用于从气体混合物除去酸性气体成分的方法和装置专利检索-氰化氢酸，碱，盐，酸酐和碱专利检索查询-专利查询网

用于从气体混合物除去 酸性气体成分的方法和装置

阅读：177发布：2020-05-11

专利汇可以提供用于从气体混合物除去酸性气体成分的方法和装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种用于通过用物理洗涤介质进行的气体洗涤从气体混合物除去酸性气体成分的方法，其中从所述物理洗涤介质的至少一个再生阶段取出的再循环气体被送至压缩机以便获得经加热的经压缩的再循环气体。根据本发明，提供了使从洗涤塔中取出并且负载有酸性气体成分的洗涤介质与所述经加热的经压缩的再循环气体间接接触，从而实现从所述经加热的经压缩的再循环气体到被负载的洗涤介质的传热以便冷却所述经加热的经压缩的再循环气体并加热所述被负载的洗涤介质以便获得经冷却的经压缩的再循环气体和经加热的被负载的洗涤介质。本发明进一步涉及一种用于进行根据本发明的方法的装置以及根据本发明的方法或装置在用甲醇作为洗涤介质的气体洗涤方法中的用途。，下面是用于从气体混合物除去酸性气体成分的方法和装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于通过用物理洗涤介质进行的气体洗涤从气体混合物除去酸性气体成分的方法，
其中从所述物理洗涤介质的至少一个再生阶段取出的再循环气体被送至压缩机以便获得经加热的经压缩的再循环气体，
其特征在于，
使从洗涤塔取出的并且负载有酸性气体成分的洗涤介质与所述经加热的经压缩的再循环气体间接接触，从而实现从所述经加热的经压缩的再循环气体至所述被负载的洗涤介质的传热
以便冷却所述经加热的经压缩的再循环气体并且加热所述被负载的洗涤介质以便获得经冷却的经压缩的再循环气体和经加热的被负载的洗涤介质。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述经加热的被负载的洗涤介质被送至热再生，其中所述热再生给予含H2S的废气以及经热再生的洗涤介质。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述经加热的被负载的洗涤介质被送至减压再生，其中所述减压再生给予经减压再生的洗涤介质以及减压气体，其中所述减压气体被送至所述压缩机并且所述经减压再生的洗涤介质被送至热再生，其中所述热再生给予含H2S的废气以及经热再生的洗涤介质。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，仅通过所述经加热的经压缩的再循环气体来加热所述被负载的洗涤介质。
5.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述经加热的经压缩的再循环气体和所述含H2S的废气来加热所述被负载的洗涤介质。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述被负载的洗涤介质被送至减压再生，然后使其与所述经加热并且经压缩的再循环气体间接接触。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，从所述经加热的经压缩的再循环气体至所述被负载的洗涤介质的传热在所述压缩机的下游进行。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述压缩机包括串联安排的多个压缩阶段。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，从所述经加热的经压缩的再循环气体至所述被负载的洗涤介质的传热在两个压缩阶段之间进行。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述传热在热交换器中进行。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个再生阶段选自包含以下各项的组：减压再生(闪蒸)、汽提以及热再生。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个再生阶段包括减压再生(闪蒸)，其中所述减压再生选自包含以下各项的组：高压、中压以及低压减压再生。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述洗涤介质选自包含以下各项的组的至少一种要素：甲醇、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、聚乙二醇的二甲醚混合物和碳酸丙烯酯(4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述气体混合物包含合成气，其中所述合成气包含作为成分的氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和任选地羰基硫化物(COS)。
15.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述酸性气体成分包含硫化氢(H2S)和任选地二氧化碳(CO2)。
16.根据权利要求2至15中任一项所述的方法，其特征在于，冷凝出存在于所述含H2S的废气中的洗涤介质，其中所述洗涤介质被送至所述热再生，并且不含冷凝物的含H2S的废气被送至克劳斯设备以生产硫。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述气体洗涤包括至少两阶段气体洗涤过程，所述过程包括预洗涤和主洗涤，其中从所述洗涤塔的预洗涤区域取出负载有酸性气体成分的洗涤介质。
18.一种用于通过用物理洗涤介质进行的气体洗涤从气体混合物除去酸性气体成分的装置，所述装置包括彼此呈流体连通的以下部分：
用于所述物理洗涤介质的至少一个再生阶段，其用于解吸吸收在所述洗涤介质中的气体；
用于从所述再生阶段取出再循环气体的器件，所述再循环气体在所述物理洗涤介质的再生期间可获得；
用于将所述再循环气体送至压缩机的器件；
用于从所述气体混合物吸收酸性气体成分的洗涤塔，
其特征在于，
所述装置包括用于从经压缩的再循环气体至从所述洗涤塔可取出的并且负载有酸性气体成分的洗涤介质的间接传热的器件，通过所述器件热量可从所述经压缩的再循环气体传递至被负载的洗涤介质。
19.根据权利要求1至17中任一项所述的方法或根据权利要求18所述的装置在用甲醇作为洗涤介质用于从粗合成气除去硫化氢(H2S)和/或二氧化碳(CO2)的气体洗涤方法中的用途，所述粗合成气至少包含成分氢气(H2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、二氧化碳(CO2)以及任选地来自以下各项的组的至少一种要素：羰基硫化物(COS)、氰化氢(HCN)以及硫醇。

说明书全文

用于从气体混合物除去酸性气体成分的方法和装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于通过用物理洗涤介质进行的气体洗涤从气体混合物除去酸性气体成分(例如二氧化碳或硫化氢)的方法。本发明进一步涉及一种用于通过用物理洗涤介质进行的气体洗涤从气体混合物除去酸性气体成分的装置并且涉及所述方法或装置在气体洗涤方法中的用途(其中甲醇作为所述洗涤介质)。

背景技术

[0002] 使用液体吸收剂通过物理吸收从工业粗气体除去不希望的伴生物的方法(也称为气体洗涤)是从现有技术已知的。因此，此类方法可以用于从通过气化或重整含碳投入料而产生的粗合成气除去不想要的酸性气体成分(例如二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S))，并且还从想要的合成气成分氢气(H2)和一氧化碳(CO)除去另外的成分(如羰基硫化物(COS)和氰化氢(HCN))。已知的使用的物理洗涤介质包括例如甲醇、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、聚乙二醇的二甲醚混合物和碳酸丙烯酯(4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮)。

[0003] 在物理洗涤介质的情况下，不希望的酸性气体成分的吸收经常通过冷却至低于环境温度的冷洗涤介质作为吸收剂来实现。粗气体与洗涤介质之间的强烈传质在吸收塔(也称为洗涤塔)中进行。不希望的酸性气体成分的溶解度随着温度的降低和压力的增加而急剧增加，同时对于希望的成分如氢气和一氧化碳几乎保持恒定。尤其甲醇具有即使在低至-75℃的温度下保持低粘度以及因此良好的传质特性的另外的优点。

[0004] 使负载有酸性气体成分的洗涤介质循环通过再生装置。再生可以通过减压(所谓的闪蒸再生或闪蒸)、通过用汽提气体(例如氮气)汽提、或通过用固有蒸气汽提(也称为热再生)来实现。

[0005] 在再生期间获得的气体不仅包含不希望的酸性气体成分，而且经常还包含有价值的气体例如一氧化碳(CO)或氢气(H2)作为另外的成分。因此，在洗涤介质再生期间获得的气体被处理为所谓的再循环气体并使其返回到洗涤塔。使再循环气体与粗气体流合并并且将其送至洗涤塔用于再吸收。由于洗涤塔在最高达100巴的高压下操作并且再生期间产生的气体具有显著更低的压力，再循环气体在返回洗涤塔之前需要压缩至更高的压力。在使再循环气体返回洗涤塔之前，将如此形成的压缩热从再循环气体中除去。由于不希望的酸性气体成分的溶解度随着洗涤介质温度的降低而增加，因此必须小心确保在将再循环气体供应到洗涤塔之前洗涤介质不会被所供应的再循环气体无意地加热。

[0006] 在已知的方法中，经压缩的再循环气体的压缩热通过主动的单独冷却除去，例如通过冷却水除去。结果，冷却需要单独的资源和能量，从而导致操作成本升高。

[0007] 因此，例如US 8,845,788 B2披露了用于处理含有硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)的合成气体流的方法，其中通过减压获得的再循环气体被压缩并随后通过冷却器，然后其可以作为再循环流返回到洗涤塔。

发明内容

[0008] 本发明的目的是至少部分地克服现有技术的缺点。

[0009] 本发明的另一个目的是在冷却经压缩的再循环气体期间节能。

[0010] 本发明的另一个目的是在冷却经压缩的再循环气体期间节省资源，特别是用于冷却经压缩的再循环气体的单独的装置。

[0011] 总体上，本发明的目的是使得气体洗涤过程更有效和/或经济，尤其关于将经压缩的再循环气体返回至洗涤塔。

[0012] 本发明的目的是通过一种用于通过用物理洗涤介质进行的气体洗涤从气体混合物除去酸性气体成分的方法实现的，其中从所述物理洗涤介质的至少一个再生阶段取出的再循环气体被送至压缩机以便获得经加热的经压缩的再循环气体。根据本发明，提供了使从洗涤塔中取出并且负载有酸性气体成分的洗涤介质与所述经加热的经压缩的再循环气体间接接触，从而实现从所述经加热的经压缩的再循环气体到被负载的洗涤介质的传热以便冷却所述经加热的经压缩的再循环气体并加热所述被负载的洗涤介质以便获得经冷却的经压缩的再循环气体和经加热的被负载的洗涤介质。

[0013] 当上文或下文提及“被负载的洗涤介质”时，这应理解为意指负载有至少一种酸性气体成分的洗涤介质。被负载的洗涤介质可以负载有另外的成分。

[0014] 术语“再循环气体”应理解为意指在气体洗涤过程的一个或多个再生阶段中获得的气体或气体混合物，其中所述再循环气体可以不仅包含不希望的酸性气体成分而且还包含有价值的气体例如像一氧化碳(CO)或氢气(H2)。所述有价值的气体有待返回洗涤塔，即“再循环”。再循环气体流通常与粗气体流合并，然后送至洗涤塔。

[0015] 术语“酸性气体成分”应理解为意指在溶液、特别是水溶液中作为酸反应的气体成分。此类气体成分的实例是二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和氰化氢(HCN)。

[0016] 术语“物理洗涤介质”应理解为意指洗涤介质，其中特定气体在洗涤介质中的溶解度是通过物理相互作用产生的。与从现有技术已知的方法相比，根据本发明的方法具有以下优点：从洗涤塔取出的并且负载有气体的洗涤介质用于冷却通过压缩加热的再循环气体。因此，至少部分或在优选实施例中甚至完全可以省掉用冷却水或冷却盐水操作的单独的冷却器。这导致资源和能量的节省。此方法因此比已知的方法既技术上又经济上更高效。

[0017] 取决于从其取出被负载的洗涤介质的洗涤塔区域，所述介质可以仅轻微地负载有气体，即，气体没有溶解至饱和点。于是在负载期间产生的吸收热是可以忽略的并且因此足够冷的被负载的洗涤介质可用于冷却经加热的经压缩的再循环气体。

[0018] 一个实例是已知的低温甲醇洗工艺。在所述低温甲醇洗工艺中，甲醇用作在低至-75℃的温度下的洗涤介质。甚至在非常高的负载以及对应地产生吸收热下，此洗涤介质典型地被加热至不高于0℃，使得在每种情况下被负载的洗涤介质(可以有效地用于冷却经加热的经压缩的气体)可用。

[0019] 根据本发明的方法因此利用以下事实：与环境温度相比显著冷却的洗涤介质用于从气体混合物吸收酸性气体成分。酸性气体成分以及任选地另外的气体成分的吸收产生吸收热，所述吸收热足够低使得被负载的洗涤介质虽然如此仍可以有效地用于冷却经加热的经压缩的再循环气体。

[0020] 使负载有酸性气体成分的洗涤介质与经加热的经压缩的再循环气体间接接触。术语“间接接触”应理解为意指不使被负载的洗涤介质直接与再循环气体接触。被负载的洗涤介质以及再循环气体因此不能经历混合。不提供从经加热的经压缩的再循环气体至被负载的洗涤介质的直接传热。相比之下，从经加热的经压缩的再循环气体至被负载的洗涤介质的传热通过至少单层的透热性壁发生。此间接传热的原理例如在间接热交换器(也称为热转移器)中实现。

[0021] 在一个实例中，经加热的经压缩的再循环气体被冷却最高达50℃以便获得经冷却的经压缩的再循环气体。在一个实例中，经加热的经压缩的再循环气体被冷却最高达75℃或最高达100℃或150℃或200℃。在一个实例中，经加热的经压缩的再循环气体被冷却至少5℃。

[0022] 在一个实例中，被负载的洗涤介质被加热最高达50℃以便获得经加热的被负载的洗涤介质。在一个实例中，被负载的洗涤介质被加热最高达75℃或100℃或150℃或200℃。在一个实例中，被负载的洗涤介质被加热至少5℃。

[0023] 在一个实例中，经加热的经压缩的再循环气体被从160℃冷却至-20℃、特别是从100℃-120℃冷却至40℃。

[0024] 在一个实例中，将洗涤介质特别是甲醇从-30℃加热至80℃。经加热的经压缩的再循环气体将甲醇加热至这样的程度，即，使得它可以随后在仅很少的另外的加热下被送至热再生。

具体实施方式

[0025] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，所述经加热的被负载的洗涤介质被送至热再生，其中所述热再生给予含H2S的废气以及经热再生的洗涤介质。

[0026] 被负载的洗涤介质的热再生还可以视为用固有蒸气(例如在甲醇作为洗涤介质的情况下的甲醇蒸气)汽提，或视为“煮练”。这再次从经加热的被负载的洗涤介质中释放了酸性气体成分、特别是硫化氢(H2S)。在其中仅很少的有价值的气体已经共吸收在洗涤介质的情况下，有利的是将经加热的被负载的洗涤介质立即送至热再生而无对另外的中间阶段(例如减压再生)的任何需要。

[0027] 在一个实例中，在热再生中获得的含H2S废气(还包含经热再生的洗涤介质的蒸气)被送至进一步加工。在一个实例中，冷凝出洗涤介质的蒸气。可以随后将含H2S的废气送至克劳斯(Claus)设备中用于生产硫。

[0028] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，所述经加热的被负载的洗涤介质被送至减压再生，其中所述减压再生给予经减压再生的洗涤介质以及减压气体，其中所述减压气体被送至所述压缩机并且所述经减压再生的洗涤介质被送至热再生，其中所述热再生给予含H2S的废气以及经热再生的洗涤介质。

[0029] 术语“减压再生”应理解为意指减压，即，压力降低，以实现溶解的气体的解吸。替代名称是闪蒸再生或简称“闪蒸”。例如，减压再生可以在所谓的闪蒸塔中进行。

[0030] 代替直接送至热再生，或作为其替代方案，经加热的被负载的洗涤介质可以首先送至减压再生。在减压再生中获得的减压气体随后被送至压缩机并且在冷却经加热的经压缩的再循环气体后返回到洗涤塔用于吸收。从减压塔取出的液体流可以随后被送至热再生。已经证明有利的是首先将经加热的被负载的洗涤介质送至减压再生，尤其当减压气体-由于粗气体的组成-包含高比例的有价值的气体时。

[0031] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，仅通过所述经加热的经压缩的再循环气体来加热所述被负载的洗涤介质。

[0032] 取决于从洗涤塔取出的洗涤溶剂的温度以及在压缩再循环气体期间产生的压缩热，可能有可能省掉用于加热被负载的洗涤介质的另外的加热源。这有利地导致进一步节省资源和进一步降低的技术复杂性。

[0033] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，通过所述经加热的经压缩的再循环气体和所述含H2S的废气来加热所述被负载的洗涤介质。

[0034] 在其中在压缩再循环气体期间产生的压缩热不足以完全加热被负载的洗涤介质的情况下，被负载的洗涤介质在其本身被送至热再生之前可以另外被在被负载的洗涤介质的热再生期间获得的废气加热。在一个实例中，在热再生中产生的废气至少包含硫化氢(H2S)作为在工艺条件下不可冷凝的组分。在替代实例中，废气代替地包含，或在另外的实例中另外包含二氧化碳(CO2)作为在工艺条件下不可冷凝的组分。在另外的实例中，废气包含在热再生期间形成的蒸气洗涤介质作为在工艺条件下可冷凝的组分。在一个实例中，在工艺条件下可冷凝的蒸气洗涤介质是甲醇。

[0035] 在其中由于压缩再循环气体产生的压缩热不足以完全加热被负载的洗涤介质的情况下，特别是在前述洗涤介质被送至热再生前，被负载的洗涤介质另外被在热再生期间获得的废气加热。因此，压缩热和使用废气的加热的组合还允许更好地控制和调节加热操作。

[0036] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，所述被负载的洗涤介质被送至减压再生，然后使其与所述经加热并且经压缩的再循环气体间接接触。

[0037] 在此实施例中，从洗涤塔取出的被负载的洗涤介质不立即用于冷却经加热的经压缩的再循环气体，而是首先在减压再生的情况下部分再生。如此获得的减压气体被送至压缩机。经部分再生的洗涤介质随后用于冷却经加热的经压缩的再循环气体。由于经部分再生的洗涤介质具有比“完全地”被负载的洗涤介质显著更低的温度(由于气体的部分解吸)，此洗涤介质可以甚至更有效地用于冷却经加热的经压缩的再循环气体。

[0038] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，从所述经加热的经压缩的再循环气体至所述被负载的洗涤介质的传热在所述压缩机的下游进行。

[0039] 在压缩再循环气体期间的最大量的废热通常在压缩机的出口处存在并且因此当从经加热的经压缩的再循环气体至被负载的洗涤介质的传热在压缩机的下游进行时是有利的。在特别优选的实施例中，在十分靠近压缩机出口的地方或直接在压缩机的出口进行传热。进一步优选的是当压缩机本身(在活塞式压缩机的情况下，尤其是压缩机的缸空间)通过将其中产生的热传递至被负载的洗涤介质来冷却。

[0040] 用于压缩再循环气体的合适的压缩机包括本领域技术人员已知的压缩机，例如往复式活塞压缩机、旋转活塞式压缩机和涡轮压缩机。往复式活塞压缩机是优选的，特别是当需要再循环气体的多阶段压缩时。

[0041] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，所述压缩机包括串联安排的多个压缩阶段。

[0042] 循环气体应定期压缩至与其典型地供应至的粗气体流相同的压力。如果使用串联的多个压缩机代替单个压缩机，则每个压力阶段的压缩比低于当使用单个压缩机时的压缩比。压缩比应理解为意指送至压缩机的新鲜气体与离开压缩机的经压缩的气体之间的压力比。此外，往复式活塞压缩机需要较小的缸，其中相对于压缩阶段的压力增加压力，因为经压缩的气体的体积随着从压力阶段到压力阶段的压力增加而减小。与单阶段压缩相比，这共导致用于操作压缩机的电功率的节省。

[0043] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，从所述经加热的经压缩的再循环气体至所述被负载的洗涤介质的传热在两个压缩阶段之间进行。

[0044] 在每个压缩阶段之后在进入下一个压缩阶段之前再循环气体优选地在中间通过被负载的洗涤介质冷却。优选的是当在每种情况下再循环气体在中间冷却至开始温度时，在所述开始温度下其进入先前的压缩阶段。

[0045] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，所述传热在热交换器中进行。

[0046] 所述热交换器优选地安排在压缩机的下游，特别优选地在十分靠近压缩机出口的地方或直接在压缩机的出口。

[0047] 可使用的热交换器包括本领域技术人员已知的任何合适类型的间接热交换器。实例包括管束式热交换器、管盘管式热交换器、双管式热交换器、螺旋式热交换器和板式热交换器，其中管束式热交换器是优选的。

[0048] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，所述至少一个再生阶段选自包含以下各项的组：减压再生(闪蒸)、汽提以及热再生。汽提是优选的并且减压再生是特别优选的。

[0049] 通过减压再生被负载的洗涤介质是用于从洗涤介质中释放所负载的气体的最简单的方法。如此获得的再循环气体可以被直接送至压缩机。

[0050] 因此根据本发明方法的优选实施例的特征在于，所述至少一个再生阶段包括减压再生(闪蒸)，其中所述减压再生选自包含以下各项的组：高压、中压以及低压减压再生。

[0051] 粗合成气典型地以20至100巴之间的压力进入洗涤塔。在高压减压再生的一个实例中，压力降低至20-70巴。在中压减压再生的一个实例中，压力降低至15-40巴。在低压减压再生的一个实例中，

[0052] 压力降低至1.5至15巴。

[0053] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，所述洗涤介质选自包含以下各项的组的至少一种要素：甲醇、1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、聚乙二醇的二甲醚混合物和碳酸丙烯酯(4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮)。所使用的洗涤介质优选地基本上是纯的或纯甲醇或含甲醇的溶液。在一个实例中，含甲醇的溶液具有至少80vol％或至少90vol％或至少99vol％或至少99.5vol％的甲醇含量。

[0054] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，气体混合物包含合成气，其中所述合成气包含作为成分的氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和任选地至少一种来自包含以下各项的组的要素：羰基硫化物(COS)、氰化氢(HCN)和硫醇(thiol或mercaptan)。合成气任选地仅包含痕量(如果有的话)硫化氢(H2S)或痕量(如果有的话)二氧化碳(CO2)。

[0055] 在一个实例中，合成气包含成分氢气(H2)、一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)，其中氢气(H2)和一氧化碳(CO)是不被除去的有价值的气体并且二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)是要除去的酸性气体成分。此种方法的一个实例是标准低温甲醇洗工艺，其中甲醇用作洗涤介质。在优选的实例中，在根据本发明的方法的情况下，将酸性气体成分二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)选择性地从合成气除去，即，从方法中作为单独的(废)气体流排出。此种方法的一个实例是选择性低温甲醇洗工艺。

[0056] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，酸性气体成分包括硫化氢(H2S)和/或二氧化碳(CO2)。在所述方法的某些实施例中，仅将硫化氢(H2S)或二氧化碳(CO2)而不是两种组分从气体混合物中除去。

[0057] 根据本发明方法的一个优选实施例的特征在于，冷凝出存在于所述含H2S的废气中的洗涤介质，其中所述洗涤介质被送至所述热再生，并且不含冷凝物的含H2S的废气被送至克劳斯设备以生产硫。

[0058] 在热再生期间获得的含H2S的废气含有蒸气洗涤介质作为另外的组分，其结果是废气必须首先被送至冷凝装置，然后废气可以送至克劳斯设备以生产硫。此冷凝装置可以是表面冷凝器，例如管束式冷凝器或板式冷凝器。将冷凝出的洗涤介质递送至收集容器。

[0059] 根据本发明方法的优选实施例的特征在于，所述气体洗涤包括至少两阶段气体洗涤过程，所述过程包括预洗涤和主洗涤，其中从所述洗涤塔的预洗涤区域取出负载有酸性气体成分的洗涤介质。

[0060] 所述预洗涤主要用于除去氰化氢(HCN)和另外的痕量成分。所述主洗涤主要用于除去硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)。所述主洗涤可以进而包括多次洗涤，其中例如第一主洗涤用于除去硫化氢和二氧化碳，并且第二主洗涤用于除去二氧化碳。优选的是当从预洗涤中取出负载有酸性气体成分的洗涤介质时，因为所述介质典型地仅轻微被负载并且因此，由于产生的吸收热很少，所以仅加热至略微高于原始温度。因此其可以特别有效地用于冷却经加热的经压缩的再循环气体。在一个实例中，经冷却的经压缩的再循环气体被送至主洗涤，即，返回主洗涤。

[0061] 本发明的目的进一步通过用于通过用物理洗涤介质进行的气体洗涤从气体混合物除去酸性气体成分的装置来实现，所述装置包括彼此呈流体连通的以下部分：

[0062] 用于所述物理洗涤介质的至少一个再生阶段，其用于解吸吸收在所述洗涤介质中的气体；

[0063] 用于从所述再生阶段取出再循环气体的器件，所述再循环气体在所述物理洗涤介质的再生期间可获得；

[0064] 用于将所述再循环气体送至压缩机的器件；

[0065] 用于从所述气体混合物吸收酸性气体成分的洗涤塔。

[0066] 根据本发明，提供了所述装置包括用于从经压缩的再循环气体至从洗涤塔可取出的并且负载有酸性气体成分的洗涤介质的间接传热的器件，通过所述器件热量可从经压缩的再循环气体传递至被负载的洗涤介质。

[0067] 本发明的目的进一步通过在气体洗涤过程中使用根据本发明的方法或根据本发明的装置来实现，所述气体洗涤过程用甲醇作为洗涤介质用于从粗合成气除去硫化氢(H2S)和/或二氧化碳(CO2)，所述粗合成气至少包含成分氢气(H2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)以及任选地还有羰基硫化物(COS)和氰化氢(HCN)。

[0068] 此种用途的一个实例是标准低温甲醇洗工艺，其中甲醇用作洗涤介质。在优选的实例中，在根据本发明的用途的情况下，将酸性气体成分二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)选择性地从合成气除去，即，在使用方法或装置期间作为单独的(废)气体流排出。此种用途的一个实例是选择性低温甲醇洗工艺。

[0069] 工作和数值实例

[0070] 下文通过实例更具体地阐明本发明而不以任何方式限制本发明的主题。从以下结合附图和数字实例的工作实例的描述，本发明的另外的特征、优点和可能的应用将变得显而易见。

[0071] 在这些图中：

[0072] 图1示出了根据本发明方法/根据本发明装置的第一示例性实施例的示意图，[0073] 图2示出了根据本发明方法/根据本发明装置的第二示例性实施例的示意图，[0074] 图3示出了根据本发明方法/根据本发明装置的第三示例性实施例的示意图，并且[0075] 图4示出了根据本发明方法/根据本发明装置的第四示例性实施例的示意图。

[0076] 图1是根据本发明的第一工作实例的用于在用于以甲醇作为洗涤介质气体洗涤粗合成气的设备中使用的方法流程1/装置1的示意图。

[0077] 通过导管100，将从洗涤塔(未示出)取出并且负载有酸性气体成分的甲醇供应至热交换器101。同时通过导管103从气体洗涤过程的一个或多个再生阶段供应至热交换器101的是经压缩的再循环气体，其在前一个步骤中通过导管104送至压缩机102并且在压缩机102中压缩至约40巴。被负载的甲醇以及再循环气体在热交换器101中以交叉逆流流动。
在热交换器101(为了避免热损失，其被安排为紧接着压缩机102的下游)中进行的是从经压缩的再循环气体至从洗涤塔取出的低温甲醇的传热，因此加热所述甲醇并且冷却压缩至40巴的再循环气体。经冷却的再循环气体通过导管105取出并且返回至洗涤塔以再使用(未示出)。在热交换器101中加热的甲醇通过导管106离开所述交换器并且直接供应至塔107，其中用固有蒸气热再生经加热的负载有酸性气体成分的甲醇。经热再生的在很大程度上没有酸性气体成分的甲醇通过导管108从塔107的下部区域取出并且随后返回洗涤塔(未示出)用于从粗合成气重新吸收酸性气体成分。通过导管109在塔107的顶部取出的是在热再生期间解吸的气体，主要是硫化氢(H2S)和蒸气甲醇。将蒸气甲醇在多阶段过程中从混合物中冷凝出并且返回塔107(未示出)。如此获得的没有甲醇蒸气的硫化氢(H2S)被送至克劳斯设备用于生产硫(未示出)。

[0078] 图2是根据本发明的第二工作实例的用于在用于以甲醇作为洗涤介质气体洗涤粗合成气的设备中使用的方法流程2/装置2的示意图。根据图2的方法/装置与根据图1的方法/装置的不同之处在于，由安排在压缩机下游的热交换器加热的甲醇在其进入用于热再生的塔之前首先被送至减压再生。

[0079] 在此通过导管200，将从洗涤塔(未示出)取出并且负载有酸性气体成分的甲醇供应至热交换器201。同时通过导管203从气体洗涤过程的一个或多个再生阶段供应至热交换器201的是经压缩的再循环气体，其在前一个步骤中通过导管204送至压缩机202并且在压缩机202中压缩至约40巴。在热交换器201(为了避免热损失，其被安排为紧接着压缩机202的下游)中进行的是从经压缩的再循环气体至从洗涤塔取出的低温甲醇的传热，因此加热所述甲醇并且冷却压缩至40巴的再循环气体。经冷却的再循环气体通过导管205取出并且返回至洗涤塔以再使用(未示出)。在热交换器201中加热的甲醇通过导管206离开所述交换器并且通过减压阀207首先送至闪蒸塔208中的减压再生。减压再生释放出减压气体，所述减压气体也包含有价值的气体，例如一氧化碳(CO)和氢气(H2)，并且作为再循环气体通过导管209被送至压缩机202进行再压缩。此再循环气体流与来自其他再生阶段的再循环气体流在导管204中合并。从闪蒸塔208的下部区域取出的部分再生的甲醇通过导管210送至塔211，其中负载有酸性气体成分的经加热的甲醇经受热再生。经热再生的在很大程度上没有酸性气体成分的甲醇通过导管212从塔211的下部区域取出并且随后返回洗涤塔(未示出)用于从粗合成气重新吸收酸性气体成分。通过导管213在塔211的顶部取出的是在热再生期间解吸的气体，主要是硫化氢(H2S)和蒸气甲醇。将蒸气甲醇在多阶段过程中从混合物中冷凝出并且返回塔211(未示出)。如此获得的没有甲醇蒸气的硫化氢(H2S)被送至克劳斯设备用于生产硫(未示出)。

[0080] 图3是根据本发明的第三工作实例的用于在用于以甲醇作为洗涤介质气体洗涤粗合成气的设备中使用的方法流程3/装置3的示意图。根据图3的方法/装置与根据图1的方法/装置的不同之处在于，由安排在压缩机下游的热交换器加热的甲醇在其被送至热再生之前被另外的热交换器加热。

[0081] 通过导管300，将从洗涤塔(未示出)取出并且负载有酸性气体成分的甲醇供应至热交换器301。同时通过导管303从气体洗涤过程的一个或多个再生阶段供应至热交换器301的是经压缩的再循环气体，其在前一个步骤中通过导管304送至压缩机302并且在压缩机302中压缩至约40巴。在热交换器301(为了避免热损失，其被安排为紧接着压缩机302的下游)中进行的是从经压缩的再循环气体至从洗涤塔取出的低温甲醇的传热，因此加热所述甲醇并且冷却压缩至40巴的再循环气体。经冷却的再循环气体通过导管305取出并且返回至洗涤塔以再使用(未示出)。在热交换器301中加热的甲醇通过导管306离开所述交换器并且在另一个热交换器307中加热，然后将其通过导管308送至塔309用于热再生。在热再生期间形成、在塔309顶部取出的并且通过导管310排出的气体混合物(其主要含有硫化氢和甲醇蒸气)通过导管310进入热交换器307。在此热气体混合物用于实现先前在热交换器307中加热的甲醇的另外的加热，然后其通过导管308进入塔309用于热再生。经热再生的在很大程度上没有酸性气体成分的甲醇通过导管311从塔309的下部区域取出并且随后返回洗涤塔(未示出)用于从粗合成气重新吸收酸性气体成分。在热再生期间解吸并通过导管310在塔309顶部取出的气体在通过导管312离开热交换器307之后经受多阶段过程以从气体混合物中冷凝出甲醇。如此获得的(液体)甲醇随后返回塔309(未示出)。获得的没有甲醇蒸气的硫化氢(H2S)被送至克劳斯设备用于生产硫(未示出)。

[0082] 图4是根据本发明的第四工作实例的用于在用于以甲醇作为洗涤介质气体洗涤粗合成气的设备中使用的方法流程4/装置4的示意图。根据图4的方法/装置与根据图1的方法/装置的不同之处在于，从洗涤塔中取出并负载有酸性气体成分的甲醇在将其用于冷却经压缩的再循环气体之前首先被送至减压再生并且在冷却所述经压缩的再循环气体之后经受另外的减压再生，并且还在于压缩机包括多个串联安排的压缩阶段。

[0083] 通过导管400，洗涤塔401-在此具有浮阀塔盘的吸收塔-被供应有约40巴压力下的粗合成气。在洗涤塔401中，在向上方向上粗合成气穿过用甲醇润湿的浮阀塔盘的空隙。经再生的甲醇通过导管403在塔401的顶部供应，并从顶部到底部穿过塔401的塔填料，以实现从粗合成气中至少部分物理吸收酸性气体成分。至少部分没有酸性气体成分的合成气通过导管402在塔的顶部离开。负载有酸性气体成分的甲醇通过导管404在塔401的底部区域中取出，并通过减压阀405送至闪蒸塔406用于减压再生。在闪蒸塔406中，负载有酸性气体成分的甲醇被减压至12巴的压力。如此解吸的再循环气体通过导管407从闪蒸塔406中取出，与再循环气体在导管408中合并并且在压缩机阶段409中从12巴压缩至40巴。随后，将来自压缩机阶段409的再压缩的再循环气体通过导管410与来自导管400的粗合成气合并以在洗涤塔401中重新吸收。在闪蒸塔406底部取出的经部分再生的甲醇通过导管411送至热交换器412。在热交换器412中，进行从来自导管413的压缩至12巴的再循环气体至经部分再生的甲醇的间接传热。冷却经压缩的再循环气体，并且同时加热经部分再生的甲醇。在12巴的压力下的经部分再生和加热的甲醇通过导管414离开热交换器412并通过减压阀415减压至6巴，通过所述减压阀将其送至闪蒸塔416以进一步减压再生。如此产生的再循环气体通过导管417取出并送至压缩机阶段418，其中再循环气体从6巴压缩至12巴并送至热交换器412进行冷却。热交换器412被安排为紧接着压缩机阶段418的下游。减压至6巴的经部分再生的甲醇通过导管419从闪蒸塔416的底部取出，在热交换器420中进一步加热，并且最后通过导管421送至塔422，其中将经部分再生的甲醇送至热再生。从导管403取出的经热再生的甲醇返回到洗涤塔401以从粗合成气和再循环气体中吸收酸性气体成分。在热再生期间解吸并通过导管423在塔422顶部取出的气体经受多阶段过程以从气体混合物中冷凝出甲醇。如此获得的(液体)甲醇随后返回塔422(未示出)。获得的没有甲醇蒸气的硫化氢(H2S)被送至克劳斯设备用于生产硫(未示出)。在另一个实施例中，在热再生期间在导管423中取出的热气体混合物也可用于在热交换器420中加热在导管419中取出的经部分再生的甲醇。

[0084] 在下面的对比实例中应更具体地阐明本发明的优点。下表示出了根据本发明实例和对比实例的用甲醇作为洗涤介质处理粗合成气的设备的成本的示例性计算。在本发明的实例中，经压缩的再循环气体的冷却至少部分地通过从洗涤塔中取出并负载有酸性气体成分的洗涤介质-在这种情况下是甲醇-实现。在对比实例中，使用单独的冷却水回路实现所述冷却。

[0085] 计算是基于在36barG(巴表压)的粗合成气压力下的粗合成气容量为920 000Nm3/hr(标准立方米/小时)和设备正常运行时间为8000hr/a(小时/年)的假设。

[0086]

[0087] 该表阐明了在所需冷却水和电方面可能的节省(用于压缩的电功率较低)。通过本发明的效果(冷却水和电的节省)，对于冷却的略微更高的要求在操作成本方面明显过度补偿。

[0088] 注意，参考不同类型的主题描述了本发明的实施例。特别地，参考方法权利要求描述了某些实施例，而参考装置权利要求描述了其他实施例。然而，对于本领域技术人员来说，从上文和下文的描述中将显而易见的是，除非另外说明，除了属于一种权利要求类型的特征的任何组合之外，关于不同类型的主题或权利要求类型的特征的任何组合也可以考虑。可以组合所有特征以实现协同效应，所述协同效应超出技术特征的简单总和。

[0089] 虽然在附图和前面的描述中详细地示出和描述了本发明，但是此类示出和描述应被认为是阐明性的或示例性的并且不是限制性的。本发明不限于所披露的实施例。通过研究附图、披露内容和从属权利要求，要求保护的发明的领域内的技术人员可以理解和进行所披露的实施例的其他变化。

[0090] 在权利要求中，词语“包含”不排除另外的要素或步骤，并且不定冠词“一”不排除多个。权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。

[0091] 附图标记清单

[0092] 1，2，3，4 本发明方法或装置

[0093] 100 导管

[0094] 101 热交换器

[0095] 102 压缩机

[0096] 103 导管

[0097] 104 导管

[0098] 105 导管

[0099] 106 导管

[0100] 107 塔

[0101] 108 导管

[0102] 109 导管

[0103] 200 导管

[0104] 201 热交换器

[0105] 202 压缩机

[0106] 203 导管

[0107] 204 导管

[0108] 205 导管

[0109] 206 导管

[0110] 207 减压阀

[0111] 208 闪蒸塔

[0112] 209 导管

[0113] 210 导管

[0114] 211 塔

[0115] 212 导管

[0116] 213 导管

[0117] 300 导管

[0118] 301 热交换器

[0119] 302 压缩机

[0120] 303 导管

[0121] 304 导管

[0122] 305 导管

[0123] 306 导管

[0124] 307 热交换器

[0125] 308 导管

[0126] 309 塔

[0127] 310 导管

[0128] 311 导管

[0129] 312 导管

[0130] 400 导管

[0131] 401 洗涤塔

[0132] 402 导管

[0133] 403 导管

[0134] 404 导管

[0135] 405 减压阀

[0136] 406 闪蒸塔

[0137] 407 导管

[0138] 408 导管

[0139] 409 压缩机阶段

[0140] 410 导管

[0141] 411 导管

[0142] 412 热交换器

[0143] 413 导管

[0144] 414 导管

[0145] 415 减压阀

[0146] 416 闪蒸塔

[0147] 417 导管

[0148] 418 压缩机阶段

[0149] 419 导管

[0150] 420 热交换器

[0151] 421 导管

[0152] 422 塔

[0153] 423 导管

标题	发布/更新时间	阅读量
通过蒸馏将溶剂与镍催化剂分离	2020-05-12	120
一种3-羟基丙酸的制备方法	2020-05-12	762
一种智能道路挖掘坍塌预防管理方法	2020-05-13	499
用于从气体混合物除去酸性气体成分的方法和装置	2020-05-11	177
杀虫组合物及相关方法	2020-05-11	990
一种高品质氰化物溶液的连续化生产工艺及其生产系统	2020-05-12	287
用于安德卢梭法中的再循环的系统和方法	2020-05-13	984
一种2-氨基丁酰胺的生产系统	2020-05-08	916
一种可以降低卷烟中氰化氢的醋纤二元复合滤棒	2020-05-13	96
黄血盐生产装置	2020-05-13	650

用于从气体混合物除去酸性气体成分的方法和装置

用于从气体混合物除去酸性气体成分的方法和装置

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：