JP2022513039A - 並流ガス吸収方法及び強化された吸収体を有するシステム - Google Patents

Abstract

ガス処理システムを説明する。ガス処理システムは、酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させ、部分的にスイートニングしたガス流及び酸ガスを吸収したリッチ溶媒流を生成するように構成した多数の並流接触システムを備える。並流接触システムの少なくとも１つはリッチ溶媒流を再生装置に送るように構成している。再生装置は、吸収した酸ガスをリッチ溶媒流から除去し、リーン溶媒流を生成するように構成している。ガス処理システムは、リーン溶媒流の少なくとも一部を処理して強化溶媒流を生成するように構成した溶媒処理装置、並びに部分的スイートニングガス流と強化溶媒流とを接触させて部分的に負荷を掛けた溶媒流及び最終ガス流を生成するように構成した最終並流接触システムも備える。【選択図】図３

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１８年１１月１９日出願の米国仮特許出願第６２／７６９１４４号、名称「ＥＮＨＡＮＣＥＤ ＡＣＩＤ ＧＡＳ ＲＥＭＯＶＡＬ ＷＩＴＨＩＮ Ａ ＧＡＳ ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ ＳＹＳＴＥＭ（ガス処理システム内での酸ガス除去の強化）」の優先的利益を主張するものである。

本技術は、並流フロースキームを備えるガス処理システム内で、処理溶媒を使用し、ガス流からの酸ガスの除去を強化するものである。より具体的には、本技術は、ガス流から酸ガスを選択的に除去する溶媒の能力を強化するために、ガス処理システムの最終段階に関連する溶媒処理装置の使用を提供する。

本項は、本技術の例示的な実施形態に関連する可能性のある、当技術分野の様々な態様を導入することを意図している。この記述は、本技術の特定の態様を良く理解できるような枠組みを提供することに役立つと考えられる。従って、本項はこの観点から読み解くべきであり、必ずしも先行技術を認めるものではないことを理解すべきである。
貯留槽から炭化水素を生成すると、非炭化水素ガスが偶発的に生成されることが多い。このようなガスには硫化水素（Ｈ₂Ｓ）や二酸化炭素（ＣＯ₂）などの汚染物質が含まれる。Ｈ₂ＳやＣＯ₂が炭化水素ガス流の一部として生成されると、その原料ガス流は「サワーガス」と呼ぶこともある。Ｈ₂ＳとＣＯ₂とを合わせて「酸ガス」と呼ぶことも多い。
炭化水素生成流以外に、酸ガスは合成ガス流又は精製所ガス流に付帯する場合もある。酸ガスはガス処理設備における、いわゆるフラッシュガス流中にも存在する場合がある。更に、酸ガスは石炭、天然ガス、又は他の炭素質燃料の燃焼により生成する場合もある。
天然ガス流はＨ₂Ｓ及びＣＯ₂のみならず、他の「酸性」不純物を含有する場合もある。これら不純物には、メルカプタンや他の微量な硫黄化合物（例えばＣＯＳ）が挙げられる。また、天然ガス流は水を含有する場合もある。このような不純物は工業や家庭で使用する前に除去することが多い。例えば、通常、販売前にＨ₂Ｓは４百万分率（ｐｐｍ）未満の濃度に、ＣＯ₂は２～３体積パーセント（ｖｏｌ％）未満の濃度になるように、天然ガス流を精製する。このような不純物をどの程度除去すべきかは、公共の安全を確保すること、及び腐食を抑えてパイプラインの完全性を維持することを支援するパイプライン規制により規定する。
酸ガス除去は高コストかつ設備集約的な工程である。天然ガス流からのＨ₂Ｓの除去は、毒性のＨ₂Ｓを扱う際の安全性、健康、及び環境への配慮、並びに硫黄副生成物の固体硫黄への処理、又は酸ガス注入法によるＨ₂Ｓリッチガスの注入により、特に複雑である。
原料天然ガス流から酸ガスを除去するための様々な方法が考案されている。例えば、原料天然ガス流を溶媒で処理してもよい。溶媒としては、アミンなどの化学溶媒が挙げられる。サワーガス処理に使用するアミンの例としては、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、及びメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）が挙げられる。
化学溶媒の代わりに物理溶媒を使用することもある。その例として、ＳＥＬＥＸＯＬ（商標）（Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製）及びＲＥＣＴＩＳＯＬ（登録商標）（Ｔｈｅ Ｌｉｎｄｅ Ｇｒｏｕｐ製）が挙げられる。しかし、特に約２．０７ＭＰａ（約３００ｐｓｉａ）未満の供給ガス圧力では、一般的に化学溶媒の方が物理溶媒より効果的である。場合によっては、物理溶媒と化学溶媒との混合物であるハイブリッド溶媒を使用することもある。その一例はＳｕｌｆｉｎｏｌ（登録商標）である。

アミン系溶媒などの化学溶媒は天然ガス流内の溶媒と酸ガスとの化学反応に依存する。この反応方法は「ガススイートニング」と呼ぶこともある。一例として、酸ガスと第３級アミン（Ｒ₁Ｒ₂Ｒ₃‐Ｎ）との反応を以下の式１及び式２に示す。
Ｒ‐ＮＨ₂＋Ｈ₂Ｓ→Ｒ‐ＮＨ₂Ｈ⁺＋ＳＨ^-（非常に速い反応）（式１）
Ｒ‐ＮＨ₂＋ＣＯ₂＋Ｈ₂Ｏ→Ｒ‐ＮＨ₂Ｈ⁺＋ＨＣＯ₃ ^-（遅い反応）（式２）
式１に示すように、Ｈ₂Ｓとアミンとの反応は本来非常に速く、拡散や他の速度論的制限に関しては瞬間的であるとみなすことが多い。しかし、式２に示すように、ＣＯ₂の反応の方はやや遅い。これらの反応速度の差を利用して、ガス処理システム内で１種の不純物を他の不純物から選択的に除去することが可能となる。なお、第一級及び第二級アミンは、カルバメートを形成するＣＯ₂との反応経路が速い。従って、これらのアミンは通常、選択的なＨ₂Ｓ除去には使用できない。この例外として、ＣＯ₂がアミノ水素と反応してカルバメートを形成することを防止する「立体障害」アミンが挙げられる。
シェールガスでは、ＣＯ₂がほとんど除去されないか、全く除去されずにＨ₂Ｓを除去しなければならないことが多い。従って、選択的Ｈ₂Ｓ除去は、天然ガス資産の処理設備の中心的な部分になりつつある。この選択的Ｈ₂Ｓ除去を達成するために、Ｈ₂Ｓに対する高い選択性を有する溶媒を使用してもよい。溶媒の「Ｈ₂Ｓ選択性」はＣＯ₂除去に対するＨ₂Ｓ除去の比率であると定義しており、これは各々の反応速度の関数である。ＣＯ₂との反応速度が遅い溶媒を用いることにより、高いＨ₂Ｓ選択性が得られる。同様に、気相と液相との接触時間を最小にすることで、ＣＯ₂より多くＨ₂Ｓの取り込みを強化できる。

例示的な実施形態では、ガス処理システムを提供する。ガス処理システムは多数の並流接触システムを備え、これらは酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流と接触させて、部分的にスイートニングしたガス流、及び吸収された酸ガスを含むリッチ溶媒流を生成するように構成している。並流接触システムの少なくとも１つは、リッチ溶媒流を再生装置に送るように構成している。再生装置は、吸収された酸ガスをリッチ溶媒流から除去し、リーン溶媒流を生成するように構成している。また、ガス処理システムは、リーン溶媒流の少なくとも一部を処理して強化溶媒流を生成するように構成した溶媒処理装置、並びに部分的にスイートニングしたガス流と強化溶媒流とを接触させて、部分的に負荷を掛けた溶媒流及び最終ガス流を生成するように構成した最終並流接触システムも備える。
別の例示的な実施形態では、ガス処理システム内で酸ガス除去を強化する方法を提供する。この方法には、多数の並流接触システム内で酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させて、部分的にスイートニングしたガス流、及び酸ガスを吸収したリッチ溶媒流を生成する工程が含まれる。この方法には、再生装置内で、吸収された酸ガスをリッチ溶媒流から除去してリーン溶媒流を生成し、溶媒処理装置内でリーン溶媒流の少なくとも一部を処理して強化溶媒流を生成する工程も含まれる。この方法には更に、最終並流接触システム内で、部分的にスイートニングしたガス流と強化溶媒流とを接触させ、部分的に負荷の掛かった溶媒流及び最終ガス流を生成する工程も含まれる。

別の例示的な実施形態では、ガス処理システムを提供する。ガス処理システムは多数の並流接触システムを備え、これらは酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させて、部分的スイートニングガス流、及び酸ガスの第１部分を含むリッチ溶媒流を生成するように構成している。ガス処理システムは第１再生装置を備え、これは酸ガスの第１部分をリッチ溶媒流から除去して溶媒流を再生し、溶媒流を並流接触システムのうちの少なくとも１つへと再循環させるように構成している。ガス処理システムは最終並流接触システムも備え、これは部分的スイートニングガス流と強化溶媒流とを接触させて、最終ガス流、及び酸ガスの第２部分を含む部分的負荷溶媒流を生成するように構成している。ガス処理システムは更に、部分的負荷溶媒流から酸ガスの第２部分を除去してリーン溶媒流を生成するように構成した第２再生装置、及びリーン溶媒流の少なくとも一部を処理して最終並流接触システム内で部分的スイートニングガス流と接触させる強化溶媒流を生成するように構成した溶媒処理装置を備える。
本技術の利点は、以下の詳細な説明及び添付の図面を参照することにより、更に良く理解される。

並流フロースキームを備え、酸ガス除去を強化するように構成したガス処理システムの工程フロー図である。 並流フロースキームを備え、酸ガス除去を強化するように構成した別のガス処理システムの工程フロー図である。 酸ガス除去を強化するための、多数の並流接触システム及び冷却装置を備える分離システムの工程フロー図である。 多数の並流接触システム及び酸ガス除去を強化するための陰イオン交換床を備える分離システムの工程フロー図である。 多数の並流接触システムを備える第１分離システム、並びに最終並流接触システム及び対応する溶媒処理装置を備える第２分離の工程フロー図である。 並流接触システムの概略図である。 ガス処理システム内で酸ガス除去を強化するための方法を示す工程フロー図である。

以下の詳細な説明の項では、本技術の特定の実施形態を説明する。しかし、以下の説明が本技術の特定の実施形態又は特定の使用に特化する限り、この説明は例示することのみを意図しており、単に例示的な実施形態の説明を提供するに過ぎない。従って、本技術は、以下に説明する特定の実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲の真の精神及び範囲内の代替物、修正物、及び等価物全てを包含する。
初めに、参照を容易にするために、本願で使用する特定の用語、及び本文脈で使用するようなその意味を述べる。本明細書で使用する用語が以下で定義されていない場合、その用語は、少なくとも１つの印刷された刊行物又は発行された特許に反映されているように、当業者がその用語に与えてきた最大範囲の定義であると考えるべきである。更に、本技術は、以下に示す用語の使用により限定されるものではなく、全ての等価物、同義語、新開発として、同一又は類似の目的を果たす用語又は技術は、本請求項の範囲内であると考えられる。

「酸ガス」とは、水に溶解して酸性溶液を生成するガス全てを指す。酸ガスの非限定的な例としては、硫化水素（Ｈ₂Ｓ）、二酸化炭素（ＣＯ₂）、二酸化硫黄（ＳＯ₂）、二硫化炭素（ＣＳ₂）、硫化カルボニル（ＣＯＳ）、メルカプタン、又はこれらの混合物が挙げられる。
「並流接触装置」とは、一般的に接触装置内において同じ方向に流れながら気体流と溶媒流とが接触する様式で、気体流及び分離溶媒流を受け入れる容器を指す。
用語「並流」とは、数個のサブセクションに分割可能で、同じ方向に流れる単位操作内の処理流の内部配置を指す。
用語「脱水天然ガス流」とは、脱水工程を経た天然ガス流を指す。通常、脱水天然ガス流は、米国のパイプライン用途では３．１８ｋｇ（７ｌｂ）Ｈ₂Ｏ／百万標準立方フィート未満、又はＬＮＧ用途では０．１ｐｐｍ未満の水分量を有する。天然ガス流を脱水するには、好適な方法であればどのような方法でも利用可能である。好適な脱水法の典型的な例としては、分子篩を用いた天然ガス流の処理（ＬＮＧ仕様の場合）、又はグリコールもしくはメタノールを用いた脱水（米国のパイプライン仕様の場合）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。あるいは、メタンハイドレートの形成により；例えば、国際公開第２００４／０７０２９７号に記載されているような脱水工程を利用することにより、天然ガス流を脱水できる。
本明細書で使用しているように、用語「脱水」は、水、及び任意に数種の重炭化水素を供給ガス流から部分的又は完全に除去することにより脱水天然ガス流を得るための原料供給ガス流の前処理を指す。この脱水は、例えば外部の冷却ループ又は低温の内部処理流に対する事前冷却サイクルにより達成できる。水分は、分子篩、例えばゼオライト、シリカゲル、酸化アルミナ、又は他の乾燥剤を用いた前処理でも除去できる。また水分はグリコール、モノエチレングリコール（ＭＥＧ）、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）もしくはトリエチレングリコール（ＴＥＧ）、又はグリセロールを使用する洗浄でも除去できる。ガス供給流中の水分量は好適には、１体積パーセント（ｖｏｌ％）未満、好ましくは０．１ｖｏｌ％未満、より好ましくは０．０１ｖｏｌ％未満である。

本明細書で使用しているように、用語「流体」は、気体、液体、気体と液体との組み合わせ、気体と固体との組み合わせ、及び液体と固体との組み合わせを指す。
用語「燃焼排ガス」は、炭化水素燃焼の副産物として発生したガス流全てを指す。
用語「ガス」は、「蒸気」と互換的に使用し、液体又は固体状態とは区別される気体状態の物質又は物質の混合物と定義される。同様に、用語「液体」は、気体又は固体状態とは区別される液体状態の物質又は物質の混合物を意味する。
「炭化水素」は主に水素及び炭素の元素を含む有機化合物であるが、窒素、硫黄、酸素、金属、又は任意数の他の元素が少量存在してもよい。本明細書で使用しているように、用語「炭化水素」は一般的に、天然ガス、石油、又は化学処理設備で見られる成分を指す。更に、用語「炭化水素」は、ＣＨ₄、Ｃ₂Ｈ₆、Ｃ₃異性体、Ｃ₄異性体、ベンゼン等の原料天然ガスに見られる成分を指すこともある。
流体処理設備に関し、用語「連続して」は、流体分離を受ける流体流が、ほぼ一定の下流方向の流れを維持しながら、装置の１つの構成単位から次の構成単位へと移動するように、２つ以上の装置がフローラインに沿って配置されることを意味する。同様に、用語「直列に」は、流体混合及び分離装置の２つ以上の構成要素が順次接続されるか、より好ましくは単一の管状装置に一体化されることを意味する。
用語「工業プラント」は、少なくとも１種の炭化水素又は酸ガスを含有するガス流を発生させるプラント全てを指す。１つの非限定的な例としては、石炭動力の発電プラントが挙げられる。別の例としては、低圧でＣＯ₂を排出するセメントプラントが挙げられる。
用語「液体溶媒」は、ある成分を別の成分より優先的に吸収するほぼ液相の流体を指す。例えば、液体溶媒は、酸ガスを優先的に吸収する場合もあり、それによって、ガス流から酸ガス成分の少なくとも一部を除去するか、又は「こすり落とす」ことが可能となる。更に、液体溶媒は、ある酸ガスを別の酸ガスより優先的に吸収できる。

「天然ガス」とは、原油井から、又は地下ガス含有形成物から得られる多成分ガスを指す。天然ガスの組成及び圧力は大きく変化する可能性がある。通常の天然ガス流は、主成分として、即ち天然ガス流の５０モルパーセント（モル％）を超えるメタン（ＣＨ₄）を含有する。また、天然ガス流はエタン（Ｃ₂Ｈ₆）、高分子量炭化水素（例えば、Ｃ₃‐Ｃ₂₀炭化水素）、酸ガス（例えば、二酸化炭素及び硫化水素）、又はこれらの任意の組み合わせも含有し得る。また、天然ガスは水、窒素、硫化鉄、ワックス、原油、又はこれらの任意の組み合わせなどの少量の汚染物質も含み得る。毒物として作用する可能性のある化合物を除去するために、本明細書に記載された実施形態で使用する前に、天然ガス流を十分に精製してもよい。
「非吸収性ガス」とは、ガスの処理又は調整工程中に溶媒にあまり吸収されないガスを意味する。
本明細書で使用しているように、「精製」には、下流工程に問題を生じ得る不純物が除去される分離工程が含まれる。

「溶媒」とは、溶液を提供又は形成できるように他の物質を溶解又は分散させることが少なくとも部分的に可能な物質を指す。溶媒は極性、非極性、中性、プロトン性、非プロトン性等であってもよい。溶媒には、メタノール、エタノール、プロパノール、グリコール、エーテル、ケトン、他のアルコール、アミン、塩類溶液等の任意の好適な元素、分子、又は化合物を含んでもよい。溶媒は物理溶媒、化学溶媒等を含んでもよい。溶媒は、物理的吸収、化学的吸収、化学吸着、物理吸着、吸着、圧力スイング吸着、温度スイング吸着等の任意の好適なメカニズムにより作用できる。酸ガス吸収に有用な具体的な溶媒としては、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、２（２‐アミノエトキシ）エタノール［Ｄｉｇｌｙｃｏｌａｍｉｎｅ（登録商標）（ＤＧＡ）］、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、トリエチレンアミン、ＦＬＥＸＳＯＲＢ（登録商標）ＳＥ、２‐アミノ‐２‐メチル‐１‐プロパノール（ＡＭＰ）、又はＦＬＥＸＳＯＲＢ（登録商標）ＳＥ ＰＬＵＳ、ＵＣＡＲＳＯＬ（商標）ファミリー製品などの配合アミン、又は配合ＭＤＥＡ溶液が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
材料の数量もしくは量、又はその特定の特徴について用いる場合の「ほぼ」とは、その材料又は特徴が提供するように意図した効果をもたらすのに十分な量を指す。許容可能な逸脱の正確な程度は、特定の文脈に依存する場合もある。
用語「スイートニング天然ガス流」とは、酸ガス成分の少なくとも一部が除去された天然ガス流を指す。

概要
本技術は、並流フロースキームを備えるガス処理システム内で、処理溶媒を用いてサワーガス流からの酸ガス除去を強化するものである。様々な実施形態では、本技術は、サワー天然ガス流からＨ₂Ｓを選択的に除去するために利用する。具体的には、サワー天然ガス流は、パイプライン規制を満たすために、Ｈ₂Ｓ濃度が４ｐｐｍ未満になるまで精製してもよい。
並流フロースキームには、導管内に連続して接続した任意数の並流接触システムを利用してもよい。天然ガス流及び液体溶媒流は並流接触システム内を一緒に、即ち並流で移動する。いくつかの実施形態では、天然ガス流及び液体溶媒流は、一般的に並流接触システムの長軸に沿って一緒に移動する。
ガス処理システム内の各並流接触システムは、Ｈ₂Ｓ及びＣＯ₂などの酸ガスの溶媒流への吸収を容易にする並流接触装置を備えてもよい。また、各並流接触システムは、酸ガスを吸収した溶媒流から天然ガス流を分離し、スイートニングした液体非含有天然ガス流を生成することが可能な分離装置を備えてもよい。
いくつかの実施形態では、溶媒流は天然ガス流内でＨ₂ＳやＣＯ₂などの酸ガスを吸収することが可能なアミン系溶媒である。例えば溶媒には、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、２（２－アミノエトキシ）エタノール［Ｄｉｇｌｙｃｏｌａｍｉｎｅ（登録商標）（ＤＧＡ）］、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）、ジイソプロパノールアミン（ＤＩＰＡ）、メチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）、トリエチレンアミン、ＦＬＥＸＳＯＲＢ（登録商標）ＳＥ、２‐アミノ‐２‐メチル‐１‐プロパノール（ＡＭＰ）、又はＦＬＥＸＳＯＲＢ（登録商標）ＳＥ ＰＬＵＳやＵＣＡＲＳＯＬ（商標）ファミリー製品などの配合アミン、又は配合ＭＤＥＡ溶液が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

現在の技術によると、溶媒が一連の並流接触システムを流れると、溶媒にはＨ₂ＳやＣＯ₂などの汚染物質で負荷が掛かるようになる。これにより、Ｈ₂Ｓのような急速に反応する成分では、熱力学的に吸収に適したＣＯ₂がＨ₂Ｓと置換し始めるため、並流接触システムの流出口付近が締め付け（ｐｉｎｃｈ）状態になる可能性がある。Ｈ₂Ｓを１，０００ｐｐｍまで除去することが望ましい通常のシェールガス用途では、３、４個の並流接触システムを使用してもよい。しかし、溶媒が装置内を流れると、溶媒にはＨ₂Ｓ及びＣＯ₂による負荷が掛かり、天然ガス流のＨ₂Ｓ濃度を更に減少させる溶媒の能力が低下するため、最終段階で４ｐｐｍのＨ₂Ｓ仕様にすることは特に困難である。
従って、本明細書に記載の実施形態によれば、最終並流接触システムの上流で溶媒処理装置を使用することにより、Ｈ₂Ｓ除去が強化される。図１Ａ、１Ｂ、２、３、４、及び６を参照して更に説明するように、溶媒処理装置は最終並流接触システムにおけるＨ₂Ｓ吸収を増加させるために溶媒流を修飾するように構成している。

ガス処理システム
図１Ａは、並流フロースキームを備え、酸性ガス除去を強化するように構成したガス処理システム１００の工程フロー図である。ガス処理システム１００は、Ｈ₂Ｓ及びＣＯ₂などの酸ガス成分を供給ガス流１０２から除去するために使用してもよい。また、ガス処理システム１００は、供給ガス流１０２から水又は他の不純物を除去するために使用してもよい。ガス処理システム１００には、多数の並流接触システム１０４Ａ～Ｆを採用してもよい。例えば、図５を参照して更に述べるように、各並流接触システム１０４Ａ～Ｆは並流接触装置及び分離装置を備えてもよい。
供給ガス流１０２としては、例えば炭化水素生成操作からの天然ガス流、発電所からの燃焼排ガス流、又は合成ガス（シンガス）流が挙げられる。供給ガス流１０２がシンガス流である場合、供給ガス流１０２はガス処理システム１００に導入される前に冷却及び濾過してもよい。また供給ガス流１０２は、ガス処理設備自体におけるフラッシュドラムから取り出されたフラッシュガス流である場合もある。また、供給ガス流１０２は、クラウス硫黄回収法からの排ガス流、又は溶媒再生装置からの不純物流である場合もある。更に、供給ガス流１０２は、セメントプラント又は他の工業プラントからの排ガス放出流である場合もある。この例では、ＣＯ₂は過剰な空気から、又は窒素含有燃焼排ガスから吸収されることもある。

供給ガス流１０２はメタンなどの非吸収性ガス、並びにＣＯ₂及びＨ₂Ｓなどの１種以上の不純物を含む場合もある。いくつかの実施形態では、供給ガス流１０２は、例えば約１，０００ｐｐｍのＨ₂Ｓといった多量のＨ₂Ｓを含む。ガス処理システム１００はＣＯ₂及びＨ₂Ｓを除去することにより供給ガス流１０２をスイートニングガス流１０６に変換してもよい。様々な実施形態では、スイートニングガス流１０６は濃度４ｐｐｍ未満のＨ₂Ｓ及び２～３ｖｏｌ％未満のＣＯ₂を含有する。
操作では、供給ガス流１０２は第１並流接触システム１０４Ａに流入する場合もあり、ここで供給ガス流１０２は溶媒流１０８と混合される。様々な実施形態では、溶媒流１０８は、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）やメチルジエタノールアミン（ＭＤＥＡ）などのアミン溶液を含む。溶媒流１０８は、酸ガス不純物を除去するための脱着工程を経たリーン溶媒を含んでいる場合もある。例えば、図１Ａに示すガス処理システム１００では、第１並流接触システム１０４Ａに導入した溶媒流１０８は、再生装置１１０の中心部分から取り出した半リーン溶媒を含む。再生装置１１０から取り出したリーン溶媒流１１２は、第５及び最終並流接触システム１０４Ｅ及び１０４Ｆへの方向に向けてもよい。
様々な実施形態では、ガス処理システム１００は、一連の並流接触システム１０４Ａ～Ｆを採用している。各並流接触システム１０４Ａ～Ｆは、供給ガス流１０２から酸ガス分の一部を除去し、それにより、スイートニングが進行したガス流は下流方向に放出される。最終並流接触システム１０４Ｆは最終スイートニングガス流１０６を提供する。
第１並流接触システム１０４Ａに流入する前に、供給ガス流１０２は流入口分離装置１１４を通ってもよい。流入口分離装置１１４を用い、塩水や掘削流体などの不純物を濾過することにより供給ガス流１０２を浄化しもよい。多少の粒子濾過を行ってもよい。供給ガス流１０２の浄化により、酸ガス処理工程中に溶媒が起泡することを防止できる。

いくつかの実施形態では、供給ガス流１０２は、流入口分離装置１１４又は第１並流接触システム１０４Ａの上流で前処理してもよい。例えば、供給ガス流１０２はグリコール又は他の化学添加物を除去するために水洗浄してもよい。この洗浄は、追加の並流接触システムを介するなど、水をガスに導入する別個の処理ループ（図示せず）を介して実行してもよい。水はグリコールに親和性があり、供給ガス流１０２からグリコールを引き出すものである。これにより、順次、並流接触システム１０４Ａ～Ｆ内の起泡を制御することが促進される。煙道ガス用途の場合、工程中、Ｏ₂と鋼鉄との反応を遅らせるために、腐食防止剤を溶媒に添加してもよい。
図１Ａに示すように、溶媒流１０８は第１並流接触システム１０４Ａに流入する。第１並流接触システム１０４Ａへの半リーン溶媒流１０８の移動は、ポンプ１１６Ａ及び１１６Ｂ並びに冷却装置１１７により支援してもよい。冷却装置１１７により、好適な温度で溶媒流１０８を第１並流接触システム１０４Ａに流入させてもよく、一方、ポンプ１１６Ａ及び１１６Ｂにより、溶媒流１０８を、例えば約０．１０ＭＰａ（１５ｐｓｉａ）～約１０．３４ＭＰａ（１，５００ｐｓｉｇ）の好適な圧力で第１の並流接触システム１０４Ａに流入させてもよい。
一旦、第１並流接触システム１０４Ａの内部に入ると、供給ガス流１０２及び溶媒流１０８は、第１並流接触システム１０４Ａの長軸に沿って移動する。それらが移動すると、液体アミン（又は他の処理溶液）は供給ガス流１０２中のＨ₂Ｓ及びＣＯ₂と相互作用し、Ｈ₂Ｓ及びＣＯ₂がアミン分子に化学的に付着するか又は吸収される。部分的に負荷が掛かっているか、又は「リッチ」な第１溶媒流１１８Ａは第１並流接触システム１０４Ａの底部から流出してもよい。また、部分的スイートニング第１ガス流１２０Ａは、第１並流接触システム１０４Ａの頂部から流出して第２並流接触システム１０４Ｂに流入してもよい。

図１Ａの例に示すように、第２並流接触システム１０４Ｂの後に第３並流接触システム１０４Ｃを設けてもよく、第３並流接触システム１０４Ｃの後に第４並流接触システム１０４Ｄを設けてもよい。また、第４並流接触システム１０４Ｄの後に第５並流接触システム１０４Ｅを設けてもよく、第５並流接触システム１０４Ｅの後に最終並流接触システム１０４Ｆを設けてもよい。第２、第３、第４、及び第５並流接触システム１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ、及び１０４Ｅはそれぞれ、部分的スイートニングガス流１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄ、及び１２０Ｅそれぞれを生成してもよい。また、第２、第３、第４、第５、及び最終並流接触システム１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ、１０４Ｅ、及び１０４Ｆはそれぞれ、部分的負荷溶媒流１１８Ｂ、１１８Ｃ、１１８Ｄ、１１８Ｅ、及び１１８Ｆそれぞれを生成してもよい。溶媒流１０８としてアミンを使用する場合、部分的負荷溶媒流１１８Ａ～Ｆはリッチアミン溶液を含んでもよい。ガス処理システム１００では、第２部分的負荷溶媒流１１８Ｂは第１部分的負荷溶媒流１１８Ａと合流し、再生装置１１０で再生処理する。
スイートニングが進んだガス流１２０Ａ～Ｅを生成すると、ガス処理システム１００内のガス圧力の低下が進む。これが起こると、対応して、リッチ化が進んだ溶媒流１１８Ａ～Ｆの液圧が増加し得る。これは、ガス処理システム１００内の液圧を高めるために各並流接触システム１０４Ａ～Ｆの間に１つ以上の昇圧ポンプ（図示せず）を配置することにより達成し得る。
ガス処理システム１００では、部分的負荷溶媒流１１８Ａ及び１１８Ｂをフラッシュドラム１２２に流すことにより溶媒流を再生してもよい。吸収した天然ガス１２４は、フラッシュドラム１２２内で、部分的負荷溶媒流１１８Ａ及び１１８Ｂからフラッシュ蒸発させてもよく、また塔頂ライン１２６を介してフラッシュドラム１２２から流出させてもよい。

得られたリッチ溶媒流１２８は、フラッシュドラム１２２から再生装置１１０に流してもよい。リッチ溶媒流１２８は、脱着するために再生装置１１０に導入してよい。再生装置１１０は、トレイ又は他の内部構造物（図示せず）を備える除去装置部１３０を備えてもよい。除去装置部１３０は、再沸装置部１３２の真上に配置してもよい。熱を発生させるために、再沸装置部１３２に熱源１３４を設けてもよい。再生装置１１０は、再生したリーン溶媒流１１２を生成し、これは第５及び最終並流接触システム１０４Ｅ及び１０４Ｆで再使用するために循環利用する。再生装置１１０から除去した塔頂ガスは濃縮Ｈ₂Ｓ及びＣＯ₂を含んでいる可能性が有り、塔頂不純物流１３６として再生装置１１０から流出させてもよい。
塔頂不純物流１３６は、凝縮装置１３８に流入し、塔頂不純物流１３６を冷却してもよい。得られた冷却不純物流１４０は還流蓄積装置１４２に流してもよい。この還流蓄積装置１４２は、不純物流１４０から、凝縮水などの任意の残留する液体を分離し得る。これにより、ほぼ純粋な酸ガス流１４４が生成され、この酸ガス流は、塔頂ライン１４６を経て還流蓄積装置１４２から流出してもよい。

次いで、いくつかの実施形態では、酸ガス流１４４中のＨ₂Ｓを硫黄回収ユニット（図示せず）を用いて元素状硫黄に変換する。硫黄回収ユニットは、いわゆるクラウスユニットであってもよい。当業者であれば、「クラウス法」が、Ｈ₂Ｓ含有ガス流から元素状硫黄を回収するために天然ガス産業及び精油産業で使用する場合もある方法だということは理解している。
実際、Ｈ₂Ｓ、ＳＯ₂、ＣＯ₂、Ｎ₂、及び水蒸気を含み得るクラウス法から得た「排ガス」を反応させて、水素化を経てＳＯ₂をＨ₂Ｓに変換することが可能である。水素化した排ガス流は分圧が高く、多量の、例えば５０％を超えるＣＯ₂、及び少量の、例えば数％以下のＨ₂Ｓを含む。通常で大気圧に近いこの種のガス流は、選択的Ｈ₂Ｓ除去ができる。回収したＨ₂Ｓはクラウスユニットの前段で循環利用するか、又は下流で隔離してもよい。あるいは、ガス分離の分野で公知の様々な方法を利用して、元素状硫黄に変換するＨ₂Ｓの直接酸化を行ってもよい。
Ｈ₂Ｓ反応はＣＯ₂反応に比べて瞬時であるため、滞留時間、即ち蒸気相と液相との接触時間を短くすると、溶媒に吸収されるＣＯ₂が少なくなる。並流接触システム１０４Ａ～Ｆの設計は、装置設計に固有の短い接触時間により、選択的Ｈ₂Ｓ除去を強化している。
図１Ａに示すように、残留液体流１４８は、還流蓄積装置１４２の底部から流出してもよい。残留液体流１４８は還流ポンプ１５０に流してもよい。この還流ポンプ１５０は残留液体流１４８の圧力を高め、残留液体流１４８を再生装置１１０に吸い上げてもよい。残留液体流１４８はリーン溶媒流１１２の一部として、再生装置１１０から、例えば再沸装置部１３２の底部から流出してもよい。水をリーン溶媒流１１２に添加し、スイートニングガス流１０６及び酸ガス流１４４への水蒸気の損失の釣り合いをとってもよい。この水は還流ポンプ１５０の取り入れ口又は吸い込み口で添加してもよい。

リーン溶媒流１１２は低圧であってもよい。従って、リーン溶媒流１１２を昇圧ポンプ１５２に通してもよい。昇圧ポンプ１５２から、リーン溶媒流１１２を冷却装置１５４に流してもよい。冷却装置１５４は、再生装置１１０に加熱された後のリーン溶媒流１１２を冷却して周囲温度付近まで戻してもよい。
いくつかの実施形態では、リーン溶媒流１１２はその後、溶媒タンク１５６に流入してもよい。他の実施形態では、溶媒タンク１５６はラインから離れており、リーン溶媒流１１２用の貯留槽を提供する。
第５及び最終並流接触システム１０４Ｅ及び１０４Ｆに向かうリーン溶媒流１１２の移動はポンプ１５８により支援してもよい。ポンプ１５８によりリーン溶媒流１１２は、例えば、約０．１０ＭＰａ（１５ｐｓｉａ）～約１０．３４ＭＰａ（１，５００ｐｓｉｇ）の好適な圧力で流動してもよい。
リーン溶媒流１１２の第１部分１６０は部分的負荷溶媒流１１８Ｆと合流し、第５並流接触システム１０４Ｅに流入してもよい。リーン溶媒流１１２の第２部分１６２は、リーン溶媒流１１２を処理して強化溶媒流１６６を生成するように構成した溶媒処理装置１６４に流入してもよい。本明細書に記載の実施形態によれば、強化溶媒流１６６はリーン溶媒流１１２より高濃度の酸ガスを吸収できる処理溶媒流である。強化溶媒流１６６は、ＣＯ₂とは対照的に、高濃度のＨ₂Ｓを選択的に吸収することが可能な、高度にＨ₂Ｓ選択性の溶媒流であってもよい。様々な実施形態では、強化溶媒流１６６を用いて、最終スイートニングガス流１０６内でＨ₂Ｓ濃度を４ｐｐｍ未満にする。

様々な実施形態では、溶媒処理装置１６４は、リーン溶媒流１１２を少なくとも周囲温度付近、例えば約２０℃～２５℃、又は周囲温度より少なくとも約５℃低い温度、又は周囲温度より少なくとも約１０℃低い温度、又は周囲温度より少なくとも約２０℃低い温度、又は最終並流接触システム１０４Ｆに流入する部分的スイートニングガス流１２０Ｅの温度と同等か、もしくはそれよりわずかに低い温度に冷却することにより、強化溶媒流１６６を生成するように構成した冷却装置である。例えば、溶媒処理装置１６４は、アンモニア冷却装置、冷却水塔からの冷水流、又は任意の他の好適なタイプの冷却装置であってもよい。
いくつかの実施形態では、図２を参照して更に詳細に説明したように、分析装置（図示せず）及び制御装置（図示せず）を溶媒処理装置１６４に接続してもよい。当該分析装置は、最終並流接触システム１０４Ｆから流出する最終スイートニングガス流１０６の酸ガス濃度を決定するように構成してもよい。次に、そのスイートニングガス流１０６の分析に基づいて、当該制御装置により溶媒処理装置１６４の温度を調整してもよい。
いくつかの実施形態では、溶媒処理装置１６４は、リーン溶媒流１１２から残留ＨＳ^-及びＨＣＯ₃ ^-を除去することにより、強化溶媒流１６６を生成する陰イオン交換床である。他の実施形態では、溶媒処理装置１６４は、リーン溶媒流１１２のリーン負荷を低減することにより強化溶媒流１６６を生成するように構成した電気透析ユニットである。これらの実施形態では、溶媒処理装置１６４はリーン溶媒流１１２から熱安定性塩汚染物質を除去するためにも使用してよい。
他の実施形態では、溶媒処理装置１６４は、強化流体をリーン溶媒流１１２に注入して酸ガスを選択的に吸収する溶媒の能力を強化することにより、強化溶媒流１６６を生成する。例えば、液体Ｈ₂Ｓ捕捉剤をリーン溶媒流１１２に添加して、部分的スイートニングガス流１２０Ｅ内の残留Ｈ₂Ｓを除去する溶媒の能力を高めてもよい。いくつかの実施形態では、制御したバイパス（図示せず）を利用して、最終スイートニングガス流１０６のＨ₂Ｓ濃度が、捕捉剤が無駄となってしまう０ｐｐｍではなく、３～４ｐｐｍに確実になるようにしてもよい。

図１Ａの工程フロー図は、ガス処理システム１００が図１Ａに示す構成要素全てを備えることを示すようには意図していない。更に、特定の実装の詳細に応じて、任意数の構成要素をガス処理システム１００内に追加してもよい。例えば、ガス処理システム１００は、任意の好適なタイプのヒータ、冷却装置、凝縮装置、液体ポンプ、ガス圧縮装置、送風装置、バイパスライン、他のタイプの分離及び／又は分画装置、バルブ、スイッチ、制御装置、及び圧力測定装置、温度測定装置、レベル測定装置、又は流量測定装置等を備えてもよい。更に、ガス処理システム１００には、任意数の並流接触システムを追加してもよい。
いくつかの実施形態では、再生装置１１０から取り出したリーン溶媒流１１２は、第５並流接触システム１０４Ｅではなく、最終並流接触システム１０４Ｆの方向にのみ向けられる。それらの実施形態では、リーン溶媒流１１２全体を溶媒処理装置１６４に送り、強化溶媒流１６６を生成する。
いくつかの実施形態では、リッチ溶媒流１２８が再生装置１１０に流入する前に、リッチ溶媒流１２８の一部を酸性化する。これは、１～２重量パーセント（重量％）のリン酸をリッチ溶媒流１２８に添加することにより達成できる。リッチ溶媒流１２８を酸性化すると、再生工程中にリッチ溶媒流１２８がより多くの酸ガスを放出するようになる。

図１Ｂは、並流フロースキームを備え、酸ガス除去を強化するように構成した別のガス処理システム１６８の工程フロー図である。図１Ａと同じ番号の構成単位は図１Ａを参照して説明した通りである。図１Ｂのガス処理システム１６８の操作は図１Ａのガス処理システム１００の操作と同様である。しかし、図１Ｂのガス処理システム１６８では、第１並流接触システム１０４Ａは第２並流接触システム１０４Ｂから部分的負荷溶媒流１１８Ｂを受け取る。従って、ガス処理システム１６８は半リーン溶媒流１０８を含んでいない。
図１Ｂの第１並流接触システム１０４Ａに受け取られた部分的負荷溶媒流１１８Ｂは第２並流接触システム１０４Ｂ内で既に処理されているので、第１並流接触システム１０４Ａに受け取られた部分的負荷溶媒流１１８Ｂは非常にリッチになる可能性がある。このため、部分的負荷溶媒流１１８Ｂの中間処理は、ある程度行うことが望ましい場合もある。
あるいは、半リーン溶媒流はガス処理システム１６８内の他のスイートニング操作から取り出し、第１又は第２並流接触システム１０４Ａ又は１０４Ｂ用のアミン溶液として、少なくとも部分的に使用できる。この点で、ガス処理システム１６８において一種類の溶媒を複数の設備に用いる状況もある。これは統合ガス処理と称する。例えば、ＭＤＥＡは高圧かつＨ₂Ｓ選択性の酸ガス除去や、クラウス排ガス処理（ＴＧＴ）法にも使用してよい。ＴＧＴ法から得るリッチアミン流は、方法が低圧であるため、あまりＨ₂Ｓ及びＣＯ₂で負荷を受けない。従って、いくつかの実施形態では、ＴＧＴ法から得るリッチアミン流は第１又は第２並流接触システム１０４Ａ又は１０４Ｂ用の半リーン流として使用する。半リーン流（図示せず）は好適な圧力になるようにポンプで吸い上げ、第１又は第２並流接触システム１０４Ａ又は１０４Ｂに、場合により後続の並流接触システムからの部分的負荷溶媒流と共に注入してもよい。
更に、図１Ｂのガス処理システム１６８では、第１部分的負荷溶媒溶液１１８Ａは、フラッシュドラム１２２を流れた後、熱交換器１７０を流れる。熱交換器１７０内では、再生装置１１０から取り出したリーン溶媒流１１２との熱交換を経て、第１部分的負荷溶媒溶液１１８Ａの温度が上昇する。これにより、再生装置１１０に導入される前に、リーン溶媒流１１２を冷却しつつ、第１部分的負荷溶媒溶液１１８Ａが加熱される。

図１Ｂの工程フロー図は、ガス処理システム１６８が図１Ｂに示す構成要素全てを備えることを示すようには意図していない。更に、特定の実装の詳細に応じて、任意数の構成要素をガス処理システム１６８内に追加してもよい。例えば、ガス処理システム１６８は、任意の好適なタイプのヒータ、冷却装置、凝縮装置、液体ポンプ、ガス圧縮装置、送風装置、バイパスライン、他のタイプの分離及び／又は分画装置、バルブ、スイッチ、制御装置、及び圧力測定装置、温度測定装置、レベル測定装置、又は流量測定装置等を備えてもよい。更に、ガス処理システム１６８には、任意数の並流接触システムを追加してもよい。
図１Ａ及び１Ｂに記載の実施形態によれば、ガス処理システム１００及び１６８には並流接触装置の逆流配置が含まれる。しかし、本明細書に記載の実施形態は、生成されたばかりの溶媒流が各段階に供給される並流接触装置の並列構成にも適用されることを理解されたい。更に、個々の並流接触装置は、水平断面及び垂直断面の両方を含む構成、接触直後における段階で直列分離が有る又は無い構成、並びに、単一直列装置の後続部分に脱水、Ｈ₂Ｓ除去、及びＣＯ₂除去が発生する構成といった無数の様々な構成で配置してもよい。また、全ての並流接触システムは垂直又は水平に配向した単一の圧力容器内にまとめてもよい。

分離システム
図２は、酸ガス除去を強化するための多数の並流接触システム２０２Ａ～Ｃ及び冷却装置２０４を備える分離システム２００の工程フロー図である。分離システム２００は図１Ａ又は１Ｂを参照して述べたガス処理システム１００又は１６８などのガス処理システムの一部として実装してもよい。ガス処理システムでは、図１Ａ及び１Ｂを参照して述べた並流接触システム１０４Ａ～Ｆのような、連続して接続した多数の並流接触システム２０２Ａ～Ｃを利用してもよい。図２に示す例示的な配置では、第１並流接触システム２０２Ａ、第２並流接触システム２０２Ｂ、及び第３並流接触システム２０２Ｃが設けられる。
サワー供給ガス流２０６は第１並流接触システム２０２Ａに流入してもよい。第１並流接触システム２０２Ａは第１部分的スイートニングガス流２０８Ａを生成してもよく、このガス流は、第１並流接触システム２０２Ａから第２並流接触システム２０２Ｂに流してもよい。次に、第２並流接触システム２０２Ｂは第２部分的スイートニングガス流２０８Ｂを生成してもよく、このガス流は第２並流接触システム２０２Ｂから第３並流接触システム２０２Ｃに流してもよい。いくつかの実施形態では、第３並流接触システム２０２Ｃは最終スイートニングガス流２１０を生成する。
第１、第２、及び第３並流接触システム２０２Ａ～Ｃの各々はそれぞれのリッチ溶媒流２１２Ａ～Ｃも生成する。第３リッチ溶媒流２１２Ｃは第２並流接触システム２０２Ｂに戻る方向に向け、第２リッチ溶媒流２１２Ｂは第１並流接触システム２０２Ａに戻る方向に向けてもよい。また、第１リッチ溶媒流２１２Ａは再生装置２１４に戻してもよい。いくつかの実施形態では、再生装置２１４は図１Ａ及び１Ｂを参照して述べた再生装置１１０と同一であるか、又は類似している。

再生装置２１４は、吸収した酸ガス及び他の不純物を第１リッチ溶媒流２１２Ａから除去し、リーン溶媒流２１６を生成してもよい。その後、リーン溶媒流２１６を冷却装置２０４に送り、冷却装置２０４はリーン溶媒流２１６の温度を下げ、強化溶媒流２１８を生成してもよい。様々な実施形態では、冷却装置２０４は図１Ａ及び１Ｂを参照して説明した溶媒処理装置１６４に対応する。更に、様々な実施形態では、強化溶媒流２１８は第２部分的スイートニングガス流２０８Ｂから、濃度がより高い酸ガスを吸収することが可能な溶媒流である。例えば、強化溶媒流２１８は、ＣＯ₂とは対照的に、濃度がより高いＨ₂Ｓを吸収することが可能な高度にＨ₂Ｓ選択的な溶媒流であってもよい。
冷却装置２０４は、リーン溶媒流２１６の温度を周囲より少なくとも－１２℃（１０°F）低い温度に、又は第３並流接触システム２０２Ｃに流入する第２部分的スイートニングガス流２０８Ｂの温度と同等か又はわずかに低い温度に下げることが可能な任意の好適なタイプの冷却装置であってもよい。例えば、冷却装置２０４はアンモニア冷却装置又は水塔からの冷水流であってもよい。更に、いくつかの実施形態では、冷却装置２０４は、リーン溶媒流２１６に強化流体を注入するための小型添加システムを備える。
強化溶媒流２１８は、冷却装置２０４から第３並流接触システム２０２Ｃに流入してもよい。第３並流接触システム２０２Ｃ内で、強化溶媒流２１８は、第２部分的スイートニングガス流２０８Ｂと接触し、第２部分的スイートニングガス流２０８Ｂから増加量のＨ₂Ｓなどの酸ガスを吸収する。得られたスイートニングガス流２１０は、例えば４ｐｐｍ未満のＨ₂Ｓなどの低濃度酸ガスを含んでもよい。
分離システム２００は分析装置２２０及び制御装置２２２も備えてよい。分析装置２２０は、第３並流接触システム２０２Ｃから流出する最終スイートニングガス流２１０の外部分析を行い、最終スイートニングガス流２１０のＨ₂Ｓ及びＣＯ₂濃度などの酸ガス濃度を決定するように構成してもよい。次いで、制御装置２２２は、スイートニングガス流２１０の分析に基づいて冷却装置２０４の温度を調整してもよい。いくつかの実施形態では、最終スイートニングガス流２１０の酸ガス濃度に応じて冷却装置２０４を様々な温度で操作してよいため、分離システム２００内で分析装置２２０及び制御装置２２２を使用すると、エネルギーの節約につながる。

図２の工程フロー図は、分離システム２００が図２に示す構成要素全てを備えることを示すようには意図していない。更に、特定の実装の詳細に応じて、任意数の構成要素を分離システム２００内に追加してもよい。例えば、任意数の並流接触システムを分離システム２００内に追加してもよい。
図３は、多数の並流接触システム３０２Ａ～Ｃ、及び酸ガス除去を強化するための陰イオン交換床３０４を備える分離システム３００の工程フロー図である。分離システム３００は、図１Ａ又は１Ｂを参照して述べたガス処理システム１００又は１６８などのガス処理システムの一部として実装してもよい。ガス処理システムには、図１Ａ及び１Ｂを参照して述べた並流接触システム１０４Ａ～Ｆのような、連続して接続した多数の並流接触システム３０２Ａ～Ｃを利用してもよい。図３に示す例示的な配置では、第１並流接触システム３０２Ａ、第２並流接触システム３０２Ｂ、及び第３並流接触システム３０２Ｃが提供される。

サワー供給ガス流３０６は、第１並流接触システム３０２Ａに流入してもよい。第１並流接触システム３０２Ａは第１部分的スイートニングガス流３０８Ａを生成してもよく、このガス流は第１並流接触システム３０２Ａから第２並流接触システム３０２Ｂに流してもよい。次に、第２並流接触システム３０２Ｂは第２部分的スイートニングガス流３０８Ｂを生成してもよく、このガス流は第２並流接触システム３０２Ｂから第３並流接触システム３０２Ｃに流してもよい。いくつかの実施形態では、第３並流接触システム３０２Ｃは最終スイートニングガス流３１０を生成する。
第１、第２、及び第３並流接触システム３０２Ａ～Ｃの各々は、それぞれのリッチ溶媒流３１２Ａ～Ｃも生成する。第３リッチ溶媒流３１２Ｃは第２並流接触システム３０２Ｂに戻る方向に向け、第２リッチ溶媒流３１２Ｂは第１並流接触システム３０２Ａに戻る方向に向けてもよい。また、第１リッチ溶媒流３１２Ａは再生装置３１４に戻してもよい。いくつかの実施形態では、再生装置３１４は図１Ａ及び１Ｂを参照して述べた再生装置１１０と同一であるか、又は類似している。
再生装置３１４は、吸収した酸ガス及び他の不純物を第１リッチ溶媒流３１２Ａから除去し、リーン溶媒流３１６を生成してもよい。その後、リーン溶媒流３１６を陰イオン交換床３０４に送ってもよい。様々な実施形態では、陰イオン交換床３０４は図１Ａ及び１Ｂを参照して説明した溶媒処理装置１６４に対応する。
リーン溶媒流３１６から残留酸ガスを除去することにより、陰イオン交換床３０４は強化溶媒流３１８を生成し得る。また、陰イオン交換床３０４は、熱安定性塩汚染物質をリーン溶媒流３１６から除去し得る。
本明細書に記載の実施形態によれば、強化溶媒流３１８は、第２部分的スイートニングガス流３０８Ｂから、濃度がより高い酸ガスを吸収することが可能な溶媒流である。例えば、いくつかの実施形態では、強化溶媒流３１８は、ＣＯ₂より速くＨ₂Ｓを吸収することが可能な、高度にＨ₂Ｓ選択的な溶媒流であってもよい。これらの実施形態では、リーン溶媒流３１６から残留ＨＳ^-及びＨＣＯ₃ ^-を除去することにより、陰イオン交換床３０４は強化溶媒流３１８を生成する。

図３の工程フロー図は、分離システム３００が図３に示す構成要素全てを備えることを示すようには意図していない。更に、特定の実装の詳細に応じて、任意数の構成要素を分離システム３００内に追加してもよい。例えば、任意数の並流接触システムを分離システム３００内に追加してもよい。
図４は、多数の並流接触システム４０２Ａ～Ｃを備える第１分離システム４００、並びに最終並流接触システム４０６及び対応する溶媒処理装置４０８を備える第２分離システム４０４の工程フロー図である。第１及び第２分離システム４００及び４０４は、図１Ａ又は１Ｂを参照して述べたガス処理システム１００又は１６８に類似したガス処理システムなどのガス処理システムの一部として実装してもよい。ガス処理システムには、図１Ａ及び１Ｂを参照して述べた並流接触システム１０４Ａ～Ｆのような、連続して接続した多数の並流接触システム４０２Ａ～Ｃおよび４０６を利用してもよい。図４に示す例示的な配置では、第１分離システム４００は第１並流接触システム４０２Ａ、第２並流接触システム４０２Ｂ、及び第３並流接触システム４０２Ｃを備え、第２分離システム４０４は最終並流接触システム４０６を備える。
第１分離システム４００内では、サワー供給ガス流４１０は第１並流接触システム４０２Ａに流入してもよい。第１並流接触システム４０２Ａは第１部分的スイートニングガス流４１２Ａを生成してもよく、このガス流は、第１並流接触システム４０２Ａから第２並流接触システム４０２Ｂに流してもよい。次に、第２並流接触システム４０２Ｂは第２部分的スイートニングガス流４１２Ｂを生成してもよく、このガス流は第２並流接触システム４０２Ｂから第３並流接触システム４０２Ｃに流してもよい。次に、第３並流接触システム４０２Ｃは第３部分的スイートニングガス流４１２Ｃを生成してもよく、このガス流は第２分離システム４０４内で第２並流接触システム４０２Ｂから最終並流接触システム４０６に流してもよい。
第１、第２、及び第３並流接触システム４０２Ａ～Ｃの各々は、それぞれのリッチ溶媒流４１４Ａ～Ｃも生成する。第３リッチ溶媒流４１４Ｃは第２並流接触システム４０２Ｂに戻る方向に向け、第２リッチ溶媒流４１４Ｂは第１並流接触システム４０２Ａに戻る方向に向けてもよい。また、第１リッチ溶媒流４１４Ａは第１再生装置４１６に戻してもよい。いくつかの実施形態では、第１再生装置４１６は図１Ａ及び１Ｂを参照して述べた再生装置１１０と同一であるか、又は類似している。

第１再生装置４１６は、吸収した酸ガス及び他の不純物を第１リッチ溶媒流４１４Ａから除去し、第１リーン溶媒流４１８を生成してもよい。その後、第１リーン溶媒流４１８を第３並流接触システム４０２Ｃへと再循環させてもよい。
最終並流接触システム４０６内では、第３部分的スイートニングガス流４１２Ｃを強化溶媒流４２０と接触させ、最終スイートニングガス流４２２を生成する。本明細書に記載の実施形態によれば、強化溶媒流４２０は高濃度の酸ガスを吸収することが可能な処理溶媒流である。従って、最終スイートニングガス流４２２は例えば４ｐｐｍ未満のＨ₂Ｓなどの低濃度の酸ガスを含んでもよい。
最終並流接触システム４０６は部分的負荷溶媒流４２４も生成する。部分的負荷溶媒流４２４は第２再生装置４２６に送ってもよい。いくつかの実施形態では、第２再生装置４２６は、図１Ａ及び１Ｂを参照して述べた再生装置１１０と同一であるか、又は類似している。第２再生装置４２６は、吸収した酸ガス及び他の不純物を部分的負荷溶媒流４２４から除去し、第２リーン溶媒流４２８を生成してもよい。
本明細書に記載の実施形態によれば、第２リーン溶媒流４２８は次に、溶媒処理装置４０８に送る。溶媒処理装置４０８は第２のリーン溶媒流４２８を処理し、強化溶媒流４２０を生成するように構成している。様々な実施形態では、溶媒処理装置４０８は、図１Ａ及び１Ｂを参照して説明した溶媒処理装置１６４と同一であるか、又は類似している。その後、強化溶媒流４２０は、最終並流接触システム４０６に戻る方向に向ける前に、昇圧ポンプ４３０に送ってもよい。
図４の工程フロー図は、第１及び第２分離システム４００及び４０４が図４に示す構成要素全てを備えることを示すようには意図していない。更に、特定の実装の詳細に応じて、任意数の構成要素を第１及び第２分離システム４００及び４０４内に追加してもよい。例えば、任意数の並流接触システムを第１分離システム４００又は第２分離システム４０４内に追加してもよい。

並流接触システム
図５は、並流接触システム５００の概略図である。並流接触システム５００によりガス流内の成分を分離してもよい。また、並流接触システム５００は、成分の迅速な分離が要求される図１Ａ及び１Ｂのガス処理システム１００及び１６８などの様々なガス処理システムの実装を支援し得る。いくつかの実施形態では、並流接触システム５００は、図１Ａ、１Ｂ、２、３、及び４を参照して述べた並流接触システム１０４Ａ～Ｆ、２０２Ａ～Ｃ、３０２Ａ～Ｃ、４０２Ａ～Ｃ、及び４０６のうちの１つである。
並流接触システム５００は、導管５０４内で直列に配置する並流接触装置５０２を備えてもよい。並流接触装置５０２は、液体溶媒流と流動ガス流５０６との接触を効率化するための多数の構成要素を備えてもよい。液体溶媒流はガス流５０６からＨ₂Ｓ及びＣＯ₂などの不純物を分離するために使用できる。
様々な実施形態では、並流接触装置５０２は、ミキサー５０８及び物質移動部５１０を備える。図５に示すように、ガス流５０６は、導管５０４を通ってミキサー５０８に流入してもよい。液体溶媒流５１２は、例えばミキサー５０８内の流路５１６に接続した中空空間５１４を通ってミキサー５０８に流入してもよい。
流路５１６から、液体溶媒流５１２は微小液滴として、注入開口部５１８を通ってガス流５０６中に放出され、その後、物質移動部５１０に流入する。これにより、質量移動部５１０内に処理ガス流５２０が生成し得る。処理ガス流５２０は、気相中に分散した小さな液滴を含む場合もある。液滴は、液体溶媒流５１２に吸収又は溶解したガス流５０６由来の不純物を含む場合もある。
処理ガス流５２０は、物質移動部５１０から、サイクロン式分離装置、メッシュスクリーンや、沈降容器などの分離装置５２２に流してもよい。分離装置５２２は気相から液滴を除去する。液滴は、不純物５２４を吸収した元の液体溶媒流を含んでいてもよく、気相は精製ガス流５２６を含んでいてもよい。様々な実施形態では、精製ガス流５２６はＨ₂Ｓ及びＣＯ₂の除去により精製したガス流である。

ガス処置システム内で酸ガス除去を強化する方法
図６は、ガス処理システム内で酸ガス除去を強化するための方法６００を示す工程フロー図である。方法６００は、図１Ａ及び１Ｂを参照して述べたガス処理システム１００及び１６８などのガス処理システムにより実施する。また、ガス処理システムは、図２、３、及び４を参照して述べた分離システム２００、３００、４００、及び４０４などの１つ以上の分離システムを備えてもよい。更に、ガス処理システムは多数の並流接触システムを備えてもよい。様々な実施形態では、並流接触システムは、図５を参照して説明した並流接触システム５００に対応する。
本方法は、ブロック６０２から開始し、このブロックでは、多数の並流接触システム内で、酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させ、部分的スイートニングガス流、及び酸ガスを吸収したリッチ溶媒流を生成する。並流接触システムのうちの少なくとも１つは、リッチ溶媒流を再生装置に送るように構成している。また、いくつかの実施形態では、それぞれの並流接触システムは、対応する溶媒流を並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させるように構成している。
様々な実施形態では、サワー供給ガス流はサワー天然ガス流である。更に、様々な実施形態では、サワー供給ガス流は少なくとも１，０００ｐｐｍのＨ₂Ｓを含む。これらの実施形態では、吸収した酸ガスは主にＨ₂Ｓであり、部分的スイートニングガス流は、Ｈ₂Ｓの一部を除去したガス流である。

ブロック６０４では、吸収した酸ガスを再生装置内でリッチ溶媒流から除去し、リーン溶媒流を生成する。いくつかの実施形態では、再生装置は、図１Ａ及び１Ｂを参照して説明した再生装置１１０に対応してもよい。
ブロック６０６では、リーン溶媒流の少なくとも一部を溶媒処理装置内で処理し、強化溶媒流を生成する。溶媒処理装置は、図１Ａ及び１Ｂを参照して説明した溶媒処理装置１６４に対応させてもよい。いくつかの実施形態では、溶媒処理装置は、リーン溶媒流の温度を下げることにより強化溶媒流を生成する冷却装置である。他の実施形態では、溶媒処理装置は、残留ＨＳ^-、ＨＣＯ₃ ^-、及び熱安定性塩汚染物質をリーン溶媒流から除去することにより強化溶媒流を生成する陰イオン交換床である。他の実施形態では、溶媒処理装置は、リーン溶媒流のリーン負荷を低減し、リーン溶媒流から熱安定性塩汚染物質を除去することにより強化溶媒流を生成する電気透析ユニットである。更に、他の実施形態では、溶媒処理装置は、強化流体をリーン溶媒流に注入して酸ガスを吸収する溶媒の能力を高めることにより強化溶媒流を生成する。
ブロック６０８では、部分的スイートニングガス流を、最終並流接触システム内で強化溶媒流と接触させ、部分的負荷溶媒流及び最終ガス流を生成する。様々な実施形態では、最終ガス流は、濃度４ｐｐｍ未満のＨ₂Ｓ及び２～３ｖｏｌ％未満のＣＯ₂を含む。

図６の工程フロー図は、方法６００の工程が任意の特定の順序で実行されること、又は方法６００の全工程があらゆる例に包含されることを示すようには意図していない。更に、特定の実装の詳細に応じて、図６に示されていない任意数の工程を方法６００に追加してもよい。例えば、溶媒処理装置が冷却装置である実施形態では、方法６００には、分析装置を用いて最終ガス流の酸ガス濃度を決定し、次いで、制御装置を用いて最終ガス流の酸ガス濃度に基づいて冷却装置の温度を増減させることも含まれてよい。
いくつかの実施形態では、方法６００は、図４を参照して説明した第１及び第２分離システム４００及び４０４などの２つの別個の分離システムを用いて実施する。これらの実施形態では、最終並流接触システムには、別個の再生装置を使用して、自身の溶媒流の段階内循環利用を採用してもよい。具体的には、最終並流接触システムを出る部分的負荷溶媒流を再生装置に送り、この再生装置はリーン溶媒流を生成してもよい。次に、リーン溶媒流を溶媒処理装置に送り、この溶媒処理装置は強化溶媒流を生成してもよい。その後、強化溶媒流を最終並流接触システム内で循環利用し、最終ガス流を生成してもよい。
本技術は様々な修正や代替的形成がし易く、上述の実施形態は例示としてのみ示している。しかし、本技術が本明細書に開示した特定の実施形態に限定されることを意図したものではないことは改めて理解すべきである。実際、本技術には、添付の特許請求の範囲の真の精神及び範囲内に該当する全ての代替物、修正物、及び等価物が含まれる。

図６の工程フロー図は、方法６００の工程が任意の特定の順序で実行されること、又は方法６００の全工程があらゆる例に包含されることを示すようには意図していない。更に、特定の実装の詳細に応じて、図６に示されていない任意数の工程を方法６００に追加してもよい。例えば、溶媒処理装置が冷却装置である実施形態では、方法６００には、分析装置を用いて最終ガス流の酸ガス濃度を決定し、次いで、制御装置を用いて最終ガス流の酸ガス濃度に基づいて冷却装置の温度を増減させることも含まれてよい。
いくつかの実施形態では、方法６００は、図４を参照して説明した第１及び第２分離システム４００及び４０４などの２つの別個の分離システムを用いて実施する。これらの実施形態では、最終並流接触システムには、別個の再生装置を使用して、自身の溶媒流の段階内循環利用を採用してもよい。具体的には、最終並流接触システムを出る部分的負荷溶媒流を再生装置に送り、この再生装置はリーン溶媒流を生成してもよい。次に、リーン溶媒流を溶媒処理装置に送り、この溶媒処理装置は強化溶媒流を生成してもよい。その後、強化溶媒流を最終並流接触システム内で循環利用し、最終ガス流を生成してもよい。
本技術は様々な修正や代替的形成がし易く、上述の実施形態は例示としてのみ示している。しかし、本技術が本明細書に開示した特定の実施形態に限定されることを意図したものではないことは改めて理解すべきである。実際、本技術には、添付の特許請求の範囲の真の精神及び範囲内に該当する全ての代替物、修正物、及び等価物が含まれる。
（付記）
本発明は以下のようにとらえることが可能である。
（付記１）
ガス処理システムであって：
酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させ、部分的にスイートニングしたガス流及び酸ガスを吸収したリッチ溶媒流を生成するように構成した複数の並流接触システムであって、前記複数の並流接触システムのうちの少なくとも１つは前記リッチ溶媒流を再生装置に送るように構成している、複数の並流接触システム；
前記吸収した酸ガスを前記リッチ溶媒流から除去し、リーン溶媒流を生成するように構成した前記再生装置；
前記リーン溶媒流の少なくとも一部を処理し、強化溶媒流を生成するように構成した溶媒処理装置；並びに
前記部分的スイートニングガス流と前記強化溶媒流とを接触させ、部分的に負荷を掛けた溶媒流及び最終ガス流を生成するように構成した最終並流接触システム
を備えることを特徴とするガス処理システム。
（付記２）
前記サワー供給ガス流はサワー天然ガス流を含む、付記１に記載のガス処理システム。
（付記３）
前記吸収した酸ガスは硫化水素（Ｈ _２ Ｓ）を含む、付記１に記載のガス処理システム。
（付記４）
前記最終ガス流は４百万分率（ｐｐｍ）以下のＨ _２ Ｓを含む、付記３に記載のガス処理システム。
（付記５）
前記複数の並流接触システムのそれぞれは、対応する溶媒流を前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させるように構成し、前記最終並流接触システムは前記部分的負荷溶媒流を前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させるように構成している、付記１に記載のガス処理システム。
（付記６）
前記溶媒処理装置は、前記リーン溶媒流の温度を下げて前記強化溶媒流を生成するように構成した冷却装置を備える、付記１に記載のガス処理システム。
（付記７）
前記最終ガス流の酸ガス濃度を決定するように構成した分析装置；及び
前記分析装置により決定した前記酸ガス濃度に基づいて前記冷却装置の温度を上下させるように構成した制御装置
を備える付記６に記載のガス処理システム。
（付記８）
前記溶媒処理装置は陰イオン交換床を備える、付記１に記載のガス処理システム。
（付記９）
前記溶媒処理装置は電気透析ユニットを備える、付記１に記載のガス処理システム。
（付記１０）
前記溶媒処理装置は、強化流体を前記リーン溶媒流に注入することにより前記強化溶媒流を生成するように構成している、付記１に記載のガス処理システム。
（付記１１）
前記複数の並流接触システムのそれぞれは：
導管内に直列に配置した並流接触装置であって、前記並流接触装置は：
前記並流接触装置を前記導管内に維持するように構成した環状支持リング；
前記溶媒流を前記並流接触装置に流入させるように構成した多数の放射状ブレード；及び
前記並流接触装置内で前記サワー供給ガス流を中空部に流すように構成した中心ガス導入コーン
を備え、
前記並流接触装置は、前記溶媒流から形成した液滴のサワー供給ガス流への取り込みを効率化する、並流接触装置；並びに
前記液滴を前記サワー供給ガス流から除去するように構成した分離装置
を備える、付記１に記載のガス処理システム。
（付記１２）
ガス処理システム内で酸ガス除去を強化するための方法であって、前記方法には：
複数の並流接触システム内で酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させ、部分的にスイートニングしたガス流、及び酸ガスを吸収したリッチ溶媒流を生成する工程；
再生装置内で、前記吸収した酸ガスを前記リッチ溶媒流から除去してリーン溶媒流を生成する工程；
溶媒処理装置内で前記リーン溶媒流の少なくとも一部を処理して強化溶媒流を生成する工程；並びに
最終並流接触システム内で、前記部分的スイートニングガス流と前記強化溶媒流とを接触させて、部分的に負荷の掛かった溶媒流及び最終ガス流を生成する工程
が含まれることを特徴とする方法。
（付記１３）
前記サワー供給ガス流はサワー天然ガス流を含む、付記１２に記載の方法。
（付記１４）
前記吸収した酸ガスは硫化水素（Ｈ _２ Ｓ）を含む、付記１２に記載の方法。
（付記１５）
前記最終ガス流は４百万分率（ｐｐｍ）以下のＨ _２ Ｓを含む、付記１４に記載の方法。
（付記１６）
対応する溶媒流を、前記複数の並流接触システムのそれぞれから前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させる工程；及び
前記部分的負荷溶媒流を、前記最終並流接触システムから前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させる工程
が含まれる付記１２に記載の方法。
（付記１７）
前記溶媒処理装置は、前記リーン溶媒流の温度を下げて前記強化溶媒流を生成するように構成した冷却装置を備える、付記１２に記載の方法。
（付記１８）
前記最終ガス流を分析して、前記最終ガス流の酸ガス濃度を決定する工程；及び
前記最終ガス流の前記酸ガス濃度に基づいて、前記冷却装置の温度を上下させる工程
が含まれる付記１７に記載の方法。
（付記１９）
前記溶媒処理装置は陰イオン交換床を備える、付記１２に記載の方法。
（付記２０）
前記溶媒処理装置は電気透析ユニットを備える、付記１２に記載の方法。
（付記２１）
前記溶媒処理装置内で前記リーン溶媒流の少なくとも一部を処理する工程には、前記リーン溶媒流に強化流体を注入することにより前記強化溶媒流を生成する工程が含まれる、付記１２に記載の方法。
（付記２２）
前記複数の並流接触システム内で前記サワー供給ガス流と前記溶媒流とを接触させる工程には：
環状支持リング、及び前記環状支持リングから延在する複数の放射状ブレードを介して、前記溶媒流を並流接触装置に流入させる工程であって、前記環状支持リングは前記並流接触装置を導管内で直列に確保する工程；
前記複数の放射状ブレードに支持される中心ガス導入コーンを介して、前記並流接触装置に前記サワー供給ガス流を流す工程であって、前記サワー供給ガス流の第１部分は前記中心ガス導入コーンを流れ、前記サワー供給ガス流の第２部分は前記複数の放射状ブレード間の前記中心ガス導入コーンの周囲を流れる工程；
前記サワー供給ガス流と前記溶媒流とを接触させて、前記溶媒流から形成した液滴をサワー供給ガス流に取り込ませる工程；並びに
分離装置内で前記サワー供給ガス流から前記液滴を分離する工程
が含まれる、付記１２に記載の方法。
（付記２３）
ガス処理システムであって：
酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させて、部分的スイートニングガス流、及び前記酸ガスの第１部分を含むリッチ溶媒流を生成するように構成した複数の並流接触システム；
前記リッチ溶媒流から前記酸ガスの第１部分を除去して前記溶媒流を生成し；前記溶媒流を、前記複数の並流接触システムの少なくとも１つへと再循環させるように構成した第１再生装置；
前記部分的スイートニングガス流と強化溶媒流とを接触させ、最終ガス流、及び前記酸ガスの第２部分を含む部分的負荷溶媒流を生成するように構成した最終並流接触システム；
前記部分的負荷溶媒流から前記酸ガスの前記第２部分を除去し、リーン溶媒流を生成するように構成した第２再生装置；並びに
前記リーン溶媒流の少なくとも一部を処理し、前記最終並流接触システム内で前記部分的スイートニングガス流と接触する前記強化溶媒流を生成するように構成した溶媒処理装置
を備えることを特徴とするガス処理システム。
（付記２４）
前記サワー供給ガス流はサワー天然ガス流を含む、付記２３に記載のガス処理システム。
（付記２５）
前記酸ガスは硫化水素（Ｈ _２ Ｓ）を含む、付記２３に記載のガス処理システム。
（付記２６）
前記最終ガス流は４百万分率（ｐｐｍ）以下のＨ _２ Ｓを含む、付記２５に記載のガス処理システム。
（付記２７）
前記複数の並流接触システムのそれぞれは、対応する溶媒流を前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させるように構成している、付記２３に記載のガス処理システム。
（付記２８）
前記溶媒処理装置は、前記リーン溶媒流の温度を下げて前記強化溶媒流を生成するように構成した冷却装置を備える、付記２３に記載のガス処理システム。
（付記２９）
前記最終ガス流の酸ガス濃度を決定するように構成した分析装置；及び
前記分析装置により決定した前記酸ガス濃度に基づいて前記冷却装置の温度を上下させるように構成した制御装置
を備える付記２８に記載のガス処理システム。
（付記３０）
前記溶媒処理装置は陰イオン交換床を備える、付記２３に記載のガス処理システム。
（付記３１）
前記溶媒処理装置は電気透析ユニットを備える、付記２３に記載のガス処理システム。
（付記３２）
前記溶媒処理装置は、強化流体を前記リーン溶媒流の少なくとも一部に注入することにより前記強化溶媒流を生成するように構成している、付記２３に記載のガス処理システム。
（付記３３）
前記複数の並流接触システムのそれぞれは：
導管内に直列に配置した並流接触装置であって、前記並流接触装置は：
前記並流接触装置を前記導管内に維持するように構成した環状支持リング；
前記溶媒流を前記並流接触装置に流入させるように構成した多数の放射状ブレード；及び
前記並流接触装置内で前記サワー供給ガス流を中空部に流すように構成した中心ガス導入コーン
を備え、
前記並流接触装置は、前記溶媒流から形成した液滴のサワー供給ガス流への取り込みを効率化する、並流接触装置；並びに
前記液滴を前記サワー供給ガス流から除去するように構成した分離装置
を備える、付記２３に記載のガス処理システム。

Claims (33)

1. ガス処理システムであって：
   酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させ、部分的にスイートニングしたガス流及び酸ガスを吸収したリッチ溶媒流を生成するように構成した複数の並流接触システムであって、前記複数の並流接触システムのうちの少なくとも１つは前記リッチ溶媒流を再生装置に送るように構成している、複数の並流接触システム；
   前記吸収した酸ガスを前記リッチ溶媒流から除去し、リーン溶媒流を生成するように構成した前記再生装置；
   前記リーン溶媒流の少なくとも一部を処理し、強化溶媒流を生成するように構成した溶媒処理装置；並びに
   前記部分的スイートニングガス流と前記強化溶媒流とを接触させ、部分的に負荷を掛けた溶媒流及び最終ガス流を生成するように構成した最終並流接触システム
   を備えることを特徴とするガス処理システム。
2. 前記サワー供給ガス流はサワー天然ガス流を含む、請求項１に記載のガス処理システム。
3. 前記吸収した酸ガスは硫化水素（Ｈ₂Ｓ）を含む、請求項１に記載のガス処理システム。
4. 前記最終ガス流は４百万分率（ｐｐｍ）以下のＨ₂Ｓを含む、請求項３に記載のガス処理システム。
5. 前記複数の並流接触システムのそれぞれは、対応する溶媒流を前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させるように構成し、前記最終並流接触システムは前記部分的負荷溶媒流を前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させるように構成している、請求項１に記載のガス処理システム。
6. 前記溶媒処理装置は、前記リーン溶媒流の温度を下げて前記強化溶媒流を生成するように構成した冷却装置を備える、請求項１に記載のガス処理システム。
7. 前記最終ガス流の酸ガス濃度を決定するように構成した分析装置；及び
   前記分析装置により決定した前記酸ガス濃度に基づいて前記冷却装置の温度を上下させるように構成した制御装置
   を備える請求項６に記載のガス処理システム。
8. 前記溶媒処理装置は陰イオン交換床を備える、請求項１に記載のガス処理システム。
9. 前記溶媒処理装置は電気透析ユニットを備える、請求項１に記載のガス処理システム。
10. 前記溶媒処理装置は、強化流体を前記リーン溶媒流に注入することにより前記強化溶媒流を生成するように構成している、請求項１に記載のガス処理システム。
11. 前記複数の並流接触システムのそれぞれは：
    導管内に直列に配置した並流接触装置であって、前記並流接触装置は：
    前記並流接触装置を前記導管内に維持するように構成した環状支持リング；
    前記溶媒流を前記並流接触装置に流入させるように構成した多数の放射状ブレード；及び
    前記並流接触装置内で前記サワー供給ガス流を中空部に流すように構成した中心ガス導入コーン
    を備え、
    前記並流接触装置は、前記溶媒流から形成した液滴のサワー供給ガス流への取り込みを効率化する、並流接触装置；並びに
    前記液滴を前記サワー供給ガス流から除去するように構成した分離装置
    を備える、請求項１に記載のガス処理システム。
12. ガス処理システム内で酸ガス除去を強化するための方法であって、前記方法には：
    複数の並流接触システム内で酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させ、部分的にスイートニングしたガス流、及び酸ガスを吸収したリッチ溶媒流を生成する工程；
    再生装置内で、前記吸収した酸ガスを前記リッチ溶媒流から除去してリーン溶媒流を生成する工程；
    溶媒処理装置内で前記リーン溶媒流の少なくとも一部を処理して強化溶媒流を生成する工程；並びに
    最終並流接触システム内で、前記部分的スイートニングガス流と前記強化溶媒流とを接触させて、部分的に負荷の掛かった溶媒流及び最終ガス流を生成する工程
    が含まれることを特徴とする方法。
13. 前記サワー供給ガス流はサワー天然ガス流を含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記吸収した酸ガスは硫化水素（Ｈ₂Ｓ）を含む、請求項１２に記載の方法。
15. 前記最終ガス流は４百万分率（ｐｐｍ）以下のＨ₂Ｓを含む、請求項１４に記載の方法。
16. 対応する溶媒流を、前記複数の並流接触システムのそれぞれから前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させる工程；及び
    前記部分的負荷溶媒流を、前記最終並流接触システムから前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させる工程
    が含まれる請求項１２に記載の方法。
17. 前記溶媒処理装置は、前記リーン溶媒流の温度を下げて前記強化溶媒流を生成するように構成した冷却装置を備える、請求項１２に記載の方法。
18. 前記最終ガス流を分析して、前記最終ガス流の酸ガス濃度を決定する工程；及び
    前記最終ガス流の前記酸ガス濃度に基づいて、前記冷却装置の温度を上下させる工程
    が含まれる請求項１７に記載の方法。
19. 前記溶媒処理装置は陰イオン交換床を備える、請求項１２に記載の方法。
20. 前記溶媒処理装置は電気透析ユニットを備える、請求項１２に記載の方法。
21. 前記溶媒処理装置内で前記リーン溶媒流の少なくとも一部を処理する工程には、前記リーン溶媒流に強化流体を注入することにより前記強化溶媒流を生成する工程が含まれる、請求項１２に記載の方法。
22. 前記複数の並流接触システム内で前記サワー供給ガス流と前記溶媒流とを接触させる工程には：
    環状支持リング、及び前記環状支持リングから延在する複数の放射状ブレードを介して、前記溶媒流を並流接触装置に流入させる工程であって、前記環状支持リングは前記並流接触装置を導管内で直列に確保する工程；
    前記複数の放射状ブレードに支持される中心ガス導入コーンを介して、前記並流接触装置に前記サワー供給ガス流を流す工程であって、前記サワー供給ガス流の第１部分は前記中心ガス導入コーンを流れ、前記サワー供給ガス流の第２部分は前記複数の放射状ブレード間の前記中心ガス導入コーンの周囲を流れる工程；
    前記サワー供給ガス流と前記溶媒流とを接触させて、前記溶媒流から形成した液滴をサワー供給ガス流に取り込ませる工程；並びに
    分離装置内で前記サワー供給ガス流から前記液滴を分離する工程
    が含まれる、請求項１２に記載の方法。
23. ガス処理システムであって：
    酸ガスを含むサワー供給ガス流と溶媒流とを接触させて、部分的スイートニングガス流、及び前記酸ガスの第１部分を含むリッチ溶媒流を生成するように構成した複数の並流接触システム；
    前記リッチ溶媒流から前記酸ガスの第１部分を除去して前記溶媒流を再生し；前記溶媒流を、前記複数の並流接触システムの少なくとも１つへと再循環させるように構成した第１再生装置；
    前記部分的スイートニングガス流と強化溶媒流とを接触させ、最終ガス流、及び前記酸ガスの第２部分を含む部分的負荷溶媒流を生成するように構成した最終並流接触システム；
    前記部分的負荷溶媒流から前記酸ガスの前記第２部分を除去し、リーン溶媒流を生成するように構成した第２再生装置；並びに
    前記リーン溶媒流の少なくとも一部を処理し、前記最終並流接触システム内で前記部分的スイートニングガス流と接触する前記強化溶媒流を生成するように構成した溶媒処理装置
    を備えることを特徴とするガス処理システム。
24. 前記サワー供給ガス流はサワー天然ガス流を含む、請求項２３に記載のガス処理システム。
25. 前記酸ガスは硫化水素（Ｈ₂Ｓ）を含む、請求項２３に記載のガス処理システム。
26. 前記最終ガス流は４百万分率（ｐｐｍ）以下のＨ₂Ｓを含む、請求項２５に記載のガス処理システム。
27. 前記複数の並流接触システムのそれぞれは、対応する溶媒流を前記複数の並流接触システムのうちの先行する１つへと再循環させるように構成している、請求項２３に記載のガス処理システム。
28. 前記溶媒処理装置は、前記リーン溶媒流の温度を下げて前記強化溶媒流を生成するように構成した冷却装置を備える、請求項２３に記載のガス処理システム。
29. 前記最終ガス流の酸ガス濃度を決定するように構成した分析装置；及び
    前記分析装置により決定した前記酸ガス濃度に基づいて前記冷却装置の温度を上下させるように構成した制御装置
    を備える請求項２８に記載のガス処理システム。
30. 前記溶媒処理装置は陰イオン交換床を備える、請求項２３に記載のガス処理システム。
31. 前記溶媒処理装置は電気透析ユニットを備える、請求項２３に記載のガス処理システム。
32. 前記溶媒処理装置は、強化流体を前記リーン溶媒流の少なくとも一部に注入することにより前記強化溶媒流を生成するように構成している、請求項２３に記載のガス処理システム。
33. 前記複数の並流接触システムのそれぞれは：
    導管内に直列に配置した並流接触装置であって、前記並流接触装置は：
    前記並流接触装置を前記導管内に維持するように構成した環状支持リング；
    前記溶媒流を前記並流接触装置に流入させるように構成した多数の放射状ブレード；及び
    前記並流接触装置内で前記サワー供給ガス流を中空部に流すように構成した中心ガス導入コーン
    を備え、
    前記並流接触装置は、前記溶媒流から形成した液滴のサワー供給ガス流への取り込みを効率化する、並流接触装置；並びに
    前記液滴を前記サワー供給ガス流から除去するように構成した分離装置
    を備える、請求項２３に記載のガス処理システム。

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