使用超音速分离器的气体处理系统.pdf

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1、10申请公布号CN104350133A43申请公布日20150211CN104350133A21申请号201380020345722申请日201302212012019420120223NOC10L3/10200601B01D53/14200601B01D53/00200601B01D53/26200601B01D53/22200601E21B43/3620060171申请人FMC康斯伯格海底公司地址挪威康斯伯格72发明人埃里克巴格鲁德约斯泰因科尔布罗伯特佩里74专利代理机构中原信达知识产权代理有限责任公司11219代理人吴润芝郭国清54发明名称使用超音速分离器的气体处理系统57摘要本发明公开。

2、了粗天然气流处理系统，其包括第一超音速分离器和第二超音速分离器，其中所述第一超音速分离器包括粗气体入口、干燥气体出口和第一液体出口；其中所述第二超音速分离器包括干燥气体入口、处理过的气体的出口和第二液态气体出口，且其中所述干燥气体出口与所述干燥气体入口流体连通。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014101686PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/0534202013022187PCT国际申请的公布数据WO2013/124339EN2013082951INTCL权利要求书2页说明书8页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书8页附图6。

3、页10申请公布号CN104350133ACN104350133A1/2页21一种粗天然气流处理系统，其包括第一超音速分离器和第二超音速分离器，其中所述第一超音速分离器包括粗气体入口、干燥气体出口和第一液体出口；其中所述第二超音速分离器包括干燥气体入口、处理过的气体的出口和第二液体出口，且其中所述干燥气体出口与所述干燥气体入口流体连通。2根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述系统还包括具有至少处理过的气体的入口、净气出口、CO2气体出口的第一另外分离系统，其中所述处理过的气体的出口与所述处理过的气体的入口流体连通。3根据权利要求2所述的系统，其特征在于所述第一另外分离系统为吸收液循环系统。4根。

4、据权利要求2所述的系统，其特征在于所述第一另外分离系统为膜分离系统。5根据权利要求2、3或4所述的系统，其特征在于其还包括第一热交换器，所述第一热交换器具有与所述处理过的气体的出口流体连通的冷却介质入口和与所述处理过的气体的入口流体连通的冷却介质出口，以及与所述干燥气体出口流体连通的待冷却的介质的入口和与所述干燥气体入口流体连通的冷却的流体的出口。6根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其特征在于所述系统还包括至少具有流体入口、CO2出口和烃出口的第二另外处理系统，其中所述第二液体出口与所述流体入口流体连通，且所述烃出口与所述处理过的气体的出口或所述净气出口流体连通。7根据权利要求6所述的系统。

5、，其特征在于所述第二另外分离系统为吸收液循环系统。8根据权利要求6所述的系统，其特征在于所述第二另外分离系统为膜分离系统。9根据权利要求6所述的系统，其特征在于所述第二另外分离系统为闪蒸分离系统。10根据权利要求6所述的系统，其特征在于所述第二另外分离系统为第三超音速分离器。11根据权利要求6至10中任一项所述的系统，其特征在于所述系统还包括第一热交换器，所述第一热交换器具有与所述第二液体出口流体连通的冷却介质入口和与所述流体入口流体连通的冷却介质出口、以及与所述干燥气体出口流体连通的待冷却的介质的入口和与所述干燥气体入口流体连通的冷却的流体的出口。12根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特。

6、征在于，所述第一液体出口与在初始相分离器上游的井内物流流体连通，其中所述初始相分离器包括与所述粗气体入口流体连通的粗气体出口。13根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于所述系统适用于海底装配。14一种粗天然气处理方法，其包括使粗天然气穿过第一超音速分离器和第二超音速分离器，在所述第一超音速分离器中，冷却所述粗天然气且分离出第一凝结液流，提供干燥气流，且在所述第二超音速分离器中，冷却所述干燥气体且分离出第二凝结液流，从而提供处理过的气流。15根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述第二液流主要包含CO2和C2至C4烃。16根据权利要求14或15所述的方法，其特征在于所述方法还包括将所述。

7、处理过的气体进料到第一另外处理系统。17根据权利要求16所述的方法，其特征在于所述第一另外处理系统包括使所述处理权利要求书CN104350133A2/2页3过的气体与CO2吸收液接触，将CO2吸收在所述溶液中，从而获得净化气流，和通过使所吸收的CO2解吸而重获所述溶液。18根据权利要求16所述的方法，其特征在于所述第一另外处理系统包括使所述处理过的气体与CO2选择性膜接触，使CO2穿过所述膜以获得净化气流。19根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括通过与所述干燥气体热交换加热在所述第一另外处理系统上游的所述处理过的气体。20根据权利要求14至19中任一项所述的方法，其特征。

8、在于所述方法还包括将所述第二液体进料到第二另外处理系统。21根据权利要求20所述的方法，其特征在于所述方法包括经由与在所述第二超音速分离器上游的所述干燥气体热交换来加热所述第二液体，从而获得第二流体。22根据权利要求21所述的方法，其特征在于所述第二另外处理系统包括使所述第二流体与CO2吸收液接触，将CO2吸收在所述溶液中，从而获得烃气流，和通过使所吸收的CO2解吸而重获所述吸收液。23根据权利要求21所述的方法，其特征在于所述第二另外处理系统包括使所述第二流体与CO2选择性膜接触，使CO2穿过所述膜以获得烃气流。24根据权利要求20所述的方法，其特征在于所述第二另外处理系统包括从所述第二液体。

9、中闪蒸烃以获得液态CO2。25根据权利要求21所述的方法，其特征在于所述第二另外处理系统包括使第二流体穿过第三超音速分离器，凝结并分离液态CO2和获得烃气体。26根据权利要求14至25中任一项所述的方法，其特征在于所述方法包括将所述第一液体进料到在相分离器上游的井内物流中，其中所述粗天然气流自所述相分离器获得。27根据权利要求14至26中任一项所述的方法，其特征在于所述方法在海底进行。权利要求书CN104350133A1/8页4使用超音速分离器的气体处理系统技术领域0001本发明涉及用于调节粗天然气流的气体处理系统。特别地，本发明涉及用于粗天然气的露点和净化SWEETENING的紧凑系统。所述。

10、系统适用于甲板上气体处理和海底气体处理两者。背景技术0002本发明包括用于除去CO2以符合对于下游外输管线中的CO2含量的规格标准，从而避免腐蚀的气体处理系统，另外所述系统提供水的去除。对于具有大体积含量的CO2的气田，CO2在再注入情况下的去除减小排出气体的体积流速，因此潜在地减小外输管线的尺寸。再注入CO2还可为EOR增强油回收措施。所有这些方面都具有经济益处，它们可在整个气田开发中实现。该系统可在甲板上或海底实施。0003在用于从气田外输气体的管线系统中，对于在气流中的最大允许CO2含量，通常存在特殊的需求。主要原因在于，在存在游离液态水的系统中，CO2为酸性组分且增加管线材料的腐蚀速率。

11、。另外，由于在外输到市场之前对于CO2去除的有限加工能力，对于在容纳设施处的气体中允许的CO2的含量可能有约束。0004对于其中存在显著量的CO2的储层，基本上有两种解决方案以不锈钢合金制造外输管线或在外输之前除去CO2。前一解决方案通常非常昂贵且将易于使得气田开发太昂贵，当然这取决于管线的长度。现有的CO2去除技术在实物上通常包括通常为膜或吸收过程例如，胺溶剂吸收的大型加工系统。这些过程具有相当大的复杂性和设施需求电力、热和/或化学品。减小CO2去除系统的尺寸和复杂性对于工业可潜在地具有重大意义。0005为了避免冰和水合物的形成必需除去水，冰和水合物会损坏设备，如分离器、阀门、泵和仪器。00。

12、06现有技术0007用于粗天然气脱水和酸二氧化碳去除的常规解决方案包括使用不同吸收过程的组合。用于粗气体脱水的一种已知方法是在二醇如TEG三乙二醇中吸收水蒸气以获得干燥天然气。将该二醇加热以除去吸收的水且此后将其再次用于吸收。二氧化碳可通过吸收在胺溶液中来除去，目前将不同类型的胺用于该类加工中。使该气体与吸收剂溶液充分接触需要大量的工作且先前已经使用相当大高度的接触器塔来进行。该吸收剂在需要加热的汽提器塔中再生。用于从天然气中除去二氧化碳的供选的现有技术解决方案包括使用选择性膜，其中二氧化碳因浓度和/或压力梯度而被迫穿过膜。0008WO2006/089948公开了用于冷却天然气流并利用超音速或。

13、跨音速旋风膨胀和分离装置将冷却的气流分离成各种馏分如甲烷、乙烷、丁烷和丙烷的方法和系统。0009WO00/40834涉及在井口、在其井口油嘴的下游从天然气流中除去可凝结物的方法。引导该天然气流以超音速流过超音速惯性分离器的管路且由此引起流体冷却到低于可凝结物在其下将开始凝结的温度/压力的温度。说明书CN104350133A2/8页5发明内容0010本发明旨在提供紧凑的气体处理系统。所述处理系统将限制压力损失和对再加压的需要。另外，在一个优选的实施方式中，所述系统将适用于海底操作，提供保持天然气或至少其主要部分在整体处理过程期间都在海底的可能性。所述系统和方法将产生具有有限的管线材料要求且具有有。

14、限的形成气体水合物的趋势的管线外输品质的气流。0011本发明的一个目的在于提供实物替换常规技术的大型单元的甲板上气体处理系统。一个目标还在于提供将促进现今在平台上进行的加工移到海底且使得甲板上设施废弃的系统和方法。因此，一个目的在于所述系统和方法能够加工气体以符合外输管线的规格标准以及在流体海底除去CO2，这将减小在容纳设施处对于处理系统的需要，直至最终使用所述气体。0012这些及其他目的经由使用根据本发明的系统和方法来实现。0013本发明提供粗天然气流处理系统，其包括第一超音速分离器和第二超音速分离器，其中所述第一超音速分离器包括粗气体入口、干燥气体出口和第一液体出口；其中所述第二超音速分离。

15、器包括干燥气体入口、处理过的气体的出口和第二液体出口，且其中所述干燥气体出口与所述干燥气体入口流体连通。0014在本发明的一方面，所述系统还包括具有至少处理过的气体的入口、净气出口、CO2气体出口的第一另外分离系统，其中所述处理过的气体的出口与所述处理过的气体的入口流体连通。0015所述第一另外分离系统在一个实施方式中为吸收液循环系统，且在另一实施方式中，所述第一另外分离系统为膜分离系统。0016在本发明的另一方面，所述系统还包括第一热交换器，所述第一热交换器具有与所述处理过的气体的出口流体连通的冷却介质入口和与所述处理过的气体的入口流体连通的冷却介质出口、以及与所述干燥气体出口流体连通的待冷。

16、却的介质的入口和与所述干燥气体入口流体连通的冷却的流体的出口。0017又一方面，所述系统还包括第二另外处理系统，所述第二另外处理系统具有至少流体入口、CO2出口和烃出口，其中所述第二液体出口与所述流体入口流体连通，且所述烃出口与所述处理过的气体的出口或所述净气出口流体连通。0018在一个实施方式中，所述第二另外分离系统为吸收液循环系统，在另一实施方式中，所述第二另外分离系统为膜分离系统，在又一实施方式中，所述第二另外分离系统为闪蒸分离系统。在另一实施方式中，所述第二分离器系统可为膜分离系统，其中所述膜系统适合分离出所希望的元素。另外，所述第二另外分离系统也可为第三超音速分离器。0019在本发明。

17、的一方面，所述系统还包括第一热交换器，所述第一热交换器具有与所述第二液体出口流体连通的冷却介质入口和与所述流体入口流体连通的冷却介质出口、以及与所述干燥气体出口流体连通的待冷却的介质的入口和与所述干燥气体入口流体连通的冷却的流体的出口。0020另一方面，所述第一液体出口与在初始相分离器上游的井内物流流体连通，其中所述初始相分离器包括与所述粗气体入口流体连通的粗气体出口。0021在本发明的一方面，所述系统可适用于海底装配。0022另外，本发明提供粗天然气处理方法，包括使粗天然气穿过第一超音速分离器和说明书CN104350133A3/8页6第二超音速分离器，在所述第一超音速分离器中，冷却所述粗天然。

18、气并分离出第一凝结液流，提供干燥气流，且在所述第二超音速分离器中，冷却所述干燥气体并分离出第二凝结液流，从而提供处理过的气流。0023在所述方法的一方面，所述第二液流主要包含CO2和C2至C4烃。0024另一方面，所述方法还包括将所述处理过的气体进料到第一另外处理系统。0025又一方面，所述第一另外处理系统包括使所述处理过的气体与CO2吸收液接触，将CO2吸收在所述溶液中，从而获得净化的气流，和通过使所吸收的CO2解吸而重获所述溶液，或所述第一另外处理系统包括使所述处理过的气体与CO2选择性膜接触，使CO2穿过所述膜以获得净化的气流。0026另一方面，所述方法还包括通过与所述干燥气体热交换加热。

19、在所述第一另外处理系统上游的所述处理过的气体。0027本发明的一方面为将所述第二液体进料到第二另外处理系统。任选所述方法包括经由与在所述第二超音速分离器上游的所述干燥气体热交换来加热所述第二液体，从而获得第二流体。0028所述第二另外处理系统可包括使所述第二流体与CO2吸收液接触，将CO2吸收在所述溶液中，从而获得烃气流，和通过使所吸收的CO2解吸而重获所述吸收液，或者其可包括使所述第二流体与CO2选择性膜接触，使CO2穿过所述膜以获得烃气流。或者，所述第二另外处理系统包括闪蒸来自所述第二液体的烃以获得液态CO2，或所述第二另外处理系统包括使第二流体穿过第三超音速分离器，凝结并分离液态CO2和。

20、获得烃气体。0029本发明的一方面包括将第一液体进料到在相分离器上游的井内物流中，其中所述粗天然气流自所述相分离器获得。0030本发明的一方面在于所述方法在海底进行。附图说明0031将参考附图更加详细地描述本发明。这些图为说明本发明的主要原理的示意图。0032图1显示从海底井到气体容纳设施的整个系统。0033图2图示本发明的第一实施方式的主要原理。0034图3更详细地图示本发明的第一实施方式。0035图4图示本发明的第二实施方式。0036图5图示本发明的第三实施方式。0037图6图示另外处理系统的第一可能的实施方式。0038图7图示另外处理系统的第二可能的实施方式。0039图8图示另外处理系统。

21、的第三实施方式。具体实施方式0040本发明涉及气体处理系统。在此应用的术语“气体处理系统”用以指用于加工从井内物流中分离的气流以获得可外输的气流的系统。该气体处理系统的功能在图1中图示。在此，三个海底井将包含游离液体的井内物流传送到气/液分离器，所述游离液体包含水和凝结物。所述井内物流为水饱和的烃流，且在进入根据本发明的气体处理系统之前，该说明书CN104350133A4/8页7井内物流在相分离器中加工。所述分离器可为两相或三相分离器，且其构造可自由地选择，条件是所述分离器提供通常无液体的气流。所述通常无液体的气流在下文中称为粗天然气流。根据本发明的气体处理系统准备用于加工该通常无液体的气流。。

22、可推进来自潜在的下游液体处理步骤的气流且将其与原始无液体的气流组合。所述处理系统生成具有较低CO2含量的露点气流，可将其运输经过外输气体管线，到达容纳设施。可将从所述气流中分离的富CO2物流运输到注入井以便再注入，从而可以维持储层压力。来自所述气/液分离器和所述气体处理系统的液流可经由不形成本发明的一部分的其它系统加工。0041本发明的一个实施方式可消除对于大型且复杂的工艺的需要且通过更紧凑的超音速分离技术将其替换。这可减小CO2去除系统的总体占地面积、操作复杂性和设施成本。0042图2图示本发明的第一实施方式。包含气体和液体的井内物流1进入相分离器2以获得气流3和液流7。将该气流3进料到第一。

23、超音速分离器单元4，引起水和重烃冷却并分离为返回该井内物流的液流9或与物流7组合以便潜在的进一步处理的物流9”。术语“重烃”是指具有比水露点高或在水露点附近的露点的烃。离开第一超音速分离器单元4的气流11将是干燥的，即干燥气流，也就是说，其将含有有限量的水或在低温下运输或储存该气体期间将引起形成液相的其它化合物。将干燥气流11进料到设计用来冷却并自该干燥气流分离CO2的第二超音速分离器单元6中。离开该分离器的液流17将包含液化的CO2以及一些液化烃，这些液化烃主要是C2、C3和C4。取决于该井内物流的组成和分离效率，所获得的净化气流13可根据所需要的规格标准且可在没有进一步处理的情况下行进到外。

24、输管线。然而，如果净化气流13需要进一步加工以满足对于气体外输流的规格标准，则将根据本发明的物流进料到任选的第一另外气体处理系统8。在任选的第一另外气体处理系统8中，将另外的CO2从该气体中除去。该CO2作为物流21离开系统8。离开系统8的完全净化的气体15满足该规格标准且可被压缩并运输到远程位置。来自该第二超音速分离器的液流17可含有目标烃。在本发明的一个实施方式中，将该物流任选在第二另外处理系统10中进一步加工，其中所述烃作为物流19分离并返回得自第二超音速分离器6的净化气流13中且如果需要的话，则将其进料到任选的第一另外处理单元8。或者，如果物流19满足该规格标准，则使该物流绕过任选的第。

25、一另外处理系统并作为物流59直接加到完全净化的气流15中。离开该第二另外处理系统的物流23主要包含CO2且可将其加压并经再注入井再注入。图2还图示了一个供选的实施方式，如果物流17含有烃C2及以上和CO2的组合。该供选方式由不再进行加工，而是将物流14作为动力产生用燃料气体推进到甲板上单元组成。0043图3为本发明的第一实施方式的更详细的示意图。对于与关于图2论述的单元相同的单元使用相同的参考数字。取决于在相分离器中的条件，粗气体的压力可能需要压力控制以得到对于该气体处理系统恰当的入口压力。压力控制是通过压缩机增加压力或通常经由阀门减小压力。在该实施方式中，紧靠第一超音速分离器4的上游包括热交。

26、换器H1。粗气体流3通过与分离的液体9热交换而冷却，经9返回相分离器2的上游或经9”与来自该相分离器的液体出口7组合。管线9A为用于对在该系统的该部分内的温度增加控制的热交换器旁路。0044应该控制第一超音速分离器的进料气体3的条件温度，压力以防止过度冷却和随后的水合物形成。说明书CN104350133A5/8页80045第一超音速分离器4用冷却的气体3进料。分离器4使用超音速分离技术以减小压力并冷却气体，因此水和高级烃凝结并作为液体分离。该压力在该单元的排放区段中部分地重获。最初将分离的液相31运输到第二分离槽32以除去其运载的任何气体。分离的气体根据其品质而作为物流33返回分离器4的上游或。

27、作为物流34返回分离器4的下游。另外，调节或干燥的气体11在热交换器H2中冷却，之后作为物流11”进入第二超音速分离器6。净化的气体13提供该冷却且管线13A为用于温度控制的旁路。0046在第二超音速分离单元上游对气体的调节可包括压力控制和温度控制H2。预期该冷却通过使冷的排放气体13与在第一超音速分离器4中脱水之后的入口流11热交换来进行，这全部取决于该系统的入口气体1的条件。通常需要在CO2去除单元上游的脱水步骤以避免在该单元中的水合物形成。0047冷却的气体11”通过超音速分离技术处理以减小压力并冷却气体，使得CO2凝结并从该气体中作为液体分离。该压力在该单元的排放区段中部分地重获。最初。

28、获得的液流35进入第二分离单元36，任何运载的气体在其中分离并作为物流37返回分离器6的上游或作为物流39返回分离器6的下游，产生净化的气流13，即主净化气流13和返回物流39的组合。0048来自气体处理系统6的液体废弃流17可在任选的另外加工步骤10中进一步加工以回收与CO2一起凝结的烃。这些烃主要是C2乙烷及以上的烃。甲烷通常与主气流13同行。0049与其它技术相比较，利用超音速技术的益处通常是所述单元的紧凑性、没有移动部件、没有设施或有限的设施、简单控制和有限的能量需求。与常规CO2去除技术相比，该技术还可给予物流15和/或23更高的排放压力。由此，可减小推进步骤50和/或40的功率消耗。

29、。0050来自第一任选另外处理系统8和第二任选另外处理系统10的富CO2流21和23将在储层中或在处置井中再注入。这需要通过单元40通过抽吸或压缩推进，这取决于流体，即液体或气体的状态。推进单元40提供加压的富CO2流。0051可将来自另外系统10和8的任何分离的液体41和45引入主液流7或如果进行该液流的处理，则在潜在加工单元中的远下游7中。液流7的处理可经由公知的方法进行。主要的完全净化且调节的气流15可通过压缩机50压缩，之后作为物流51离开气体处理系统。0052图4图示包括与在图3上公开的系统相同的单元的一个实施方式，但其中来自第二另外处理系统10的烃气体的品质根据所需要的规格标准，且。

30、因此该气体经由管线59返回第一另外处理系统8的下游。0053图5图示本发明的另一实施方式。相同的单元给出相同的参考数字。当与图3相比较时，该系统的第一调节部分没有变化。此外，安装泵P1以抽吸在相分离器下游的液体9。在该调节之后，在热交换器H2下游，安装第三热交换器H3以进一步冷却主气流11”，之后使其作为物流11A进入第二超音速分离器6。使用液流17以提供冷却，之后使该物流作为物流17进入第二另外处理系统10。提供管线17A以便控制，且提供绕开热交换器H3的可能性。在图5中还图示了利用来自第二另外处理系统的烃流19作为用于其它系统的动力产生的燃料的可能性。为此，提供管线53用于从该气体处理系统。

31、中除去烃。说明书CN104350133A6/8页90054另外，图5图示第一另外处理系统8和第二另外处理系统10可依赖补充处理溶液的供应。这些将分别经由管道63和61供应。0055另外，本发明提供组合超音速分离技术与膜技术的杂化解决方案，其可减小所需要的膜面积，减小设施需求以及处理关于CO2相对甲烷的选择性的挑战。CO2相对甲烷的选择性可通过本发明的实施方式改善。0056本发明还提供了组合超音速分离技术与吸收循环工艺单元的杂化解决方案。该组合可减小吸收系统的尺寸，减小设施需求、吸收流体含量和补给物流。0057在这些图中图示的任选的第一另外处理系统8和任选的第二另外处理系统10因此可基于膜技术或。

32、基于吸收液的使用或基于其组合。0058系统8和10可分别从在图6和图7中图示的系统中选择。图6图示基于液体CO2吸收剂溶液的吸收系统。基于不同胺的吸收剂以及其它吸收剂的用途在本领域中公知。这种系统的构造也是公知的且本发明通常可应用任何等效的液体吸收系统。包含CO2和烃的物流17/17/25自第二超音速分离器6获得。如果在图6中图示的单元为第一另外处理系统8，则待处理的气流为如在图2至5中指示的物流25。如果在图6中图示的单元为第二另外处理系统10，则待处理的气流为如在图2至4中指示的物流17或如在图5中指示的物流17。类似地，来自该处理系统的输出流是指在先前图中指示的物流。在该系统中，在图6中。

33、，待处理的物流任选首先在压缩机C2中压缩。对于该压缩机的需要取决于该处理的先前阶段的压力损失。如果将来自第二超音速分离器的液流17进料到该系统中，则该流体将优选通常在进入该处理系统之前或在进入该处理系统时通过加热而转化成气相。该待处理的气流进入接触器60，在其中使其与贫吸收液69接触。CO2吸收在该溶液中，其作为富液65离开该系统。任何液烃都在分离器64中从物流65中分离出来并作为待加工的物流41/45与含有其它烃的液流一起离开该系统。该富吸收液作为物流67行进到解吸塔，在其中将其加热以释放CO2并重获贫吸收液69。CO2减少的气体作为物流19/15/59经接触器60的顶部离开。如关于先前图所。

34、论述，将该气流进一步加工。从解吸塔顶部离开的物流71包含CO2，且运载的任何吸收液在冷凝器68中凝结并作为物流73返回。所获得的CO2物流23/21离开该系统以便如上文关于其它图论述进一步加工。加热器66或类似配置提供用于解吸工艺的加热。如果需要，则新鲜的吸收液通过包含补给溶剂的物流61/63供应到贫液69。0059与如图6中所述的纯吸收循环工艺系统相比较，从其中超音速单元6除去大部分CO2且第一另外处理系统8为根据图6的吸收循环的杂化解决方案获得的益处有0060所需要的溶剂体积减小0061接触器和再生塔的尺寸减小0062另外设备如泵、热交换器、冷却器等的尺寸减小0063在解吸/再生塔中再沸器。

35、的负荷减小0064溶剂补给流的体积流量减小。0065这些益处将减小该系统的总尺寸和设施需求。对于该系统的海底应用，这可以是能够在海底分离CO2的益处。对于吸收循环工艺的供选，溶剂再生塔可位于甲板上设施上。0066图7图示第一或第二另外处理系统的另一供选例。待处理的气流17/17/25任选通过压缩机C3压缩且任选在预处理单元80中预处理，之后作为物流81进料到第一膜单说明书CN104350133A7/8页10元82。该预处理可包括对膜或其功能具有有害影响的任何物质的去除。在第一膜单元82内，CO2主要穿过膜且剩余的气体19/15将包含有限量的CO2。膜分离器的用途和构造在本领域中公知。如关于图2。

36、至5所论述，进一步加工净化气体19/15。取决于该膜在第一膜单元82中的效率和选择性，富CO2气体89可在压缩机C4中压缩且作为物流23/21直接通到进一步加工中，或者可将气体89进料到第二膜单元84中以获得富CO2流87，其作为物流23/21离开该系统；和烃气流85，其返回在第一膜单元82上游的物流81中。物流23/21如关于图2至5所论述的进行处理。0067所示的膜工艺显示在第一膜单元之前气体的任选压缩和预处理。并且，任选可将压缩机和潜在冷却应用在富CO2渗透物89上。该CO2流可直接排放或穿过第二膜单元以甚至更大程度地纯化该CO2流。可构造并联和/或串联或级联的膜单元的组合，全部取决于待。

37、实现的需求。可应用在膜单元和压缩及冷却之间的另外预处理。0068在这种情况下，没有排放液态烃流且不需要溶剂，因此在图3至5中的物流41/45和在图5中的物流61/63被废弃。0069与纯膜工艺系统相比较，从其中超音速分离器6除去大部分CO2和使用根据图7的第一另外处理系统8的杂化解决方案获得的益处有0070减小经过膜单元的体积流量，潜在地给出减小的所需膜面积和所需的级数0071可减小总压降，给出需要较少压缩动力的潜在性。0072富CO2废弃流17/17的任选第二另外处理系统10的用途在于回收更多的烃气体且如果需要的话，则使该物流关于CO2而富集。0073一种解决方案可为进行液体的闪蒸以闪蒸出轻。

38、烃主要是甲烷，而不闪蒸出太多的CO2。这将进一步减小压力，但维持液相中的CO2。该方法图示在图8中。将来自第二超音速分离器的富CO2流17/17在低温下进料到闪蒸单元90中，引起烃气流19将如关于图2至5所论述的进行进一步加工，且液态CO2流23将如关于图2至5所论述的进行处理。然而，推进单元40可为泵，因为CO2处于液态。0074另一实施方式是采用如在图6中所示的吸收循环工艺作为系统10。0075与纯吸收溶剂工艺相比较，如果超音速单元6可给出主气流的气体规格标准，而不需要第一另外处理系统8，则组合超音速分离6与作为系统10的吸收溶剂工艺的该杂化解决方案可具有如下益处0076减小所需要的溶剂体。

39、积0077减小接触器和再生塔的尺寸0078减小另外设备如泵、热交换器、冷却器等的尺寸0079减小在解吸/再生塔中再沸器的负荷0080减小溶剂补给流的体积流量。0081这些益处将减小该系统的总尺寸和设施需求。对于该系统的海底应用，这可以是能够在海底分离CO2的益处。0082第三实施方式将实施如在图7中所示的膜分离工艺作为系统10。0083与纯膜工艺相比较，如果超音速单元6可给出主气流的气体规格标准，而不需要第一另外处理系统8，则组合超音速分离6与图7的膜工艺的该杂化解决方案将具有如下益处说明书CN104350133A108/8页110084大大减小穿过膜单元的体积流量膜不在主进料流中，给出大大减。

40、小的所需膜面积0085减小系统的尺寸和复杂性0086最佳膜设计的潜在性集中在C2烃和CO2之间的选择性上，因为C1通常与主气流13相关。这可进一步减小膜单元的尺寸。0087减小穿过膜单元的压降且潜在地减小总压降，从而减小所需的压缩动力。0088在图5中用于纯化物流17的另一解决方案可为使蒸发的液体穿过另外的超音速分离单元。在该实施方式中，第二另外处理系统10为另一超音速处理单元。0089整个系统和组件设计将取决于入口流1的条件和组成以及对排放气流43和51及潜在的液流7的需求。0090所述方法可在甲板上或海底环境中实施。0091离开系统流51的外输气体将具有少量CO2并且脱水到相当低的露点，因此将适用于远距离运输。0092模仿在HYSYS中的超音速分离单元的工艺模拟指示热力学CO2将在该单元内凝结为液体且可实现在气体中的低浓度，然而，这取决于气体组成和工艺条件。0093另外，认为本发明可在陆上、海上甲板上和海底应用。说明书CN104350133A111/6页12图1说明书附图CN104350133A122/6页13图2说明书附图CN104350133A133/6页14图3说明书附图CN104350133A144/6页15图4说明书附图CN104350133A155/6页16图5说明书附图CN104350133A166/6页17图6图7图8说明书附图CN104350133A17。