(11)	022563 (13) B1	Разделы: A B C D E F G H
(21)	200970978
(22)	2008.05.16
(51)	B01D 53/04 (2006.01) C10L 3/10 (2006.01) C07C 7/12 (2006.01)
(31)	60/930,827; 12/152,874
(32)	2007.05.18; 2008.05.16
(33)	US
(43)	2010.04.30
(86)	PCT/US2008/006277
(87)	WO 2008/143967 2008.11.27
(71)	(73) ЭКСОНМОБИЛ РИСЕРЧ ЭНД ИНДЖИНИРИНГ КОМПАНИ (US)
(72)	Декман Гарри В., Келли Брюс Т., Томас Юджин Р., Ченс Рональд Р., Нортроп П. Скотт, Коркоран Эдвард В. (US)
(74)	Медведев В.Н. (RU)
(54)	СПОСОБ УДАЛЕНИЯ ЦЕЛЕВОГО ГАЗА ИЗ СМЕСИ ГАЗОВ

(57) 1. Циклический способ удаления компонента газовой примеси, представляющего собой СО₂, N₂, H₂S, NO_x, NH₃, Hg, меркаптан и/или тяжелые углеводороды, из газовой смеси высокого давления, представляющей собой природный газ или синтез-газ и содержащей указанные примеси и компонент продуктового газа, представляющий собой CH₄ или смесь СО и Н₂, указанный способ включает:

a) подачу указанной газовой смеси в турбоэкспандер, который обеспечивает увеличение объема указанной газовой смеси до достижения давления и температуры газовой смеси, при которых в конце цикла стадии адсорбции загрузка компонента примесей в адсорбер рядом с точкой ввода газовой смеси в контактор составляет более чем 0,15 от максимально достижимой загрузки, а наклон изотермы адсорбции в точке введения газовой смеси в контактор является таким, что выполняется неравенство

где K_Heavy - константа Генри, определяемая изотермой по закону Генри при низком давлении как

где q_Heavy - количество адсорбированного компонента газовой примеси,

Р_Heavy - парциальное давление компонента газовой примеси,

q_s - максимально достижимая загрузка компонента газовой примеси в микропоры контактора,

и температурная зависимость константы Генри определяется уравнением

где K₀ - предэкспоненциальный множитель,

ΔН - теплота адсорбции и

α=1/50, более предпочтительно α=1/25, еще более предпочтительно α=1/8;

b) подачу указанной газовой смеси при указанных давлении и температуре из указанного турбоэкспандера на установку разделения газов адсорбцией за счет перепада давления, содержащую контактор адсорбента;

c) получение потока продуктового газа, обедненного указанным компонентом газовой примеси;

d) сбор указанного продуктового потока;

e) десорбирование по меньшей мере части адсорбированного компонента газовой примеси из указанного материала адсорбента;

f) сбор указанного потока отходящего газа.

2. Способ по п.1, в котором в конце цикла стадии адсорбции загрузка компонента газовой примеси в адсорбер рядом с точкой ввода газовой смеси в контактор составляет более 0,3, более предпочтительно 0,6 от максимально достижимой загрузки.

3. Способ по п.1, где более чем 90 мол.% СН₄ в газовой смеси извлекают в потоке продуктового газа.

4. Способ по п.1, где микропористый адсорбент состоит из цеолита с 8-членными кольцами.

5. Способ по п.4, где цеолит с 8-членными кольцами имеет мольное отношение Si к Al приблизительно от 1:1 до 1000:1.

6. Способ по п.5, где цеолит с 8-членными кольцами выбран из DDR, Sigma-1 и ZSM-58.

7. Способ по п.4, где цеолит с 8-членными кольцами находится в форме кристаллов цеолита, которые, по существу, одинаковы по размерам.

8. Способ по п.1, где компонент газовой примеси представляет собой СО₂.

9. Способ по п.1, где компонент газовой примеси представляет собой H₂S, а микропористый адсорбент состоит из станносиликата.

10. Способ по п.1, где контактор адсорбента состоит из первой зоны адсорбции, содержащей материал первого микропористого адсорбента, которая находится в жидкостном контакте со второй зоной адсорбции, содержащей материал второго микропористого адсорбента, где композиция материала первого микропористого адсорбента отличается от композиции материала второго микропористого адсорбента.

11. Способ по п.10, где материал первого микропористого адсорбента имеет более высокую селективность, чем материал второго микропористого адсорбента, для компонента первой газовой примеси в сравнении с компонентом продуктового газа газовой смеси.

12. Способ по п.11, где материал первого микропористого адсорбента имеет более высокую селективность, чем материал второго микропористого адсорбента, для компонента первой газовой примеси газовой смеси в сравнении с компонентом продуктового газа газовой смеси, и материал второго микропористого адсорбента имеет более высокую селективность, чем материал первого микропористого адсорбента, для компонента второй газовой примеси в сравнении с компонентом продуктового газа газовой смеси.

13. Способ по п.12, где компонент первой газовой примеси представляет собой СО₂, компонент второй газовой примеси представляет собой H₂S и компонент продуктового потока представляет собой СН₄.

14. Способ по п.12, где компонент первой газовой примеси представляет собой N₂, компонент второй газовой примеси представляет собой H₂S и компонент продуктового потока представляет собой СН₄.

15. Способ по п.13, где материал первого микропористого адсорбента состоит из цеолита с 8-членными кольцами, а материал второго микропористого адсорбента состоит из станносиликата.

16. Способ по п.15, где цеолит с 8-членными кольцами имеет мольное отношение Si к Al приблизительно от 1:1 до 1000:1.

17. Способ по п.16, где цеолит с 8-членными кольцами выбран из DDR, Sigma-1 и ZSM-58.

18. Способ по п.17, где цеолит с 8-членными кольцами находится в форме кристаллов цеолита, которые, по существу, одинаковы по размерам.

19. Способ по п.1, где менее чем 15 об.% объема открытых пор контактора адсорбента составляют поры размерами больше чем 20 Å.

20. Способ по п.1, где контактор адсорбента состоит, по существу, из параллельных проточных каналов, и поверхности указанных параллельных проточных каналов содержат эффективное количество частиц материала термальной массы, имеющего более высокую способность поглощать тепло, чем материал микропористого адсорбента.

21. Способ по п.19, где контактор адсорбента содержит как мезопоры, так и макропоры и где, по меньшей мере, некоторое количество мезопор и макропор занято блокирующим агентом эффективного размера так, что он является достаточно небольшим, чтобы плотно входить в мезопоры, но слишком большим, чтобы плотно входить в микропоры.

22. Способ по п.21, где блокирующий агент выбран из группы, состоящей из полимеров, микропористых материалов, твердых углеводородов и жидкостей.

23. Способ по п.22, где блокирующий агент представляет собой жидкость, выбранную из аминов, таких ароматических соединений, как 1,3,5-триметилбензол, разветвленных насыщенных углеводородов, и жидких углеводородов, имеющих углеродные числа в интервале приблизительно от 5 до 60.

24. Способ по п.1, где турбоэкспандер соединен через вал с электрическим генератором.

25. Способ по п.1, где турбоэкспандер соединен через вал с компрессором.

26. Способ по п.24, где по меньшей мере часть электрической энергии, произведенной указанным генератором, используется для снабжения энергией компрессора.

27. Способ по п.26, где указанный компрессор используют для сжатия по меньшей мере части указанного потока отходящего газа до давления по меньшей мере 6894 кПа (1000 фунт/кв.дюйм).

28. Способ по п.1, где газовая смесь состоит из выкипающего газа СПГ.

29. Способ по п.1, где газовая смесь состоит из мгновенно выделяющегося газа СПГ.