專利名稱：用于將hcn從酸性氣體中去除的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在物理的氣體洗中再生洗滌劑的方法，在該氣體 洗中，至少將第一類和第二類物質(zhì)從一種氣體混合物中洗出，其中，第一 類物質(zhì)相對于為了氣體洗而使用的洗滌劑具有比第二類物質(zhì)高的溶解度系 數(shù)，其中通過在熱再生裝置中的熱再生產(chǎn)生含有第一和第二類物質(zhì)以及蒸 發(fā)的洗滌劑的第一氣體流并且將該第一氣體流從該熱再生裝置中排出。
此外，本發(fā)明還涉及一種用于實(shí)施該方法的裝置。
背景技術(shù)：
物理的氣體洗利用了液體這種特性即能吸收氣態(tài)的物質(zhì)并且將其保 持在溶液中，而不會在此化學(xué)地化合這些氣體。氣體被液體吸收的好壞通 過溶解度系數(shù)來表達(dá)氣體在液體中的越好地溶解，那么其溶解度系數(shù)就 越高。該溶解度系數(shù)與溫度相關(guān)并且通常隨著溫度的下降而升高。
如果應(yīng)將一種氣體成分i通過物理的洗滌從氣體混合物中析出，那么為 此需要作為洗滌劑使用的液體的一個最小量Wmin，該最小量可用下面的公 式非常好地計算
Wmin=V/ (p乂)
在該公式中，V代表氣體混合物的總量，P代表氣體混合物中的壓力，而人i 代表待被洗出的氣體成分相對于所使用的洗滌劑的溶解度系數(shù)。在氣體混 合物的各成分的溶解度系數(shù)足夠地不同的前提條件下，通過洗滌劑量的相 應(yīng)適配可在一個洗漆步驟中將具有較大溶解度系數(shù)的氣體成分很大程度上 與其余氣體成分無關(guān)地分離出、即有選擇地去除。根據(jù)相同的原理，在隨 后的洗滌步驟中用較大的洗滌劑量可將具有類似的溶解度系數(shù)的其他氣體 成分或這些氣體成分的組洗出。
在氣體洗之后，將洗出的氣體成分從加載的洗滌劑中去除，由此使該 洗滌劑再生。再生的洗滌劑通常又被使用在該氣體洗中，而被洗出的氣體 成分或是被廢物處理或是被輸送至經(jīng)濟(jì)上的利用。為了凈化合成原料氣，優(yōu)選采用物理的洗滌，所述合成原料氣大部分 在氣化設(shè)備中由碳或/和硫化氫爐料例如通過借助水蒸氣的重整或通過部分 地氧化產(chǎn)生，并且該合成原料氣通常也含有一些不期望的組分例如水、二 氧化碳(C02)、硫化氫(H2S)和硫氧化碳(COS)。該方法之所以被提 供，是因為當(dāng)今合成原料氣通常在高壓下產(chǎn)生并且物理洗滌的有效性在第 一近似中隨著運(yùn)行壓力線性地增加。甲醇洗對于合成原料氣的凈化具有特
別的意義。它利用了這樣的事實(shí)，即H2S、 COS和C02在液體的、深冷的 甲醇中的溶解度系數(shù)與H2和CO的溶解度系數(shù)以很多的數(shù)量級不同。甲醇 在洗滌過程之后被再生并且又被回輸?shù)皆撨^程中。由于通常在合成原料氣 中含有的、具有高溶解度系數(shù)的物質(zhì)例如氰化氫(氫氰酸或HCN)，使得 甲醇洗滌劑的再生明顯變得困難，因為它們很強(qiáng)地與甲醇化合。但是，氰 化氫在甲醇中的剩留并且從而富集應(yīng)被避免，因為該毒性很強(qiáng)的氣體腐蝕 地作用并且所以光是在由合成原料氣產(chǎn)生的產(chǎn)物(CO、 H2、合成氣)中就 已經(jīng)不能容忍了。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，HCN例如在一個獨(dú)立的、連接在甲醇洗前面的洗滌塔 中借助水洗出。加載的洗滌水(在該洗滌水中氫氰酸以強(qiáng)烈的稀釋存在) 必須接著被耗費(fèi)地廢物處理或者例如通過借助空氣的汽提再生。
另一方法恰恰利用了這樣的事實(shí)即HCN與C02、 H2S和COS相比在 液態(tài)的甲醇中具有明顯高的溶解度。由此可能的是將HCN在預(yù)洗滌中借 助相對少的甲醇量從合成原料氣中洗出(魯奇出版物"用于氣體凈化的 Rectisor方法")。在此，HCN預(yù)洗在一個第一洗滌步驟中在甲醇洗滌塔中 借助于一個適配于HCN溶解度的甲醇量進(jìn)行，在該甲醇洗滌塔中在一個第 二洗滌步驟中將酸性氣體洗出。為了再生，加載了HCN的甲醇洗滌劑被輸 送至一個熱再生塔(汽提塔，其中使用甲醇蒸汽作為汽提氣)并且在那里 與酸性氣體一起汽提出。通過這種方式產(chǎn)生的酸性氣體餾分接著被作為原 料氣導(dǎo)入到一個克勞斯設(shè)備中，在那里從酸性氣體中獲得硫。但是，當(dāng)酸 性氣體餾分中的HCN含量超過一個界限值，而該界限值對于流行的克勞斯 設(shè)備恰恰是很低的時，該利用途徑被堵死。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是，提出一種開頭所述類型的方法以及用于實(shí)施該方法的裝置，它們允許在再生加載有硫成分和氰化氫的甲醇洗滌劑時產(chǎn)生
一種用于克勞斯設(shè)備(Claus-Anlage)的原料氣體，該原料氣體具有比現(xiàn)有 技術(shù)更少的HCN。
該目的在方法方面通過以下方式解決即
-通過冷卻將第一氣體流轉(zhuǎn)化成雙相的物質(zhì)混合物，
-接著將該雙相的物質(zhì)混合物分離成一個主要由洗滌劑組成的、含有第 一和第二類物質(zhì)的第一液相和一個主要包含第二類物質(zhì)的第二氣體流；
-將第一液相的至少一部分導(dǎo)入到第一鍋爐中并且在那里將其加熱到第 一揮發(fā)溫度，其中主要將第二類物質(zhì)從第一液相中排出并且使其轉(zhuǎn)化為氣
相，由此產(chǎn)生第二液相以及第三氣體流；
-將第二液相從第一鍋爐導(dǎo)入到第二鍋爐中并且在那里將其加熱到第二 揮發(fā)溫度，其中主要將第一類物質(zhì)從第二液相中排出并且使其轉(zhuǎn)化為氣相， 由此產(chǎn)生第三液相以及第四氣體流；
-至少使第三液相和第三氣體流回輸并且優(yōu)選將它們重新導(dǎo)入到熱再生 裝置中。
本發(fā)明的方法允許將第一類物質(zhì)很大程度上與第二類物質(zhì)無關(guān)地從加 載的洗滌劑中分離出，以便至少以高產(chǎn)量獲得第二類物質(zhì)，以便可將其例 如輸送至經(jīng)濟(jì)上的利用。
取決于為了分離所述雙相的物質(zhì)混合物所使用的方法地，使來自第一 氣相的第一類物質(zhì)或多或少完全地轉(zhuǎn)化為液相。視兩種物質(zhì)彼此分離開的 難度而定并且根據(jù)產(chǎn)生的第二氣相的第二類物質(zhì)所力求達(dá)到的純度地，可 應(yīng)用不同的分離方法。本發(fā)明方法的優(yōu)選變形方案提出所述雙相物質(zhì)混 合物的分離通過相分離或通過借助再生的洗滌劑進(jìn)行的洗滌來進(jìn)行。
本發(fā)明方法的進(jìn)一步方案提出，將在第二鍋爐中產(chǎn)生的氣相從洗氣裝 置中排出并且將其廢物處理。為了避免除了第一類物質(zhì)還將有價值的洗滌 劑輸送至廢物處理裝置并且被消滅，以適宜的方式使在第二鍋爐中形成的 氣相這樣程度地冷卻，使得包含在其中洗滌劑蒸汽冷凝出并且使通過這種 方式產(chǎn)生的、主要由洗滌劑組成的冷凝物導(dǎo)回到第二鍋爐中。
本發(fā)明方法的特別優(yōu)選的變形方案提出，待被再生的洗滌劑是甲醇， 第一類物質(zhì)是氰化氫(HCN)并且第二類物質(zhì)是硫成分(H2S、 COS)。合 乎目的的是，將含有硫成分的第二氣體流輸送至一個克勞斯設(shè)備以產(chǎn)生元素硫，為此，其HCN濃度被降低到在克勞斯設(shè)備中還能容忍的界限值以下。
本發(fā)明還涉及一種用于在物理的氣體洗中使洗滌劑再生的裝置，其中 至少將第一類和第二類物質(zhì)從一種氣體混合物中洗出，其中，第一類物質(zhì) 相對于為了氣體洗所使用的洗滌劑具有比第二類物質(zhì)高的溶解度系數(shù)，該 裝置包括一熱再生裝置，其中可從加載有第一和第二類物質(zhì)的洗滌劑中通 過熱再生產(chǎn)生一個含有第一和第二類物質(zhì)以及蒸發(fā)的洗滌劑的第一氣體流。
根據(jù)本發(fā)明，所提出的目的在裝置方面通過如下方式解決，該裝置具
有
-一冷卻裝置，在該冷卻裝置中可從所述第一氣體流中通過冷卻產(chǎn)生一 個雙相的物質(zhì)混合物，
-一分離裝置，在該分離裝置中，所述雙相的物質(zhì)混合物可被分離成一 個主要由洗滌劑組成的、含有第一和第二類物質(zhì)的液相和一個包括第一和 第二類物質(zhì)的第二氣體流，
-一第一鍋爐，在分離裝置中分離出的液相的至少一部分為了被加熱到 第一溫度可導(dǎo)入到該第一鍋爐中，其中，主要使第二類物質(zhì)從液相轉(zhuǎn)化為 氣相，
-一第二鍋爐，剩留的液相為了被加熱到第二溫度可導(dǎo)入到該第二鍋爐 中，其中，主要使第一類物質(zhì)從液相轉(zhuǎn)化為氣相，
-一些回輸裝置，通過它們可將來自第一鍋爐的氣相以及來自第二鍋爐 的至少液相回輸?shù)皆O(shè)置在上游的再生裝置中，該再生裝置優(yōu)選是熱再生裝 置。
根據(jù)第二氣相的第二類物質(zhì)的所力求達(dá)到的純度和分離任務(wù)的難易程 度，本發(fā)明設(shè)置了不同的、用于分離雙相物質(zhì)混合物的分離裝置。如果要 求的純度小和/或如果第一和第二類物質(zhì)可容易地彼此分離，那么合乎目的 的是，分離裝置是相分離器，如果要求的純度高和/或如果這兩類物質(zhì)難于 分離，那么該分離裝置是洗滌塔。
為了避免有價值的洗滌劑與在第二鍋爐中形成的氣相一起被進(jìn)一步引 導(dǎo)并且必要時被廢物處理掉，本發(fā)明裝置的合乎目的的構(gòu)型設(shè)置了一個裝 置，借助該裝置可將蒸發(fā)的洗滌劑通過冷卻從在第二鍋爐中產(chǎn)生的氣相中 冷凝出并且將由此形成的冷凝物回輸?shù)降诙仩t中。本發(fā)明裝置的一個優(yōu)選的變形方案提出，該裝置可被用于再生加載有
硫成分(H2S， COS)和氰化氫(HCN)的甲醇洗滌劑。


下面根據(jù)在附圖中示意性示出的實(shí)施例詳細(xì)解釋本發(fā)明以及本發(fā)明的 細(xì)節(jié)。
圖中示出甲醇洗中的洗滌劑再生裝置的一部分，在該甲醇洗中，氰化 氫和硫成分被從加載的洗滌劑中分離出并且被處理成用于克勞斯設(shè)備的、 富硫的、貧氰化氫的原料氣體。
具體實(shí)施例方式
通過管道1將加載有硫成分(S)和氰化氫(HCN)的甲醇洗滌劑導(dǎo)入 到通過重沸器E1加熱的熱再生塔H的上部中，在該熱再生塔中，硫成分和 HCN被從加載的甲醇洗滌劑中分離出。分離出的物質(zhì)與蒸發(fā)的甲醇洗滌劑 一起作為氣體流2由熱再生塔H的頂部排出并且在換熱器E2中以間接的熱 交換逆著通過管道3輸入并且通過管道4輸出的冷卻劑冷卻。由于冷卻， 甲醇被冷凝出并且形成一個液相，該液相吸收硫成分和HCN的一部分。因 為硫成分相對于甲醇具有比HCN明顯小的溶解度系數(shù)并且因此被相應(yīng)不好 地吸收，所以通過冷卻形成的雙相的物質(zhì)混合物5具有比氣體流2大得多 的S/HCN比例。為了分離成一個液相和一個氣相并且為了進(jìn)一步降低氣相 中的HCN含量，將該雙相的物質(zhì)混合物5導(dǎo)入到洗滌塔W中，在該洗滌 塔的頂部上輸入具有洗滌劑單元的甲醇作為洗滌劑6。從該洗滌塔W中排 出一個主要由硫成分組成的氣體流7，該氣體流由于其微小的HCN含量而 適合于作為用于克勞斯設(shè)備(未示出)的爐料。液相(該液相包含所述在 熱再生塔H中分離出的HCN的大部分但是也包含硫成分)通過管道8從洗 滌塔W中排出并且部分地通過管道9在熱再生塔的下部區(qū)域中回輸至該熱 再生塔H。為了避免具有其所有的負(fù)作用的HCN在甲醇洗滌劑中的不允許 的高富集，來自洗滌塔W的剩余的液相IO經(jīng)受另外的處理，其中它首先 被輸入到鍋爐Al中。在此，所述加載的甲醇借助于加熱裝置E3加熱到第 一揮發(fā)溫度，其中主要是硫化合物從甲醇中排出并且轉(zhuǎn)化為氣相，而HCN 的大部分保持溶解在液相中。該氣相通過管道11從鍋爐Al中排出、回輸?shù)綗嵩偕﨟的前面并且在該熱再生塔的上部中輸送給該熱再生塔。很大
程度上無硫的甲醇通過管道12從鍋爐Al中排出并且被導(dǎo)入到第二鍋爐A2 中，在那里該甲醇借助于加熱裝置E4加熱到一個高于第一揮發(fā)溫度的第二 揮發(fā)溫度上，由此溶解的HCN從該甲醇中直到低于一個界限值地排出并且 轉(zhuǎn)化為氣相。該氣相(它除了 HCN還包含蒸發(fā)的甲醇)通過管道13從鍋 爐A2中排出并且被導(dǎo)入到換熱器E5中，在那里它以間接的熱交換逆著通 過管道14輸入并且變熱地通過管道15輸出的冷卻水冷卻。在冷卻時冷凝 的甲醇通過管道16回輸至鍋爐A2的頂部，而高富集的HCN氣體流17被 繼續(xù)引導(dǎo)并且例如在一個燃燒廢氣的煙囪(未示出)中被廢物處理掉。從 鍋爐A2中排出一個雖然很大程度上去除了硫成分和HCN但不具備洗滌劑 質(zhì)量的甲醇并且將其通過管道18導(dǎo)回到熱再生塔H中。具有洗滌劑質(zhì)量的 池底產(chǎn)物通過管道19從熱再生塔H中排出并且作為洗滌塔(未示出)的洗 滌劑輸送給甲醇洗。
權(quán)利要求
1、一種用于在物理的氣體洗中再生洗滌劑的方法，在該氣體洗中至少將第一和第二類物質(zhì)從一種氣體混合物中洗出，其中，第一類物質(zhì)相對于為了氣體洗所使用的洗滌劑具有比第二類物質(zhì)高的溶解度系數(shù)，其中通過在熱再生裝置(H)中的熱再生產(chǎn)生一個包含第一和第二類物質(zhì)以及蒸發(fā)的洗滌劑的第一氣體流(2)并且將該第一氣體流從該熱再生裝置(H)中排出，其特征在于-通過冷卻(E2)將該第一氣體流(2)轉(zhuǎn)化為雙相的物質(zhì)混合物(5)，-接著將該物質(zhì)混合物分離為一個主要由洗滌劑組成的、含有第一和第二類物質(zhì)的第一液相(8)和一個主要包括第二類物質(zhì)的第二氣體流(7)；-將第一液相(8)的至少一部分(10)導(dǎo)入到一第一鍋爐(A1)中并且在那里將其加熱到第一揮發(fā)溫度，在該溫度時主要是第二類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣相并且從該液相中排出，由此產(chǎn)生一第二液相(12)以及一第三氣體流(11)；-將該第二液相(12)從該第一鍋爐(A1)導(dǎo)入到一第二鍋爐(A2)中并且在那里將其加熱到第二揮發(fā)溫度，在該第二揮發(fā)溫度時主要是第一類物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣相并且從該液相中排出，由此產(chǎn)生一第三液相(18)以及一第四氣體流(13)；-至少使該第三液相(18)和該第三氣體流(11)回輸并且優(yōu)選將它們重新導(dǎo)入到該熱再生裝置(H)中。
2、 按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述雙相的物質(zhì)混合物(5) 的分離通過相分離或通過借助再生的洗滌劑(6)的洗滌(W)進(jìn)行。
3、 按權(quán)利要求1或2之一所述的方法，其特征在于所述在第二鍋爐 (A2)中形成的氣相(13)被這樣程度地冷卻(E5)，使得包含在該氣相中的洗滌劑蒸汽被冷凝出并且將通過這種方式產(chǎn)生的冷凝物(20)導(dǎo)回到該 第二鍋爐中。
4、 按權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于所述待被再生的洗滌劑(1)是甲醇，所述第一類物質(zhì)是氰化氫(HCN)并且所述第二類物質(zhì) 是硫成分(H2S， COS)。
5、 按權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于將在分離所述雙相 的物質(zhì)混合物(5)時產(chǎn)生的、貧HCN的氣體流(7)輸送至克勞斯設(shè)備以 產(chǎn)生元素硫。
6、 按權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于將富HCN的氣相 (21)從第二鍋爐中拋棄掉。
7、 一種用于在物理的氣體洗中再生洗滌劑的裝置，在該氣體洗中至少 將第一和第二類物質(zhì)從一種氣體混合物中洗出，其中，第一類物質(zhì)相對于 為了氣體洗所使用的洗滌劑具有比第二類物質(zhì)高的溶解度系數(shù)，該裝置包 括一熱再生裝置(H)，在該熱再生裝置中可從加載有第一和第二類物質(zhì)的 洗漆劑中通過熱再生產(chǎn)生含有第一和第二類物質(zhì)以及蒸發(fā)的洗滌劑的第一 氣體流，其特征在于該裝置具有-一冷卻裝置(E2)，在該冷卻裝置中可通過冷卻從所述第一氣體流(2) 中產(chǎn)生一雙相的物質(zhì)混合物(5)，-一分離裝置(W)，在該分離裝置中所述雙相的物質(zhì)混合物(5)可被 分離為一個主要由洗滌劑組成的、含有第一和第二類物質(zhì)的液相(8)和一 個包括第一和第二類物質(zhì)的第二氣體流(7)，-一第一鍋爐(Al)，所述在分離裝置(W)中分離出的液相(8)的至 少一部分(10)可被導(dǎo)入到該第一鍋爐中以便被加熱到一第一溫度，其中， 主要是第二類物質(zhì)從液相(10)轉(zhuǎn)化為氣相(11),-一第二鍋爐(A2)，剩留的液相(12)可從第一鍋爐(Al)導(dǎo)入到該 第二鍋爐中以便被加熱到一第二溫度，其中，主要是第一類物質(zhì)從液相(12) 轉(zhuǎn)化為氣相(13)，-一些回輸裝置(11， 22)，借助這些回輸裝置將來自第一鍋爐(Al) 的氣相以及來自第二鍋爐(A2)的至少液相回輸?shù)皆谏嫌卧O(shè)置的再生裝置 中，該再生裝置優(yōu)選是一熱再生裝置(H)。
8、 按權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于用于分離所述雙相的物質(zhì) 混合物(5)的分離裝置(W)被構(gòu)造為相分離器或洗滌塔。
9、 按權(quán)利要求7或8之一所述的裝置，其特征在于:它包括一裝置(E5)， 借助該裝置可將蒸發(fā)的洗滌劑通過冷卻從所述在第二鍋爐(A2)中產(chǎn)生的 氣相(13)中冷凝出并且可將由此形成的冷凝物(20)回輸?shù)降诙仩t(A2) 中。
10、 按權(quán)利要求7-9之一所述的裝置，其特征在于它可被用于再生加 載有硫成分(H2S、 COS)和氰化氫(HCN)的甲醇洗滌劑(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將HCN從酸性氣體中去除的方法和裝置，在物理的氣體洗中至少將第一和第二類物質(zhì)從一種氣體混合物中洗出，其中，第一類物質(zhì)相對于為了氣體洗所使用的洗滌劑具有比第二類物質(zhì)高的溶解度系數(shù)，其中通過在熱再生裝置(H)中的熱再生產(chǎn)生一個包含第一和第二類物質(zhì)以及蒸發(fā)的洗滌劑的第一氣體流(2)并且將其從該熱再生裝置(H)中排出。本發(fā)明允許很大程度上可選擇地將這兩類物質(zhì)(7，21)從待再生的洗滌劑(1)中分離出。
文檔編號B01D53/18GK101422685SQ20081013270
公開日2009年5月6日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月31日
發(fā)明者H·魏斯, M·貝格 申請人:林德股份公司