Установка и способ удаления кислых газов

009089 Данная заявка претендует на преимущество приоритета предварительной заявки на выдачу патента США с регистрационным номером 60/433257, которая подана 12 декабря 2002 г. и которая включена в данное описание в виде ссылки. Область техники, к которой относится изобретение Областью техники, к которой относится изобретение, является удаление кислых газов из сырьевого газа, и в частности удаление кислых газов из сырьевого газа с высоким содержанием углекислого газа и сероводорода. Уровень техники Удаление кислых газов из различных потоков газа и особенно удаление углекислого газа из потоков природного газа становится все более важным технологическим процессом, поскольку содержание кислых газов в различных источниках газа сравнительно высоко или увеличивается со временем. Например,различные источники природного газа на Аляске, в континентальной Северной Америке, Норвегии,Юго-Восточной Азии или в Мексиканском заливе содержат углекислый газ в пределах примерно от 20 до 75%. Кроме того, кислый газ из разных газовых месторождений также содержит сероводород в значительных концентрациях, который обычно должен быть удален, чтобы были удовлетворены технические требования по качеству для трубопровода. Например, в одном обычно используемом способе удаления кислых газов химический растворитель(например, растворитель на основе амина) используется для удаления кислого газа, который обычно требует дополнительной обработки выделенного кислого газа на заводе по производству серы, чтобы превратить сероводород из регенерированного растворителя в серу в виде побочного продукта. Такое комбинирование - удаление кислых газов и производство серы - в большинстве случаев является энергоемким и дорогостоящим. Кроме того, на сокращающемся в настоящее время рынке серы полученная таким способом сера представляет собой только небольшую ценность с коммерческой точки зрения, и поэтому от нее избавляются, что еще более повышает себестоимость таких операций. Альтернативно можно использовать мембранные системы для физического отделения кислого газа от газообразного подаваемого потока. Мембранные системы часто чрезвычайно легко можно приспособить для обработки различных объемов газов и к техническим условиям для конечного газообразного продукта. Кроме того, мембранные системы относительно компактны и, как правило, не содержат движущихся частей, что делает такие системы особенно рентабельными для обработки газа морских месторождений. Однако все или почти все одностадийные мембранные сепараторы относительно не избирательны и поэтому обеспечивают поток просочившегося углекислого газа с относительно высоким содержанием метана и углеводорода (который вентилируют, сжигают или используют как горючий газ с низким BTU). Следовательно, относительно высокие потери метана и углеводорода часто делают применение такого процесса нежелательным и неэкономичным. Для уменьшения потерь можно использовать многостадийные мембранные сепараторы с рекомпрессией между стадиями. Однако такие установки в большинстве случаев являются энергоемкими и дорогостоящими. Еще в одном примере используется физический растворитель для удаления кислого газа из сырьевого газа, что является особенно выгодным при обработке газа с высоким парциальным давлением кислого газа, так как потенциальная обрабатывающая способность физического растворителя возрастает по мере увеличения парциального давления кислого газа (закон Генри). При использовании физических растворителей абсорбция конкретного кислого газа, в основном, зависит от конкретно применяемого растворителя и, кроме того, зависит от давления и температуры растворителя. Например, метанол можно использовать как легкокипящий органический физический растворитель, что в качестве примера рассмотрено Herbert et al. в патенте США 2863527. Однако требование по охлаждению хладагентом, для того чтобы поддерживать растворитель при криогенных температурах, относительно высоко и способ часто обеспечивает большую, чем требуется, абсорбцию метана и этана, таким образом, требуются большие затраты энергии при рекомпрессии и восстановлении. На фиг. 1 показан типичный способ на основе физического растворителя в качестве примера, соответствующий предшествующему уровню техники, который концептуально относительно прост, при этом в способе используют холодный обедненный растворитель для удаления углекислого газа из сырьевого газа. Растворитель регенерируют последовательным испарением для понижения давлений и испаренный растворитель затем нагнетают в абсорбер, где растворитель охлаждают с помощью внешнего охлаждения (циркуляцией либо обогащенного растворителя, либо обедненного растворителя). В большинстве случаев требуется пароподогреватель или бензиновый нагреватель для регенерации растворителя. Способы на основе физического растворителя, как правило, выгодны для удаления больших количеств кислого газа (например, обработанный газ имеет от 1 до 2% остаточного кислого газа). Однако часто трудно удалить высокосернистые газы, и особенно сероводород, до уровней, которые удовлетворяют требованиям по качеству газа в трубопроводе. Кроме того, типичные традиционные способы требуют регенерации растворителя с использованием тепла или пара, которая имеет тенденцию быть относительно энергоемкой. Без применения тепла для регенерации растворителя известные в настоящее время способы регенерации с помощью испарения не дадут достаточно обедненного растворителя для обработки газа, чтобы удовлетворить техническому условию по сероводороду для трубопровода.-1 009089 Таким образом, хотя известны различные установки и способы удаления кислых газов из сырьевого газа, все или почти все из них имеют один или несколько недостатков. Помимо всего прочего, уровни сероводорода в обработанных газах часто неприемлемо высоки для действующих стандартов и без дальнейшей обработки обработанный газ часто не может соответствовать техническим требованиям для трубопровода. Кроме того, для известных способов необходимо существенное количество энергии для уменьшения концентрации кислых газов до стандартов трубопровода, а также известные способы подвержены существенным потерям углеводорода. Поэтому все еще существует потребность в создании усовершенствованных способа и установки для удаления кислых газов. Сущность изобретения Данное изобретение относится к установке и способу удаления кислых газов из сырьевого газа с использованием физического растворителя, в которых растворитель регенерируют до сверхобедненного растворителя, используя адсорбционный газ, по существу, не содержащий сероводорода для вакуумной стрилпинг-колонны. Поэтому в одном особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения установка будет включать вакуумную стриппинг-колонну, которая имеет конфигурацию для получения сверхобедненного физического растворителя из обедненного сероводородсодержащего физического растворителя. Такая установка, кроме того, будет включать резервуар для испарения при высоком давлении и резервуар для испарения при среднем давлении, которые обеспечивают очищающий газ, по существу, не содержащий сероводорода для вакуумной стриппинг-колонны. Кроме того, установка включает абсорбер, который работает с изотермическим градиентом или с уменьшающимся от вершины к основанию температурным градиентом и который получает сырьевой газ, содержащий по меньшей мере 10 мол.% углекислого газа и по меньшей мере 500 ч./млн сероводорода(обычно, по меньшей мере, частично дегидратированный и/или при давлении по меньшей мере 1000 фунтов/кв.дюйм). Что касается содержания сероводорода в растворителях, то обычно предполагают, что обедненный сероводородсодержащий физический растворитель содержит по меньшей мере 100 ч./млн сероводорода и что сверхобедненный физический растворитель содержит менее чем 100 ч./млн (и наиболее характерно менее чем 10 ч./млн) сероводорода. Адсорбционный газ, по существу, не содержащий сероводорода, предпочтительно содержит по меньшей мере 95 мол.% углекислых газа. В следующих рассматриваемых вариантах осуществления изобретения установка может также включать сепаратор, в котором кислый газ отделяется от обогащенного растворителя, таким образом,производя обедненный сероводородсодержащий физический растворитель (где часть кислого газа сжимается и вводится в устройство). Кроме того, в вакуумной стриппинг-колонне может быть получен второй кислый газ, который объединяется с кислым газом из сепаратора. Следовательно, способ производства сверхобедненного физического растворителя может включать одну стадию, на которой адсорбционный газ, по существу, не содержащий сероводорода, отделяют от физического растворителя по меньшей мере в одном из резервуаров: в резервуаре для испарения при высоком давлении и резервуаре для испарения при среднем давлении. На другой стадии сероводород очищают от обедненного сероводородсодержащего физического растворителя в вакуумной стриппинг-колонне, чтобы образовать сверхобедненный физический растворитель. Относительно различных устройств и других рабочих параметров применяются те же самые рассуждения, что и описаны выше. Различные задачи, характерные признаки, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из следующего подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения. Краткое описание чертежей На фиг. 1 изображена схема удаления кислых газов с использованием физического растворителя согласно предшествующему уровню техники. На фиг. 2 изображена примерная схема установки для удаления кислых газов согласно настоящему изобретению. Подробное описание Было обнаружено, что кислые газы, и в частности углекислый газ, удаляются из сырьевого газа, содержащего углекислый газ и сероводород в установках и способах, в которых испаренные газы из сырьевого газа используют для десорбирования сероводорода из обедненного физического растворителя, который также используют для удаления углекислого газа. В особенно предпочтительных вариантах предполагается, что стриппинг-колонна работает при давлении вакуума (обычно примерно от 1-10 фунтов/кв.дюйм), в которую очищающий газ подают испаренным при высоком давлении и среднем давлении в процессе регенерации растворителя. Кроме того, предпочтительно, чтобы условия испарения при высоком давлении и среднем давлении и количество испаренных газов предпочтительно были выбраны так, что газы испарения содержат, в основном, легкие углеводороды и некоторое количество углекислого газа, но, по существу, не содержат сероводорода (т.е. менее 1000 ч./млн, обычно меньше 100 ч./млн и более типично менее 10 ч./млн). Таким образом, следует понимать, что вакуумная стриппинг-колонна может производить обедненный растворитель, который-2 009089 обеднен сероводородом (т.е. менее чем 10 ч./млн), и она подходит для обработки серосодержащего газа до получения низкого уровня сероводорода. В используемом в данном описании смысле термин изотермический градиент в связи с физическим растворителем в абсорбере означает, что температура физического растворителя в верхней части абсорбера, по существу, идентична (т.е. абсолютное отклонение температуры не больше чем 10F) температуре физического растворителя в средней и нижней частях абсорбера. Точно так же, термин уменьшающийся от вершины к основанию температурный градиент в используемом в данном описании смысле означает, что температура физического растворителя в верхней части абсорбера выше, чем температура физического растворителя в средней и/или нижней части абсорбера. Кроме того, в используемом в данном описании смысле по отношению к колонне или абсорберу термины верхняя и нижняя следует понимать по отношению друг к другу. Например, отвод или добавление потока в верхней части колонны или абсорбера означает, что отвод или добавление происходит в более высоком положении(относительно земли, когда колонна или абсорбер находятся в работе) чем поток, отведенный из нижней области той же самой колонны или абсорбера. Рассматриваемый под другим углом зрения, термин верхняя, таким образом, может относиться к верхней половине колонны или абсорбера, тогда как термин нижняя может относиться к нижней половине колонны или абсорбера. Подобным образом, когда используют термин средняя, то следует понимать, что средняя часть колонны или абсорбера является промежуточной по отношению к верхней части и нижней части. Однако когда используют верхняя, средняя и нижняя по отношению к колонне или абсорберу, то не следует понимать, что такая колонна строго разделена на три части в соответствии с этими терминами. Кроме того, в используемом в данном описании смысле термин примерно при использовании в связи с числовыми значениями относится к абсолютному отклонению, меньшему или равному 10% от числового значения, если не оговорено особо. Поэтому, например, термин примерно 10 мол.% содержит диапазон от 9 мол.% (включительно) до 11 мол.% (включительно). В предпочтительном варианте, который изображен на фиг. 2, установка содержит устройство для дегидратации газа 101 (обычно на основе ТЭГ или молекулярного сита), которое удаляет содержащуюся воду из сырьевого газа 1 до точки росы около -40F, образуя поток высушенного газа 2. Особенно предпочтительно поток обработанного сырьевого газа 2 далее охлаждается (обычно от-10 до 30F) в теплообменнике 102 при использовании верхнего потока абсорбера 11 как хладагента для образования охлажденного потока обработанного сырьевого газа 5, который разделяется в сепараторе 103 на жидкий поток 3 и поток пара 7. Поток 3 содержит, в основном, С 5+ компоненты, которые могут быть далее извлечены как рыночный продукт NGL. Поток 7, обедненный С 5+ компонентами, смешивается с комбинированным рециркулирующим потоком 8, чтобы образовать поток 9, который далее охлаждается в теплообменнике 104. Теплообменник 104 использует охлаждение, обеспечиваемое потоком обогащенного растворителя 28, давление которого снижено до атмосферного давления, и далее охлаждает поток 9 обычно от -15 до -45F, таким образом, образуя охлажденный поток 10. Охлажденный таким образом поток 10 поступает в абсорбер 105 в нижнюю часть абсорбера. Должно быть особенно понятно, что охлаждение потока обработанного сырьевого газа до относительно низкой температуры (например, примерно от -15 до -45F) будет поддерживать температуру нижней части абсорбера на особенно низком уровне (например, примерно от 0 до -40F), что преимущественно увеличивает степени наполнения кислым газом обогащенного растворителя и таким образом снижает циркуляцию растворителя, потери метана и/или углеводородов. Кроме того, предпочтительно использовать боковой охладитель 108 для регулировки и/или поддержания температуры нижней секции абсорбера 105 при заранее заданной температуре абсорбции. В таких устройствах поток полуобогащенного растворителя 13 (созданный абсорбцией кислого газа в верхней части абсорбера) прокачивается насосом бокового охладителя 106 (по пути потока 14) и охлаждается в боковом охладителе 108 с использованием в качестве хладагента потока испаренного обогащенного растворителя 21 из гидравлической турбины 111. Охлажденный таким образом поток полуобедненного растворителя 15, обычно при температуре от -10 до -40F, возвращается в нижнюю секцию абсорбера 105. Далее особенно предпочтительно,чтобы хладагент для бокового холодильника 108 обеспечивался потоком испаренного обогащенного растворителя 20 (потоком испаренного обогащенного растворителя со сниженным давлением) через гидравлическую турбину 111. Однако следует понимать, что охлаждение может также быть обеспечено другими различными хладагентами и подходящие хладагенты могут быть внутренними (т.е. произведенными на установке) или внешними (например, охлаждение пропаном). Таким образом, подходящие боковые охладители можно успешно использовать для поддержания оптимальной температуры абсорбции для эффективной абсорбции кислого газа. Следовательно, следует понимать, что в таких установках среднюю часть абсорбера следует предпочтительно использовать при более низкой температуре, чем верхнюю часть абсорбера, что является особенно желательным, когда растворитель загружен кислым газом (растворитель всегда будет проявлять более низкую вязкость и более низкое поверхностное натяжение). После подачи в абсорбер полуобогащенный растворитель 15 будет затем далее абсорбировать углекислый газ из сырьевого газа, таким образом, образуя обогащенный растворитель 16, который выходит-3 009089 из абсорбера через первую гидравлическую турбину 107. Первая гидравлическая турбина 107 понижает давление в основании абсорбера обычно до значения, приблизительно равного половине давления сырьевого газа, таким образом, охлаждая обогащенный растворитель примерно от -5 до -35F с образованием потока обогащенного растворителя со сниженным давлением 17. Следует понимать, что в таких установках гидравлическая турбина выполняет работу энергетически эффективного устройства, так как она создает охлаждение, понижая температуру посредством расширения и испарения содержащегося кислого газа, при этом обеспечивая работу вала турбины, чтобы совершить работу (например, приведение в действие насоса для циркуляции растворителя). Обогащенный растворитель 17 после теплового обмена с потоком кислого газа 41 испаряется в сепаратор 110, который производит первый испаренный поток пара углеводорода 19, который разделяется на рециркулирующий поток 47 и очищающий поток 48. Поток 47 сжимается с помощью рециркуляционного компрессора 124 и возвращается в абсорбер 105, в то время как давление потока 48 понижается и он подается в вакуумную стриппинг-колонну 118 в виде потока 52. Что касается соотношения разделения потоков 47 и 48, то, как правило, предпочтительно, чтобы поток 48 составлял примерно от 5 до 30% от общей струи потока 19. Испаренный таким образом поток растворителя 20 расширяется в гидравлической турбине 111 до давления, уменьшенного наполовину, чтобы образовать поток расширенного обогащенного растворителя 21 (обычно от -20 до -40F), который используют для охлаждения потока полуобогащенного растворителя 14 в теплообменнике 108. Нагретый обогащенный растворитель 22 из теплообменника 108, обычно от 10 до -10F, разделяется в сепараторе 112, который производит второй испаренный поток пара углеводорода 23, который затем разделяется на рециркулирующий поток 49 и очищающий поток 50. Поток 4 9 сжимается с помощью рециркуляционного компрессора 124 и возвращается в абсорбер 105, в то время как давление потока 50 понижается и он подается в вакуумную стриппингколонну 118 в виде потока 51. Что касается соотношения при разделении потоков 49 и 50, то, как правило, предпочтительно, чтобы поток 50 составлял обычно примерно от 10 до 50% от общей струи потока 23. Давление потока испаренной жидкости 24 из сепаратора 112 далее понижается в расширительном клапане JT обычно до давления, уменьшенного наполовину, таким образом, охлаждая обогащенный растворитель от 5 до -15F. Таким образом, испаренный растворитель 25 разделяется в сепараторе 114, который производит третий испаренный углеводородный пар (третий рециркулирующий углеводородный поток 26), который подвергается рециркуляции с помощью рециркуляционного компрессора 124. Мощность, произведенная первой и второй гидравлическими турбинами 107 и 111, предпочтительно используется для обеспечения части требуемой мощности насоса для обедненного растворителя 119, вакуумного насоса 120 и/или для генерации мощности. Давление испаренной жидкости 27 из сепаратора 114 понижается в расширительном клапане JT 115 до давления выше атмосферного, таким образом, далее охлаждая обогащенный растворитель от -20 до-45F, который затем используется для охлаждения сырьевого газа в теплообменнике 104. Нагретый обогащенный растворитель 29 из теплообменника 104, обычно при температуре от 0 до -40F, затем разделяется в сепараторе 116 при атмосферном давлении, создавая поток испаренного кислого газа 30. Растворитель, испаренный при атмосферном давлении 31, расширяется через клапан JT 117 до давления вакуума (обычно примерно от 1 до 10 фунтов/кв.дюйм), образуя поток 32, который подают в вакуумную стриппинг-колонну 118, которая производит поток кислого газа 33 и поток обедненного растворителя 34. Вакуумная стриппинг-колонна предпочтительно содержит верхнюю секцию и нижнюю секцию, которые снабжаются очищающим газом 51 из испарительного барабана 112 и очищающим газом 52, подаваемым из испарительного барабана 110, соответственно. Следует понимать, что число секций для десорбции, источников очищающего газа и/или количество очищающих газов может быть различно в зависимости от составов сырьевого газа. Более того, там, где сырьевой газ имеет относительно высокое содержание сероводорода, может быть добавлена третья секция для десорбции с использованием части потока испаренного пара 26 из сепаратора 114. Альтернативно, возможна одна секция для десорбции с очищающим газом, подаваемым только из одного из испаренных потоков, если в сырьевом газе концентрация сероводорода является относительно низкой. Полученный таким образом сверхобедненный растворитель 34 нагнетают насосом 119 для обедненного растворителя до давления абсорбера для адсорбции кислого газа через поток сжатого сверхобедненного растворителя 35. Сероводородсодержащий кислый газ 33 затем может быть сжат с помощью вакуумного насоса 120, чтобы образовать поток сжатого кислого газа 37. В тех случаях, когда особенно желательно увеличение нефтеотдачи пласта или нагнетание кислого газа, предпочтительно, чтобы рассмотренные варианты осуществления изобретения включали теплообменник 109, который используется для охлаждения потока кислого газа 41 с использованием потока обогащенного растворителя со сниженным давлением 17 от гидравлической турбины 107. Кроме того, испаренный кислый газ 33 сжимается в вакуумном насосе 120 до атмосферного давления, объединяется с потоком 36, чтобы образовать поток 38, и далее сжимается в компрессоре 121. Поток сжатого кислого газа 39 охлаждается до его жидкого состояния (в потоке 43) с помощью теплообменников 122, 123 и 109. Может требоваться необязательный внешний конденсатор 124 с внешним охлаждением (44) для дополнительного режима охлаждения требуемого для конденсации кислого газа. Кислый газ в виде жидкости-4 009089 43 затем нагнетают насосом 125 в поток 46 для обратной закачки для повышенной нефтеотдачи пласта обычно при 4000 фунтов/кв.дюйм. Таким образом, следует понимать, что содержание углекислого газа в сырьевом газе будет обеспечивать понижение температуры для охлаждения растворителя, а также режим сжижения потока углекислого газа с помощью расширения обогащенного растворителя гидравлическими турбинами и клапанамиJT. Кроме того, следует понимать, что если требуется дополнительное охлаждение (например, при относительно низком давлении подачи), то охлаждение для растворителя может быть обеспечено охлаждением в JT с помощью рециркуляционного газового компрессора 124, осуществляющим сжатие до более высокого давления, растворитель может быть охлажден в теплообменнике 125, и его давление снижено с использованием клапана JT 140, образующего охлажденный поток 8, и он подан к абсорберу. Особенно подходящие альтернативные устройства на газообрабатывающих установках, которые можно модифицировать так, чтобы они включали рассмотренные устройства согласно настоящему изобретению, описаны в поданной для совместного рассмотрения международной заявке на выдачу патента авторов данного изобретения с регистрационным номером PCT/US02/29810, поданной 17 сентября 2002 г., которая включена в данное описание в виде ссылки. Что касается подходящих сырьевых газов, то предполагается, что подходят многочисленные природные и синтетические сырьевые газы. Однако особенно предпочтительные сырьевые газы включают природный газ, и особенно природный газ с углекислым газом, который составляет по меньшей мере около 5 мол.%, более обычно по меньшей мере примерно 10 мол.% и наиболее обычно по меньшей мере 10-75 мол.%, и с содержанием сероводорода, которое составляет по меньшей мере 50 ч./млн, более обычно по меньшей мере 500 ч./млн и наиболее обычно по меньшей мере 1%. Поэтому особенно подходящие потоки подачи включают потоки подачи природного газа от нефти и месторождений газа, как, например,на Аляске, в Норвегии, Юго-восточной Азии и Мексиканском заливе. Точно так же содержание кислых газов (и особенно содержание углекислого газа) подходящих сырьевых газов может варьироваться и,преимущественно, будет зависеть от источника сырьевого газа. Однако обычно предпочтительно, чтобы содержание кислых газов составляло по меньшей мере примерно 5 мол.%, более обычно по меньшей мере примерно 10 мол.% и наиболее обычно по меньшей мере 20-75 мол.%. Обычный состав сырьевого газа приведен в таблице ниже. Кроме того, следует понимать, что давление сырьевых газов подачи может изменяться значительно и подходящие давления будут в диапазоне от атмосферного давления до нескольких тысяч фунтов/кв.дюйм. Однако особенно предпочтительно, чтобы сырьевой газ имел давление по меньшей мере 400 фунтов/кв.дюйм, более обычно по меньшей мере 1000 фунтов/кв.дюйм, еще более обычно по меньшей мере 3000 фунтов/кв.дюйм и наиболее обычно по меньшей мере 5000 фунтов/кв.дюйм. Кроме того,хотя, в общем, предполагается, что по меньшей мере часть давления сырьевого газа обусловлена давлением газа, находящегося в скважине, также следует понимать, что там, где уместно, давление также может быть увеличено с использованием одного или нескольких компрессоров. В других вариантах осуществления изобретения предполагаемые сырьевые газы предпочтительно сушат и охлаждают до поступления в абсорбер и особенно предпочтительно, чтобы охлаждение сырьевого газа было, по меньшей мере, частично произведено полученным газом (т.е. верхним потоком абсорбера) в одном или нескольких теплообменниках. Что касается степени охлаждения, то обычно предполагается, что сырьевой газ может быть охлажден до различных температур. Поток охлажденного сырьевого газа затем может быть подан в сепаратор, в котором по меньшей мере часть С 5+ компонентов, содержа-5 009089 щихся в сырьевом газе, удаляют из охлажденного подаваемого потока с образованием частично обедненного по С 5+ дегидратированного сырьевого газа. Образованный таким образом частично дегидратированный сырьевой газ затем может быть далее обработан, чтобы удалить высшие углеводороды (например, С 6+) и затем дополнительно дегидратирован в устройстве дегидратации (все известные устройства для дегидратации газа являются подходящими для применения). Например, дальнейшая дегидратация может быть выполнена с использованием гликоля или молекулярных сит. Дегидратация при подаче особенно выгодна, поскольку процесс абсорбции можно проводить при значительно более низкой температуре, избегая проблем, связанных с обледенением. Кроме того, полученный газ и углекислый газ получают в очень сухом состоянии, что устраняет какуюлибо дегидратацию полученного газа ниже по потоку и минимизирует конденсацию углеводорода. Поэтому, в частности, следует понимать, что подходящие абсорберы будут работать при относительно высоком давлении и особенно высокие предполагаемые давления составляют по меньшей мере 500 фунтов/кв.дюйм, обычно по меньшей мере 1000 фунтов/кв.дюйм, еще более обычно по меньшей мере 3000 фунтов/кв.дюйм и наиболее обычно по меньшей мере 5000 фунтов/кв.дюйм. Следовательно, следует понимать, что рассматриваемые абсорберы могут работать в сверхкритической области газовой фазы. Термин работает в сверхкритической области газовой фазы в используемом в данном описании смысле относится к работе абсорбера в условиях, в которых по меньшей мере часть сырьевого газа, если не весь сырьевой газ, будет в сверхкритическом состоянии. Кроме того, используя процесс абсорбции сверхкритической области газовой фазы, обычно избегают конденсации углеводородов, которая в настоящее время представляет существенную проблему в ранее известных способах. В следующих рассматриваемых аспектах тип абсорбера не должен быть ограничен конкретным устройством и все известные устройства абсорберов считаются подходящими для применения в данном изобретении. Однако особенно предпочтительно контактные устройства включают устройства в виде насадки или лотка. Относительно растворителя, используемого в рассмотренных абсорберах, следует понимать, что все физические растворители и их смеси являются подходящими. Существуют многочисленные физические растворители, известные в данной области, и предпочтительные примеры физических растворителей включают карбонатпропилен, трибутилфосфат, нормальный метилпирролидон, диметиловый эфир полиэтиленгликоля и/или различные диалкиловые эфиры полиэтиленгликоля. Альтернативно, можно использовать другие растворители, включая обогащенный третичный амин (например, пиперазин) или другой растворитель или смесь растворителей, обладающих сходным действием в качестве физического растворителя. Следовательно, абсорбер будет обеспечивать продукт переработки газа, который обеднен кислыми газами, и особенно обеднен углекислым газом. Кроме того, следует понимать, что, так как абсорбер получает охлажденный и дегидратированный сырьевой газ, продукт переработки газа будет обычно соответствовать всем или почти всем техническим условиям для поставки газа и требованиям для транспортировки по трубопроводам высокого давления. Кроме того, должно быть особенно понятно, что обогащенный растворитель, образованный в абсорбере, может выходить из основания абсорбера при относительно высоком давлении (например, по меньшей мере 500 фунтов/кв.дюйм, более обычно от 1000 до 3000 фунтов/кв.дюйм) и может таким образом использоваться для совершения работы (например, для создания электроэнергии) и/или охлаждения различных потоков в процессе разделения. В особенно предпочтительных вариантах давление обогащенного растворителя понижают, используют первую гидравлическую турбину, для создания механической или электрической энергии и обогащенный растворитель с пониженным давлением затем разделяют в сепараторе на углеводородсодержащий первый рециркулирующий поток и первый обогащенный растворитель, который впоследствии (необязательно) используют как хладагент для охлаждения потока углекислого газа для увеличения нефтеотдачи пласта (где углекислый газ вырабатывают из сырьевого газа). Первый углеводородсодержащий рециркулирующий поток предпочтительно подвергают рециркуляции к абсорберу, в то время как давление первого обогащенного растворителя далее понижают, используя вторую гидравлическую турбину для дополнительного создания механической или электрической энергии. Такой поток обогащенного растворителя, давление которого дополнительно снижено, затем используют в качестве хладагента в теплообменнике (предпочтительно боковом охладителе абсорбера), который охлаждает полуобогащенный растворитель в адсорбере для сохранения требуемой температуры абсорбера. После прохождения через теплообменник поток обогащенного растворителя с дополнительно пониженным давлением затем разделяют во втором сепараторе на второй обогащенный растворитель и второй углеводородсодержащий рециркулирующий поток, который подвергают рециркуляции к абсорберу. Давление потока обогащенного растворителя из второго сепаратора дополнительно понижают клапаном JT и затем разделяют в третьем сепараторе на третий обогащенный растворитель и третий углеводородсодержащий рециркулирующий поток, который подвергают рециркуляции к абсорберу. Давление третьего обогащенного растворителя с пониженным давлением затем дополнительно понижают до атмосферного давления, создавая охлаждение, которое необходимо для того, чтобы охладить сырьевой газ, поддерживая абсорбер при низкой температуре, требуемой для основания.-6 009089 В случае охлаждения, в основном, обеспечиваемого понижением давления обогащенного растворителя, в большинстве случаев охлаждения не требуется (особенно при работе под высоким подаваемым давлением), но может быть добавлено изнутри посредством охлаждения с помощью JT, создаваемого охладителем на основе рециркулирующего газа и клапаном JT, или с помощью внешнего источника с использованием теплообменника с хладагентом. Кроме того, конкретную последовательность теплообменников можно варьировать в зависимости от сырьевого газа, циркуляции растворителя и требований к режиму сжижения углекислого газа. Например, первый обогащенный растворитель с пониженным давлением может быть использован для охлаждения сырьевого газа вместо потока углекислого газа, а второй обогащенный растворитель с пониженным давлением может быть использован для конденсации потока углекислого газа вместо бокового охладителя и третий охладитель на обогащенном растворителе с пониженным давлением может использоваться в качестве бокового охладителя вместо абсорбера. Следовательно, в предпочтительных вариантах осуществления изобретения обедненный растворитель образуется при более высоких температурах с желательными тепловыми физическими свойствами, которые увеличивают гидродинамическую пропускную способность процесса абсорбции, а обогащенный растворитель образуется при самой низкой возможной температуре, чтобы максимизировать емкость растворителя в отношении удерживания углекислого газа. Поэтому рассмотренные варианты способа будут обеспечивать в результате пониженную циркуляцию растворителя, более низкие потери метана и углеводородов и более низкое потребление энергии, чем известные в настоящее время способы удаления кислых газов, основанные на растворителях. Испарение обогащенного растворителя может быть выполнено в различных установках, и, в общем,предполагается, что для применения в данном изобретении подходят все известные установки. Однако обычно предпочтительно, что давление обогащенного растворителя (после совершения работы и/или охлаждения) далее понижают до давления, достаточного для высвобождения по меньшей мере 70% (более обычно по меньшей мере 90% и наиболее обычно по меньшей мере 95%) растворенного углекислого газа. Полученный таким образом углекислый газ затем отделяют в сепараторе (обычно работающем при атмосферном и субатмосферном давлении) от обедненного растворителя. Особенно следует понимать,что созданный таким образом поток углекислого газа имеет содержание углекислого газа более 90% и более обычно по меньшей мере 95%. Соответственно, образованный таким образом поток углекислого газа особенно подходит для использования в способе увеличения нефтеотдачи пласта. В следующих рассматриваемых вариантах осуществления изобретения давление обедненного растворителя из сепаратора далее понижается с помощью клапана JT и подается в вакуумный сепаратор. Предпочтительные вакуумные сепараторы работают при давлении примерно от 1 до 10 фунтов/кв.дюйм,которое может быть создано вакуумным насосом с гидравлическим затвором. Остаточный углекислый газ (обычно с чистотой по меньшей мере 95%) из обедненного растворителя удаляется в вакуумном сепараторе и может также быть использован при увеличении нефтеотдачи пласта или нагнетании кислого газа. Физический растворитель затем регенерируется в стриппинг-колонне в условиях глубокого вакуума с помощью очищающего газа, подаваемого от испарительных барабанов и подвергаемого рециркуляции к абсорберу с помощью насоса для обедненного растворителя. В особенно предпочтительных вариантах в вакуумном сепараторе может быть использован обедненный газ (например, часть продукта переработки газа) в качестве очищающего газа, чтобы получить сверхобедненный растворитель. Однако в альтернативных вариантах различные газы, включая продукт переработки газа, являются также подходящими,так же, как газы от других потоков в пределах установки и даже азот или воздух. Кроме того, следует понимать, что применение вакуумной стриппинг-колонны в таких установках дает очень обедненный растворитель, способный к созданию обработанного газа с концентрацией углекислого газа обычно меньше чем 1000 ч./млн и концентрацией сероводорода меньше чем 4 ч./млн. Поэтому термин сверхобедненный растворитель в используемом в данном описании смысле относится к растворителю, который содержит не больше чем 10 ч./млн сероводорода и наиболее обычно не больше чем 4 ч./млн сероводорода. Таким образом, рассмотренные варианты будут обеспечивать газ подходящего для трубопровода качества под высоким давлением и поток жидкого углекислого газа, который можно использовать для увеличения нефтеотдачи пласта, где охлаждение создается на основе последовательного понижения давления обогащенных растворителей. В особенно предпочтительных устройствах установки по удалению кислых газов могут работать без внешнего охлаждения и при более высоком давлении, такие установки будут осуществлять охлаждение, которое может быть использовано для конденсации углекислого газа для дальнейшего применения с целью увеличения нефтеотдачи пласта. Помимо обеспечения хладагента для удаления теплоты абсорбции из абсорбера последовательное понижение давления будет возвращать пары испарения, содержащие метан и углеводороды, к абсорберу, которые, по существу, полностью извлекаются во время процессов рециркуляции. Кроме того, продукт переработки газа из абсорбера и растворителя с давлением, пониженным до атмосферного давления, используется для охлаждения сырьевого газа, направляемого к абсорберу, поддерживая температуру нижней части абсорбера в требуемой области низких температур. Поэтому предполагается, что устройство для теплообмена дает либо температурный профиль абсорбера, очень близкий к изотермическому, либо профиль понижающейся температу-7 009089 ры, приводя в результате к благоприятным физическим свойствам, которые улучшают пропускную способность гидродинамических колонн и эффективность абсорбции. В особенно предпочтительных вариантах и в случае, когда сырьевой газ содержит природный газ,следует понимать, что продукт переработки газа содержит по меньшей мере 90%, более обычно по меньшей мере 95% и наиболее обычно по меньшей мере 99% природного газа, присутствующего в сырьевом газе. Не имея желания быть связанными с какой-либо теорией или гипотезой, предполагают, что такое относительно высокое извлечение природного газа в продукте переработки газа достигают обеспечением по меньшей мере одного и более, предпочтительно трех углеводородсодержащих рециркулирующих потоков назад к абсорберу и/или с помощью работы абсорбера с изотермическим или уменьшающимся от вершины к основанию температурным градиентом. Подходящими рециркуляционными газовыми компрессорами являются все компрессоры, которые обеспечивают сжатие первого и второго углеводородсодержащих рециркулирующих газового потока до давления, равного или примерно равного давлению охлажденного и дегидратированного сырьевого газа. Подобным образом предполагают, что насос для обедненного растворителя будет обеспечивать давление растворителя, подходящее для введения обедненного растворителя в абсорбер. Следовательно, предполагают, что варианты осуществления изобретения будут значительно снижать общее потребление энергии и капитальные затраты по сравнению с обычными способами удаления углекислого газа при высоком парциальном давлении углекислого газа с использованием амина или других физических растворителей или мембран. Кроме того, в установках и способах вообще не будут использоваться источники внешнего тепла или охлаждения, таким образом, дополнительно снижая потребление энергии. Кроме того, проекты по увеличению нефтеотдачи пласта будут часто сталкиваться с увеличением концентрации углекислого газа в сырьевом газе, обычно от 10% до таких высоких значений,как 60%. Рассматриваемые устройства и способы могут быть приспособлены к указанным изменениям с существенно той же самой циркуляцией растворителя. Следующее преимущество способа состоит в том, что такой способ, по существу, является некоррозийным способом вследствие работы при низкой температуре и отсутствия воды в физическом растворителе. Напротив, обычные устройства на основе амина для удаления углекислого газа, как правило, более сложны для работы и обслуживания, так как технологические процессы обладают тенденцией быть коррозийными и часто требуют антипенных и антикоррозийных вспрыскиваний во время работы. Кроме того, другое преимущество способа с использованием физических растворителей состоит в том, что, в отличие от аминовых способов, скорость циркуляции растворителя менее чувствительна к увеличению парциального давление углекислого газа, поскольку наполнение углекислого газа в обогащенном растворителе просто увеличивается с увеличивающейся концентрацией углекислого газа в сырьевом газе. В устройстве с использованием амина скорость циркуляции амина должна бы увеличиться линейно по мере увеличения содержания углекислого газа. Еще одно преимущество способа с использованием физических растворителей заключается в их простоте и устойчивости к замораживанию по сравнению с известными аминовыми способами обработки, таким образом, требуется меньшее поддерживание внезаводскими и сервисными системами, например паровыми котлами. Например, установка, обрабатывающая сырьевой газ с высоким содержанием углекислого газа, может не требовать какого-либо режима охлаждения, так как испарение углекислого газа из обогащенного растворителя будет обеспечивать необходимое охлаждение и регенерацию. Кроме того, следует отметить, что работа установки с вакуумной регенерацией, осуществляемой с помощью очищающего газа, позволяет достигать очень низкого уровня остаточного содержания углекислого газа и сероводорода. Следовательно, установка будет включать вакуумную стриппинг-колонну, которая получает обедненный сероводородсодержащий физический растворитель и в которой очищающий газ, по существу, не содержащий сероводорода, обеспечивают с помощью по меньшей мере одного резервуара испарения при высоком давлении и резервуара испарения при среднем давлении. Термин обедненный сероводородсодержащий физический растворитель в используемом в данном описании смысле относится к физическому растворителю, из которого по меньшей мере часть кислого газа (обычно углекислого газа), содержащегося в физическом растворителе, была удалена в процессе испарения и который содержит по меньшей мере 100 ч./млн, а более обычно по меньшей мере 200 ч./млн сероводорода. Кроме того, как показано в данном описании, термин очищающий газ, по существу, не содержащий сероводорода относится к очищающему газу, который содержит меньше чем 1000 ч./млн, а более обычно меньше чем 10 ч./млн сероводорода. Кроме того, следует понимать, что заводские установки используют только один резервуар испарения, который может работать как резервуар испарения при высоком давлении или резервуар испарения при среднем давлении. В особенно предпочтительных вариантах обедненный сероводородсодержащий физический растворитель содержит по меньшей мере 100 ч./млн сероводорода, а вакуумная стриппинг-колонна производит из обедненного сероводородсодержащего физического растворителя сверхобедненный растворитель,содержащий менее чем 100 ч./млн сероводорода, и наиболее предпочтительно сверхобедненный раство-8 009089 ритель, содержащий менее чем 10 ч./млн сероводорода. В то время, как все физические растворители (и нефизические растворители, следуя закону Генри) вообще рассматриваются подходящими для применения в данном изобретении, особенно предпочтительные физические растворители включают FLUORSOLVENT (карбонат пропилена), NMP (нормальный метилпиролидон), SELEXOL (диметиловый эфир полиэтиленгликоля) и ТБФ (трибутилфосфат). Что касается очищающего газа, как правило, предполагается, что резервуар испарения при высоком давлении и/или резервуар испарения при среднем давлении работает при температуре и/или давлении,которые создают часть пара в резервуаре, который является, по существу, не содержащим сероводорода(т.е. содержит менее чем 1000 ч./млн и более обычно менее чем 10 ч./млн сероводорода). Таким образом,в большинстве установок очищающий газ, по существу, не содержащий сероводорода, содержит по меньшей мере 95 мол.% углекислого газа. Кроме того, следует понимать, что выделенные кислые газы могут быть преимущественно повторно впрыснуты в конструкцию для секвестрации и/или для увеличения нефтеотдачи пласта. Поэтому подходящие установки могут включать сепаратор, в котором кислый газ отделяется от обогащенного растворителя, таким образом, создавая обедненный сероводородсодержащий физический растворитель, где часть кислоты сжимается и впрыскивается в конструкцию, и вакуумная стриппинг-колонна, кроме того, производит второй кислый газ, который объединяется с кислым газом из сепаратора. Таким образом, раскрыты конкретные варианты осуществления и применения установки и способа для улучшенного удаления кислых газов. Однако специалистам в данной области должно быть понятно,что еще много модификаций кроме уже описанных являются возможными без отступления от концепций данного изобретения, приведенных в настоящем описании. Предмет изобретения поэтому не должен быть ограничен, за исключением сущности, описанной в прилагаемой формуле изобретения. Кроме того,при интерпретации как описания, так и формулы изобретения все термины должны интерпретироваться самым широким возможным образом, совместимым с контекстом. В частности, термины содержит и содержащий следует интерпретировать как относящиеся к элементам, компонентам или стадиям без исключения, указывая, что указанные элементы, компоненты или стадии могут присутствовать, или использоваться, или объединяться с другими элементами, компонентами или стадиями, на которые явно не ссылаются. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка для удаления кислых газов из потока углеводородсодержащего сырьевого газа, включающего по меньшей мере 10 мол.% углекислого газа и по меньшей мере 500 ч./млн сероводорода, содержащая последовательно соединенные по текучей среде абсорбер со средством подключения к источнику сырьевого газа, по меньшей мере один первый резервуар для испарения при высоком давлении обогащенного физического растворителя и отделения от него углеводородсодержащего газа, второй резервуар для испарения при среднем давлении обогащенного физического растворителя и отделения от него углеводородсодержащего газа, сепаратор для отделения углекислого газа от испаренного обогащенного физического растворителя и вакуумную стриппинг-колонну для получения сверхобедненного физического растворителя из обедненного сероводородсодержащего физического растворителя, причем вход абсорбера соединен с выходом сверхобедненного физического растворителя вакуумной стриппингколонны, а входы для очищающего газа вакуумной стриппинг-колонны соединены с выходами испаренного, по существу, не содержащего сероводород углеводородсодержащего газа по меньшей мере одного первого резервуара и второго резервуара. 2. Установка по п.1, в которой абсорбер выполнен с возможностью работы с изотермическим градиентом или с уменьшающимся от вершины к основанию температурным градиентом. 3. Установка по п.1, которая дополнительно содержит дегидратор, устанавливаемый между источником сырьевого газа и абсорбером, в котором сырьевой газ, по меньшей мере, частично дегидратируется, и теплообменник, выполненный с возможностью охлаждения, по меньшей мере, частично дегидратированного сырьевого газа, используя обогащенный растворитель. 4. Установка по п.1, в которой обедненный сероводородсодержащий физический растворитель содержит по меньшей мере 100 ч./млн сероводорода и сверхобедненный физический растворитель содержит менее чем 100 ч./млн сероводорода. 5. Установка по п.4, в которой сверхобедненный растворитель содержит менее чем 10 ч./млн сероводорода. 6. Установка по п.1, в которой обедненный сероводородсодержащий физический растворитель выбран из группы, состоящей из карбоната пропилена, н-метилпиролидона, диметилового эфира полиэтиленгликоля и трибутилфосфата. 7. Установка по п.1, в которой очищающий газ, по существу, не содержащий сероводород, содержит по меньшей мере 95 мол.% углекислого газа. 8. Установка по п.7, в которой вакуумная стриппинг-колонна дополнительно производит второй кислый газ, который объединяется с кислым газом из сепаратора.-9 009089 9. Способ производства сверхобедненного физического растворителя, включающий подачу обогащенного кислым газом, представляющим собой смесь углекислого газа и сероводорода, физического растворителя по меньшей мере в один первый резервуар для испарения при высоком давлении обогащенного физического растворителя и отделения от него не содержащего сероводород газа, и затем во второй резервуар для испарения при среднем давлении обогащенного физического растворителя и отделения от него не содержащего сероводород газа, получение по меньшей мере в одном первом резервуаре и втором резервуаре газа, по существу, не содержащего сероводород, и испаренного обогащенного физического растворителя, после чего испаренный обогащенный физический растворитель подают в сепаратор для отделения углекислого газа из испаренного обогащенного физического растворителя и получения при этом обедненного сероводородсодержащего физического растворителя, и десорбцию сероводорода из обедненного сероводородсодержащего физического растворителя в вакуумной стриппингколонне, используя для этого газ, по существу, не содержащий сероводород, по меньшей мере из одного первого и второго резервуаров для получения сверхобедненного физического растворителя. 10. Способ по п.9, дополнительно включающий подачу сверхобедненного физического растворителя в абсорбер и использование абсорбера, работающего с изотермическим градиентом или с уменьшающимся от вершины к основанию температурным градиентом. 11. Способ по п.10, дополнительно включающий подачу сырьевого газа в абсорбер при давлении по меньшей мере 1000 фунтов/кв.дюйм, причем сырьевой газ содержит по меньшей мере 10 мол.% углекислого газа и по меньшей мере 500 ч./млн сероводорода. 12. Способ по п.9, при котором обедненный сероводородсодержащий физический растворитель выбран из группы, состоящей из карбоната пропилена, н-метилпиролидона, диметилового эфира полиэтиленгликоля и трибутилфосфата. 13. Способ по п.9, при котором адсорбционный газ, по существу, не содержащий сероводород, содержит по меньшей мере 95 мол.% углекислого газа.