專利名稱：從烴流體物流中除去汞的方法
技術領域：
本發明涉及處理烴流體物流以降低其汞含量的方法和所使用的設備。
背景技術：
在本說明書和權利要求書中，術語"烴流體物流"用于指含液態 烴和天然氣的物流。液態烴包括原油、冷凝物和石腦油，它們通常與 天然氣一起從來源(例如井或井口裝置)產出或提供。在本說明書和權 利要求書中，術語"處理烴流體物流"用于指處理所述物流以至少獲 得具有降低的汞含量的粗烴物流，該粗烴物流優選隨后可以被穩定。
處理烴流體物流以隨后提供穩定的粗經物流和氣態物流是已熟知 的技術，其通常在穩定裝置中實施。
然而，用于穩定過程所需的裝置對汞、更特別是析出的液態汞和 甚至更特別是在任意的低溫步驟或過程(此時更容易析出汞)期間析出 的汞非常敏感。
因此，人們經常認為當對烴流體物流進行穩定處理之前在所述物 流中存在超出閾值水平或含量的汞時，降低所述物流中的汞含量是極 為重要的。
US 4， 985， 137描述了從天然氣冷凝物中去除汞的方法，其中將硫 化氫混入天然氣冷凝物中和將混合物與汽提氣體一起進料通過含催化 劑的反應器。
然而，US 4, 985,137的方法需要向天然氣物流中加入硫化氫，而 硫化氫是通常需要從天然氣物流中大量除去的化合物。
本發明的目的是在不添加硫化氫的條件下降低烴流體物流中的汞 含量。
發明內容
本發明提供處理烴流體物流的方法，所述方法至少包括以下步驟
(a) 使烴流體物流流過相分離器以提供液相物流和分離器頂部物 流5 和
(b) 使液相物流與無汞氣態物流一起流過汽提塔以提供汞含量降 低的液體物流。
本發明也提供降低烴流體物流中汞含量的方法，所述方法至少包 括以下步驟
(a) 使烴流體物流流過相分離器以提供液相物流和分離器頂部物
流；
(b) 使液相物流與無汞氣態物流一起流過汽提塔以提供汞含量降 寸氐的液體物流；
(c) 使分離器頂部物流流過一個或多個除汞裝置以提供汞含量降 《氐的氣態物流；和
(d) 將汞含量降低的氣態物流的至少一部分提供作為步驟(b)中 的無汞氣態物流的至少一部分、優選全部。
本發明另外提供用于處理烴流體物流的設備，所述設備至少包括 相分離器，烴流體物流可流過該相分離器以提供液相物流和分離 器頂部物流；和
汽提塔，液相物流可與無汞氣態物流一起流過該汽提塔以提供汞 含量降低的液體物流。
本發明可以處理具有高于或預期高于對烴流體物流的后續處理 (包括穩定)所需的汞含量或水平的烴流體物流。
本發明中可用的烴流體物流包括天然氣中含有或以其它方式與天 然氣聯合或組合的液態烴。
本發明中可用的烴流體物流可具有任意適合的分子量范圍和任意 芳烴含量，包括具有高分子量的液體物流。
本發明可在不需要硫化氫的條件下將來自烴流體物流的液相物流中的汞含量降低至適合的水平，從而可以在穩定裝置中對所述物流進 行后續穩定而沒有與汞有關的問題。
穩定裝置在本領域中已熟知。穩定裝置的一個目的是從包括例如 原油和天然氣的進料物流中除去不需要的化合物。例如，通常需要從 原油中除去(例如通過汽提過程)硫化氫和較輕的硫醇以使原油"脫 硫"，和因此由"酸性原油"提供"脫硫原油"。穩定裝置的另一功 能是降低蒸氣壓使得來自穩定裝置的粗液態烴滿足所需的規格。原油
所需規格其中一項可以是具體的Reid蒸氣壓(RVP)，它通常用于確保 來自穩定裝置的原油可以通過航海容器例如油船進行儲存和/或運輸。 穩定是蒸餾的一種形式，和它的一般方法、典型操作條件和參數 以及所使用的設備都是本領域已熟知的。通常，從穩定裝置的內容物 中汽提出化合物例如H2S和較輕的烴和使這些化合物向上流過穩定裝 置以提供頂部物流，而較重和硫含量更低的粗液態烴向下流向穩定裝 置的底部。
在到達穩定裝置之前，通常對進料物流進行處理以除去一種或多 種其它非烴組分，例如二氧化碳和水。
通常，在加入穩定裝置中之前，使用于穩定的進料物流流過低溫 分離器(LTS)。 LTS按照本領域已知的方式控制進料物流的露點。它的 溫度通常低于穩定裝置和其它處理裝置，從而LTS通常是穩定過程的 一部分，在其中最容易使進料物流中的氣態汞以液態析出。
通常，在LTS之前也可存在一個或多個膨脹閥，例如Joule Thompson閥，這些閥冷卻LTS的進料，使氣態汞在閥中或在LTS中或 在二者中進一步析出。
在烴流體物流處理裝置中，可在各點計算操作溫度、壓力和其它 相關操作參數，以預測汞的析出。在這個方面，待穩定的烴流體物流 可能因為具有足夠低的汞含量(例如低于已知的閾值水平或含量)而無 需具體除去汞，或者僅需要已知的除汞方法，例如使用一個或多個除 去氣態汞的裝置。
下面將通過實施例和參考所附非限定附圖僅說明本發明的實施方
案，其中
圖1示意性顯示了根據本發明的一個實施方案處理烴流體物流例 如原油和天然氣物流的方法。
具體實施例方式
用于本說明書的目的，單個的附圖標記號將被分配用于一條管線 及該管線中載帶的物流。相同的附圖標記號表示相似的部件。圖l顯 示的烴流體物流10通常包含粗液態烴，其中含有至少 一部分原油冷凝 物、以及一定比例的水和天然氣。在烴流體物流例如原油中的冷凝物、 氣體和水的一般性質和比例在本領域中是已知的，或者可以基于經流 體物流的現有來源的知識進行合理預測。
烴流體物流10流過相分離器12以按照本領域已知的方式分離至 少一部分水以及冷凝物和氣體的餾分。例如，相分離器12可以是三相 分離器，優選高壓閃蒸罐，其可以分離以下物質(a)作為分離器頂 部物流50流過氣體管線50的一種或多種氣體例如曱烷，(b)流過水管 線25的水，和(c)含冷凝物的液相物流20。
在US 4,985, 137中，硫化氫與天然氣冷凝物于管道靜態混合器中 混合。這需要故意加入通常需要從天然烴物流中大量除去的化合物。
在本發明中，使液相物流20直接流入汽提塔22中。汽提塔在本 領域中已熟知，和它的操作參數在本領域中也已熟知。汽提塔可以包 括一塊或多塊(通常是多塊)塔盤或擋板以破壞在汽提塔22中的流動。
優選地，汽提塔22在與相分離器12的壓力相似或接近(優選在士25 巴的范圍內，更優選在土IO巴或更小的范圍內)的壓力下進行操作，從 而無需明顯改變相分離器12與汽提塔22之間的壓力。
典型汽提塔的操作壓力可以是2-110巴，優選10-80巴，和更優 選25-75巴。
汽提塔的操作溫度為本領域中已熟知'，'和可以是40-150。C，優選60-120。C,和更優選70-100°C。
在汽提塔22的底部或附近加入無汞氣態物流30。"無汞"氣態物 流30的汞含量可以是〈10 jLig/Nm3，優選<5 iug/Nm3，更優選<1 u g/Nm3。當無汞氣態物流30向上流過汽提塔22時，其用于從液相物流 20中汽提出汞，從而汽提塔22在其底部或附近提供汞含量降低的液 體物流40。
與液體物流20相比，汞含量降低的液體物流40中汞含量降低 30-95wt%,優選降低60-90wt% ，更優選降低70-85wt % 。
可通過改變汽提塔22的一個或多個操作參數(例如壓力和溫度)來 改變汽提塔22中除汞的程度。例如，可通過增大汽提塔22中的溫度 除去更多的汞，雖然這也可能需要一個或多個新的或附加的裝置(例如 再沸器)以提供對汽提塔22的加熱，和一個或多個新的或附加的冷卻 裝置以冷卻一個或多個排出的物流。
也可降低汽提塔22的壓力除去更多的汞，雖然這也可能需要一個 或多個新的或附加的變壓裝置(例如壓縮機和膨脹器)以重新調整下游 的壓力。
汽提塔22也可提供可被單獨使用或處理的塔頂物流80。作為替 換，使至少一部分、優選全部的塔頂物流80通過組合器11再循環回 到烴流體物流10中，以再加入相分離器12中。
相分離器12提供分離器頂部物流50。在本發明的一個實施方案 中，使分離器頂部物流50流過一個或多個除汞裝置32例如本領域中 已知的除汞床，以提供汞含量降低的氣態物流60。可通過除汞裝置32 的設計以適應由于塔頂物流80的再循環產生的對除汞裝置32的任何 附加的除汞負荷。
汞含量降低的物流60中的汞含量降低為〉90w"，優選〉95wt。/。，更 優選〉97wt。/。或甚至〉99wt。/。。汞含量降低的物流60中的汞含量優選〈1 ju g/Nm3。
在本發明的一個具體實施方案中，汞含量降低的氣態物流60的至 少第一部分60a為供應至汽提塔22的無汞,態物流30的唯一來源。可通過適合的物流分流器61對汞含量降低的氣態物流60進行分流以 提供作為無汞氣態物流30的來源的第一部分60a和用于如下文所述的 下游后續應用的第二部分60b。
根據汽提塔22中無汞氣態物流30的要求，汞含量降低的氣態物 流60的第一部分60a和第二部分60b可以分別是0-100% , 但兩部 分60a和60b的組合是10(T/。。優選將至少20 vo"/。、更優選至少30 vol% 的汞含量降低的氣態物流60提供為第一部分60a。
可通過一個或多個壓縮機24壓縮第一部分60a(以克服與汽提塔 22之間的任何壓差)以提供無汞氣態物流30。
從汞含量降低的氣態物流60中提供更大量的第一部分60a也可增 大在汽提塔22中從液相物流20除汞的程度。然而，笫一部分60a所 占的百分數必須與其從中產出的塔頂物流80的量和可用于后續應用 的第二部分60b的降低量平衡。
隨后可使汞含量降低的液體物流40直接或與一種或多種其它進料 物流組合流至穩定塔(未顯示)。例如，可通過本領域中已知的組合器 41將汞含量降低的液體物流4 0與汞含量降低的氣態物流6 0的第二部 分60b組合，以提供組合的汞含量降低的物流70。優選地，與烴流體 物流IO相比，組合的物流70中汞含量降低是70-99wt。/。，優選80-98wt %，更優選90-97wt%。處理烴流體物流的方法也可包括其它項或裝 置例如冷凝器，或含有其它物流線路排列例如分流物流，所以本發明 不限于圖1中所示的具體流程圖。
本發明也可被引入或改造成現有的烴流體物流處理裝置例如穩定 裝置用于高汞含量的烴流體物流或者與一種或多種在穩定前不需要除 汞的其它烴流體物流一起。因此，可以在不干擾一種或多種現有的烴 流體物流處理裝置或過程的情況下使用本發明的方法。
本發明適用于任何可以至少分離成通常含有冷凝物的液相物流和 分離器頂部物流的烴流體物流。有利地，頂部物流的汞含量也降低， 和它的至少第一部分提供汽提塔所需的無汞氣態物流。這提供了液體 冷凝物除汞法與氣體除汞法的整合，和也提供了用亍下游處理的汞處
9理過的氣體和液體物流。
本領域技術人員將易于理解到在不偏離所附權利要求的范圍的前 提下可以以多種形式對本發明進行調整。
權利要求
1. 一種處理烴流體物流的方法，所述方法至少包括以下步驟(a)使烴流體物流(10)流過相分離器(12)以提供液相物流(20)和分離器頂部物流(50)；(b)使液相物流(20)與無汞氣態物流(30)一起流過汽提塔(22)以提供汞含量降低的液體物流(40)。
2. 權利要求l的方法，另外包括使分離器頂部物流(50)流過一個 或多個除汞裝置(32)以提供汞含量降低的氣態物流(60)。
3. 權利要求2的方法，另外包括將汞含量降低的氣態物流(60)的 至少第一部分(60a)提供作為步驟(b)中的無汞氣態物流(30)的至少一 部分、優選全部。
4. 權利要求3的方法，其中將至少20 vol%、優選至少30 vol% 的汞含量降低的氣態物流(6 0)提供作為無汞氣態物流(30)。
5. 權利要求2-4中一項或多項的方法，其中將汞含量降低的氣態 物流(6 0)的至少第二部分(6 Ob)與汞含量降低的液體物流(4 0)組合，以 提供組合的汞含量降低的物流(7 0)。
6. 根據前述權利要求中一項或多項的方法，其中隨后對汞含量降 低的液體物流(40)進行進一步處理，優選使其穩定。
7. 根據前述權利要求中一項或多項的方法，其中汽提塔(22)也提 供塔頂物流(8 0)，和另外包括使塔頂物流(80)流過相分離器(12)。
8. 根據前述權利要求中一項或多項的方法，其中與液相物流(20) 相比，汞含量降低的液體物流(40)中汞含量降低30-95wt%，優選降 低60-90wt0/0，更優選降低70-85wt% 。
9. 一種降低烴流體物流(IO)中汞含量的方法，所述方法至少包括 以下步驟(a) 使烴流體物流(10)流過相分離器(12)以提供液相物流(20)和 分離器頂部物流(50);(b) 使液相物流(20)與無汞氣態物流(30) —起流過汽提塔(22)以提供汞含量降低的液體物流(4 0);(c) 使分離器頂部物流(50)流過一個或多個除汞裝置(32)以提供汞含量降低的氣態物流(60);和(d) 將汞含量降低的氣態物流(60)的至少一部分(60a)提供作為步驟(b)中的無汞氣態物流(30)的至少一部分、優選全部。
10.前述權利要求中一項或多項的方法，其中烴流體物流(10)的至少一部分是原油冷凝物。
全文摘要
本發明涉及一種從烴流體物流中除去汞的方法。一種處理烴流體物流的方法，所述方法至少包括以下步驟(a)使烴流體物流(10)流過相分離器(12)以提供液相物流(20)和分離器頂部物流(50)；(b)使液相物流(20)與無汞氣態物流(30)一起流過汽提塔(22)以提供汞含量降低的液體物流(40)。
文檔編號C10G31/00GK101503634SQ20091000967
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月2日 優先權日2008年2月4日
發明者H·M·伊斯梅爾穆斯塔法 申請人:國際殼牌研究有限公司