil entering separators
US10968402B1 (en) 2019-10-08 2021-04-06 Saudi Arabian Oil Company Method and system for the control of water concentration in crude oil entering the dehydrators
CN110960956B (zh) * 2019-12-02 2023-12-29 中国石油天然气集团有限公司 一种适用于相变吸收剂吸收烟气中co2的方法及系统
US11548784B1 (en) 2021-10-26 2023-01-10 Saudi Arabian Oil Company Treating sulfur dioxide containing stream by acid aqueous absorption
US12116326B2 (en) 2021-11-22 2024-10-15 Saudi Arabian Oil Company Conversion of hydrogen sulfide and carbon dioxide into hydrocarbons using non-thermal plasma and a catalyst
US12179129B2 (en) 2021-12-14 2024-12-31 Saudi Arabian Oil Company Synergetic solvent for crude oil emulsion breakers
US11926799B2 (en) 2021-12-14 2024-03-12 Saudi Arabian Oil Company 2-iso-alkyl-2-(4-hydroxyphenyl)propane derivatives used as emulsion breakers for crude oil
US20250281875A1 (en) * 2022-05-06 2025-09-11 Global Thermostat Operations, LLC Substituted epoxide modified sorbents, systems including sorbents, and methods using the sorbents
JP2025518138A (ja) 2022-05-27 2025-06-12 ゼロ カーボン システムズ インコーポレイテッド ハイスループット可動パネル直接空気回収システム

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101422691A (zh) * 2008-11-20 2009-05-06 武汉凯迪电力环保有限公司 燃煤烟气多污染物脱除工艺及其设备
US20120027664A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 General Electric Company Carbon dioxide capture system and methods of capturing carbon dioxide
CN103241738A (zh) * 2012-02-06 2013-08-14 通用电气公司 用于捕获二氧化碳的系统和方法
CN104107619A (zh) * 2014-07-25 2014-10-22 西安交通大学 一种参杂相变材料的吸附床层
CN106139818A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 辽宁大学 一种利用相变储能材料稳定气体吸附脱附温度的方法
CN107381508A (zh) * 2017-07-14 2017-11-24 迈奇曼德（北京）科技有限责任公司 一种相变材料控制制氧反应温度的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2593957B1 (fr) 1986-02-05 1988-04-08 Commissariat Energie Atomique Memoire a bulles magnetiques en technologie hybride
US4971605A (en) 1989-09-18 1990-11-20 Institute Of Gas Technology Isothermal thermo-cyclic processing
US5085839A (en) * 1990-01-08 1992-02-04 Lyondell Petrochemical Company Apparatus for the prevention of acid gas excursions
NL9401233A (nl) 1994-03-25 1995-11-01 Tno Werkwijze voor membraangasabsorptie.
JP5341022B2 (ja) 2010-05-25 2013-11-13 愛三工業株式会社 キャニスタ
AU2012238512B2 (en) 2011-04-08 2017-07-06 L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude Mixture of an adsorbent and a phase change material with an adapted density
US10086331B2 (en) 2013-11-05 2018-10-02 University Of Notre Dame Du Lac Carbon dioxide capture using phase change ionic liquids
CN105219352B (zh) 2015-09-30 2018-02-09 贵州华益能环保科技有限公司 一种相变储能复合微胶囊及制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101422691A (zh) * 2008-11-20 2009-05-06 武汉凯迪电力环保有限公司 燃煤烟气多污染物脱除工艺及其设备
US20120027664A1 (en) * 2010-07-30 2012-02-02 General Electric Company Carbon dioxide capture system and methods of capturing carbon dioxide
CN103241738A (zh) * 2012-02-06 2013-08-14 通用电气公司 用于捕获二氧化碳的系统和方法
CN104107619A (zh) * 2014-07-25 2014-10-22 西安交通大学 一种参杂相变材料的吸附床层
CN106139818A (zh) * 2016-08-19 2016-11-23 辽宁大学 一种利用相变储能材料稳定气体吸附脱附温度的方法
CN107381508A (zh) * 2017-07-14 2017-11-24 迈奇曼德（北京）科技有限责任公司 一种相变材料控制制氧反应温度的方法

Also Published As

Publication number Publication date
SG11202007230SA (en) 2020-08-28
JP2021511959A (ja) 2021-05-13
KR20200118159A (ko) 2020-10-14
US20190240613A1 (en) 2019-08-08
WO2019156878A1 (en) 2019-08-15
US10946331B2 (en) 2021-03-16
US20200289974A1 (en) 2020-09-17
US10946330B2 (en) 2021-03-16
SA520412593B1 (ar) 2022-10-18
EP3749436A1 (en) 2020-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111655356A (zh) 用于从酸气物流去除酸性气体的系统和方法
KR101992109B1 (ko) 병류 접촉기용 코어레서
CN101909720B (zh) 用于处理烟道气流的多级co2去除系统和方法
CN102341157B (zh) 酸性气体脱除方法中的直接接触冷凝
EP2623180A1 (en) Systems and methods for capturing carbon dioxide
EP2412425B1 (en) Carbon dioxide capture system and method of capturing carbon dioxide
KR20120066657A (ko) 이산화탄소를 포획하기 위한 단일 흡수기 용기
WO2013000953A2 (en) An amine absorbent and a method for co2 capture
CN102527194B (zh) 二氧化碳分离回收系统和重沸器输入热量测量方法
US9155989B2 (en) Method and system for gas purification with first direct absorption step and second absorption step by means of membrane contactor
BR112015015744B1 (pt) Contactar uma corrente de gás com uma corrente de líquido
US20200061525A1 (en) Apparatus and method for recovering carbon dioxide in combustion exhaust gas
KR20160005098A (ko) 수직 배향 병류 접촉 시스템을 사용하여 가스 스트림으로부터 불순물들을 분리
EP2641649B1 (en) Carbon dioxide separating and collecting system and method of operating same
JP2013538127A (ja) Ｃｏ２捕捉システムのエネルギー必要量を減らす方法およびシステム
CN116847920A (zh) 用于捕获感兴趣的分子的方法和相关的捕获系统
US9114350B2 (en) Apparatus and methods for regeneration of precipitating solvent
JPH04265115A (ja) 酸性ガス処理装置および方法
FR2977168A1 (fr) Procede de desacidification d'un gaz avec plusieurs etapes de mise en contact a co-courant avec une solution absorbante
CA3056375C (en) Apparatus and method for recovering carbon dioxide in combustion exhaust gas
WO2014017918A1 (en) Amine reduction in aerosols

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200911