專利名稱：用于在物理的氣體洗中使洗滌劑再生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使加載的洗漆劑再生的方法， 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， 在第一分離裝置中將第一類物質(zhì)從加載有第一和第二類物質(zhì)的洗滌劑中選 擇地分離出并且將其作為氣體產(chǎn)物繼續(xù)引導(dǎo)并且接著通過在汽提塔(富集 塔)中借助汽提氣(冷汽提氣)進行的汽提(冷汽提)進一步降低第一類 物質(zhì)在加載的洗滌劑中的含量并且使該加載的洗滌劑在冷汽提之后從富集 塔中排出、加熱并且接著為了分離成一個主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的、含有 第二類物質(zhì)的氣相和一個主要由物理的洗滌劑構(gòu)成的、含有至少第二類物 質(zhì)的液相而導(dǎo)入到一個容器(脫氣容器)中。
另外，本發(fā)明還涉及一種用于執(zhí)行這種方法的裝置。
背景技術(shù)：
物理的氣體洗被使用來將氣體成分從氣體混合物中分離出。它們利用 了液體(洗滌劑)的特性來吸收氣態(tài)的物質(zhì)并且使其保持溶解，而不必在 此化學(xué)地化合該物質(zhì)。氣體被液體吸收并且與其化合的好壞通過其溶解度 系數(shù)表示氣體在液體中溶解地越好，其溶解度度系數(shù)就越大。溶解度系 數(shù)與溫度相關(guān)并且通常隨著溫度的下降而上升。
通過去除從氣體混合物中分離出的并且溶解在洗滌劑中的氣體成分， 加載的洗滌劑在氣體洗之后被再生。再生的洗滌劑通常又用于氣體洗，而 分離出的氣體成分或是被廢物處理或者輸送至經(jīng)濟上的利用。
為了凈化這些合成原料氣，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)備中由含有碳或/和碳?xì)浠衔锏臓t料例如通過用水蒸氣重整 或通過部分地氧化產(chǎn)生，并且該合成原料氣通常除了期望的物質(zhì)氫(H2)
和一氧化碳(CO)之外也包括一些不期望的組分例如二氧化碳(co2)(第
—類物質(zhì))和硫成分例如硫化氫(H2S)和硫氧化碳(COS)(第二類物質(zhì))。 該方法之所以被提供，是因為當(dāng)今合成原料氣通常在高的壓力下產(chǎn)生并且 物理洗滌的有效性在第一近似中隨著運行壓力線性地增加。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，即H2S、 COS和 C02相對于甲醇的溶解度系數(shù)明顯不同于&和CO的溶解度系數(shù)。因為隨 著溫度的下降這些差別增大并且從而H2-和CO的損失通過Co吸收降低， 但是尤其是因為C02的溶解度系數(shù)隨著溫度的下降明顯上升，所以甲醇洗 滌劑大多數(shù)情況下被以遠低于0°的溫度導(dǎo)入到洗滌塔內(nèi)并且與待凈化的 合成氣體密切接觸。另外，這種方法允許獨立地獲得硫成分和二氧化碳， 因為硫成分的溶解度系數(shù)顯著大于二氧化碳的溶解度系數(shù)，并且因此很大 程度上可被選擇地從加載的甲醇洗漆劑中分離出。
如果在前面部分中產(chǎn)生氫產(chǎn)物，那么合成原料氣在甲醇洗之前受到水
煤氣轉(zhuǎn)移，其中包含在合成原料氣中的一氧化碳與水轉(zhuǎn)化為氫和二氧化碳。 尤其是當(dāng)合成原料氣是從低氫的爐料如碳或重油中獲得，并且因此在水煤
氣轉(zhuǎn)移之前已經(jīng)具有高的C02含量時，那么C02含量在水煤氣轉(zhuǎn)移之后上 升到大于40molQ/。。為了提升氫生產(chǎn)的經(jīng)濟性，通常從大量產(chǎn)生的二氧化碳 中獲得C02副產(chǎn)品，該C02副產(chǎn)品例如——具有大于98moP/。的純度——用 于合成尿素。
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，為了獲得C02副產(chǎn)品，使加載有二氧化碳以及更好地 溶解的成分如H2S和COS的甲醇洗滌劑在構(gòu)成為洗滌塔的C02產(chǎn)物塔的下
部中減壓。由于壓力降，主要是C02但是也有一部分硫成分被從加載的甲
醇洗滌劑中析出并且在洗滌塔中被朝上引導(dǎo)。硫成分被借助于無硫的甲醇 洗滌劑從氣體流中洗出，該甲醇洗滌劑為了這個目的施加在C02產(chǎn)物塔的
頂部上并且與上升的氣體流密切接觸。具有產(chǎn)品純度的C02流被從C02產(chǎn) 物塔的頂部取出，而在其下部區(qū)域中收集了雖然其C02含量明顯減少但是
總是還加載有C02以及硫成分的甲醇洗滌劑。
加載的甲醇洗滌劑被從C02產(chǎn)物塔中取出并且被輸送到一個所謂的富 集塔、即冷汽提塔。在富集塔中，通過在對流中被引導(dǎo)的冷汽提氣(通常
是氮)使絕大部分C02從甲醇洗滌劑中析取出來，因此使所述甲醇洗漆劑
冷卻。通過這種方式產(chǎn)生的冷卻被用于補償甲醇洗的不可避免的冷損失。
混有CCb的冷汽提氣作為尾氣由富集塔的頂部排出并且通常被拋棄；因此， 汽提出的C02損失。主要加載有硫成分但是也加載有殘余量的C02的甲醇 洗滌劑被從富集塔取出并且為了熱再生被繼續(xù)引導(dǎo)，其中產(chǎn)生具有洗滌劑 純度的甲醇-及硫成分和含有C02的氣體餾分(酸氣餾分)。
因為包含在其中的硫是在工業(yè)中渴求的原料，所以酸氣餾分具有經(jīng)濟 上的潛能。為了利用這種潛能，已經(jīng)試圖將包含在酸氣餾分中的硫成分用 盡可能低的耗費轉(zhuǎn)化為元素的硫，但是這是不容易的。通常以克勞斯法進 行轉(zhuǎn)化，為此，酸氣餾分的C02含量不允許超過一個界限值。尤其是當(dāng)待 凈化的合成原料氣具有較低的硫含量——例如在通過氣化低硫碳產(chǎn)生合成 原料氣時就是這種情況，那么該界限值僅能用大的耗費(例如通過借助提 高的汽提氣量的冷汽提)才能實現(xiàn)或者根本不能實現(xiàn)。在向德國專利商標(biāo)
局提交的申請?zhí)枮?02006049602.7的并且其公開內(nèi)容通過引用完全接納于 本說明書中的專利申請中，加載的洗滌劑在冷汽提之后被從富集塔中排出、 加熱并且接著被引入到一個用于執(zhí)行排熱(排熱裝置)的裝置中，其中，
在所述加載的洗滌劑中的C02含量被進一步減少并且產(chǎn)生含有C02的氣體 餾分。含有C02的氣體餾分接著被引回到富集塔中并且通過該富集塔到達
待拋棄的尾氣中。
但是對于合成氣體生產(chǎn)的經(jīng)濟性決定性的是，不僅能以小的耗費盡可 能完全地將二氧化碳從加載的甲醇洗滌劑中分離出，而且能以高的百分比
將其轉(zhuǎn)化為C02產(chǎn)品流。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于，提出一種按開頭所述類型的方法以及一種用 于執(zhí)行該方法的裝置，它們允許相對于現(xiàn)有技術(shù)提高經(jīng)濟性，其方式是 以較高的產(chǎn)量產(chǎn)生由第一類物質(zhì)構(gòu)成的氣體產(chǎn)物。
根據(jù)本發(fā)明，該目的在方法方面如下解決，即，氣相被從脫氣容器中 排出并且為了提高在那里產(chǎn)生的產(chǎn)物的量而在合適的位置上輸送至第一分 離裝置。
通過加熱所述加載的洗滌劑，溶解于其中的物質(zhì)被釋放并且轉(zhuǎn)化為氣 相，其中，物質(zhì)的溶解度系數(shù)越小，就以越高的比率析出。在按本發(fā)明加 熱所述從富集塔中排出的、加載的洗滌劑時，溫度被升高到這樣的程度， 使得第一類物質(zhì)直至一個預(yù)給定的界限值以下地從加載的洗滌劑中析出。 在此，該界限值首先由純度確定，第二類物質(zhì)應(yīng)該可能在跟隨的過程步驟 中以該純度獲得。另外，該界限值也由第二類物質(zhì)的量確定，它們隨著氣 相從脫氣容器排出并且允許作為壓載物(Ballast)移動到回路中。
根據(jù)本發(fā)明，來自脫氣容器的、主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的、含有第二
類物質(zhì)的氣相在"合適的位置上"輸送至第一分離裝置。對于氣相的輸送， 這樣一個位置是合適的，如果該位置允許氣相通過第一分離裝置引導(dǎo)，其 中第二類物質(zhì)與第一類物質(zhì)分離并且第二類物質(zhì)優(yōu)選被回輸?shù)郊虞d的洗滌 劑中的話。第一分離裝置例如是洗滌塔，其中第一類物質(zhì)通過借助于洗滌 劑的氣體洗與第二類物質(zhì)分離，因此一個合適的位置位于洗滌塔的下部區(qū) 域中。
本發(fā)明的一個優(yōu)選的構(gòu)型提出，在物理的氣體洗中，含有二氧化碳
(co2)和硫化合物的合成原料氣被用甲醇作為洗滌劑來凈化。在此，co2
是第一類物質(zhì)并且硫化合物是第二類物質(zhì)，它們選擇地與加載的甲醇洗滌 劑分離。
在本發(fā)明方法的進一步構(gòu)型中提出，加載有C02和硫成分的甲醇洗滌 劑被減壓，其中，形成含有C02和硫成分的氣相。接著通過物理的氣體洗
將硫成分從該氣相中分離出。合乎目的的是，使用深冷的無硫甲醇作為洗 滌劑。
按本發(fā)明的一種適宜的進一步構(gòu)型提出，液相被從脫氣容器中排出并 且通過借助熱汽提氣的熱汽提進行處理，其中，第二類物質(zhì)被從加載的洗 滌劑中分離出。
對于冷汽提和熱汽提都合適的汽提氣是氮，該氮在工業(yè)設(shè)備中經(jīng)常廉 價地被提供。本發(fā)明方法的一個優(yōu)選的變形方案提出，使用氮作為冷汽提 氣和/或熱汽提氣。
另外，本發(fā)明還涉及一種用于在物理的氣體洗中使加載的洗滌劑再生 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，
具有第一分離裝置，用于將第一類物質(zhì)從加載有第一和第二類物質(zhì)的洗 滌劑中選擇地分離出并且產(chǎn)生主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的氣體產(chǎn)物；汽提塔 (富集塔)，在該汽提塔中通過借助冷的汽提氣(冷汽提氣)進行的汽提 (冷汽提)可進一步降低第一類物質(zhì)在加載的洗滌劑中的含量；熱交換器， 在該熱交換器中，所述從富集塔排出的、很大程度上去除了第一類物質(zhì)的、 含有第二類物質(zhì)的洗滌劑可被加熱；以及容器(脫氣容器)，所述在熱交 換器中被加熱的洗滌劑為了分離成主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的、含有第二類 物質(zhì)的氣相和含有至少第二類物質(zhì)的液相而可導(dǎo)入到該容器中。
在裝置方面，所提出的目的被如下地解決，即第一分離裝置優(yōu)選通過 一個管道這樣與脫氣容器連接，使得所述從加載的洗滌劑分離出的氣相可
從脫氣容器中排出并且可被回輸?shù)降谝环蛛x裝置中。
本發(fā)明裝置的一個優(yōu)選的構(gòu)型提出，第一分離裝置構(gòu)成為洗滌塔，不 含第二類物質(zhì)的洗滌劑可作為洗滌劑導(dǎo)入到該洗漆塔中，并且在該洗滌塔 中可將第二類物質(zhì)從通過減壓所述加載的洗滌劑產(chǎn)生的、含有第一和第二 類物質(zhì)的氣體流中洗出。
在工業(yè)中廣泛采用的物理的氣體洗是甲醇洗，其中使用深冷的甲醇作 為洗滌劑。通常使用甲醇洗來凈化合成原料氣，其中產(chǎn)生加載有二氧化碳 和硫成分的甲醇洗滌劑，該甲醇洗滌劑再生并且在回路中被引導(dǎo)。因此本 發(fā)明裝置的一個適宜的變形方案提出，在該裝置中可使加載有二氧化碳(第 一類物質(zhì))和硫成分(第二類物質(zhì))的甲醇洗滌劑中從甲醇洗中再生。
合乎目的的是，本發(fā)明的裝置這樣構(gòu)成，使得借助該裝置在第一分離 裝置中從在甲醇洗中加載有硫化合物和二氧化碳的甲醇洗滌劑通過選擇地
分離出二氧化碳可獲得具有優(yōu)選大于98mol。/。的純度的C02含量的氣體產(chǎn)
物(C02產(chǎn)物)。
本發(fā)明裝置的進一步構(gòu)型提出，該裝置包括另一汽提塔(熱汽提塔)， 來自脫氣容器的液相可被導(dǎo)入到該汽提塔中并且在該汽提塔中可將第二類 物質(zhì)通過熱汽提從加載的洗滌劑中分離出。合乎目的的是，脫氣容器和熱 汽提塔構(gòu)成一個結(jié)構(gòu)單元。
本發(fā)明允許尤其是從加載有二氧化碳和硫成分的甲醇洗滌劑中將具有 產(chǎn)品純度的二氧化碳以比現(xiàn)有技術(shù)明顯更有效地分離出并且從而產(chǎn)生C02 產(chǎn)物的更高的產(chǎn)量。


下面借助于在圖中示意性示出的實施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。該圖示出的 實施例是物理的氣體洗中的洗滌劑再生裝置的一部分，其中被二氧化碳 (C02)和硫化合物污染了的合成原料氣在洗滌塔中用冷的甲醇洗漆劑洗 漆。
具體實施例方式
加載有二氧化碳和硫成分(Schwelkomponenten)的甲醇洗滌劑通過管 道1和節(jié)流機構(gòu)a減壓到C02-產(chǎn)物塔Cl的下部中。由于壓力降，溶解的 二氧化碳的大部分以及硫成分的一部分被從加載的甲醇洗滌劑中脫除并且
被朝上引導(dǎo)。氣體在其朝上的路徑上與一種洗滌劑密切接觸，該洗滌劑為
甲醇，該甲醇雖然加載有二氧化碳但是沒加載硫成分并且該甲醇通過管道2 被導(dǎo)入到C(V產(chǎn)物塔Cl的上面的區(qū)域中。硫成分被甲醇洗滌劑吸收并且 與該甲醇洗滌劑一起到達C02-產(chǎn)物塔C1的底部產(chǎn)物中。純度大于98mol% 的C02-產(chǎn)物3被從C02-產(chǎn)物塔Cl的頂部排出并且被輸送至消耗器(未示 出)。
其C02-含量大大降低的甲醇洗滌劑通過管道4和5從COr產(chǎn)物塔Cl 的池槽室Sl及煙囪底部Kl排出并且通過節(jié)流機構(gòu)b和c減壓到富集塔C2 內(nèi)，但是該甲醇洗滌劑總是還包含殘余的C02以及硫成分。該富集塔C2 是冷汽提塔，冷氮作為汽提氣通過管道6被輸送至該冷汽提塔。在煙囪底 部K2的上方，該冷汽提塔被構(gòu)成為洗滌塔，在該洗滌塔中，與C02—起汽 提出的硫成分被用加載了 C02的、通過管道7供入的甲醇洗滌劑進行反洗。 在汽提時，甲醇洗滌劑被冷卻。被冷卻了的甲醇洗滌劑的一部分通過管道8 從煙囪底部K2排出、在熱交換器E1中逆著通過管道17供入并且通過管道 18排出的甲醇加熱并且通過管道19導(dǎo)入到C02-產(chǎn)物塔C1的池槽室S1內(nèi)。 由氮和二氧化碳組成的尾氣9被從富集塔C2的頂部導(dǎo)出，該尾氣通常不可 以再使用并且因此被拋棄。主要加載了硫成分但是仍包含殘余C02的甲醇 洗滌劑通過管道10從富集塔C2的池槽室S2排出。
在所述通過管道10從富集塔C2排出的、被加載了的甲醇洗滌劑通過 管道11輸送至熱交換器E之前，借助于泵P提升該甲醇洗滌劑的壓力。在 此該甲醇洗滌劑通過間接的熱交換逆著已經(jīng)再生的、通過管道12供入并且 通過管道13排出的甲醇洗滌劑加熱。被加熱了的甲醇洗滌劑從熱交換器E 通過管道14導(dǎo)入到脫氣容器D內(nèi)，在那里該甲醇洗滌劑被分離為一個含有 二氧化碳和硫成分的氣相和一個液相。含二氧化碳和硫成分的氣相接著通 過管道15導(dǎo)入到COr產(chǎn)物塔Cl的下部區(qū)域中，在那里該氣相與從加載的 甲醇洗滌劑1中出來的氣體流一起被朝上引導(dǎo)并且被洗滌。通過這種方式， 氣相15中的二氧化碳到達C02產(chǎn)物流3中，而硫成分通過管道4和5導(dǎo)回 到富集塔C2內(nèi)。來自脫氣塔D1的液相(它是無二氧化碳的、加載有硫成 分的甲醇洗滌劑)通過管道16輸送至熱再生裝置(未示出)，硫成分和甲 醇在該熱再生裝置中被分離。
權(quán)利要求
1. 一種用于在物理的氣體洗中使加載的洗滌劑再生的方法，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，在一第一分離裝置(C1)中將第一類物質(zhì)從加載有第一和第二類物質(zhì)的洗滌劑(1)中選擇地分離出并且將其作為氣體產(chǎn)物(3)繼續(xù)引導(dǎo)并且通過在汽提塔(富集塔)(C2)中借助汽提氣(冷汽提氣)(6)接著進行的汽提(冷汽提)進一步降低第一類物質(zhì)在加載的洗滌劑中的含量并且使該加載的洗滌劑(10)在冷汽提之后從富集塔(C2)中排出、加熱(E)并且接著為了分離成一個主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的、含有第二類物質(zhì)的氣相(15)和一個主要由物理的洗滌劑構(gòu)成的、含有至少第二類物質(zhì)的液相(16)而導(dǎo)入到一個容器(脫氣容器)(D)中，其特征在于將該氣相(15)從脫氣容器(D)中排出并且為了提高在那里產(chǎn)生的產(chǎn)物(3)的量將該氣相在合適的位置上輸送至第一分離裝置(C1)。
2. 按權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于在該物理的氣體洗中，含 有二氧化碳(第一類物質(zhì))和硫化合物(第二類物質(zhì))的合成原料氣用甲 醇作為洗滌劑進行洗滌。
3. 按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于在第一分離裝置(Cl)中 將二氧化碳選擇地從在氣體洗中加載的甲醇(1)中分離出并且將該二氧化 碳作為純度優(yōu)選大于98mol。/。的氣體產(chǎn)物(C02產(chǎn)物)(3)獲得。
4. 按權(quán)利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于將該液相(16) 從脫氣容器中排出并且接著通過借助熱汽提氣的熱汽提進行處理，其中， 將第二類物質(zhì)從所述加載的洗滌劑中分離出。
5. 按權(quán)利要求1至4任一項所述的方法，其特征在于使用氮作為冷 汽提氣(6)和/或熱汽提氣。
6. —種用于在物理的氣體洗中使加載的洗滌劑再生的裝置，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，具有 一第一分 離裝置(Cl)，用于將第一類物質(zhì)選擇地從加載有第一和第二類物質(zhì)的洗 滌劑(O中分離出并且產(chǎn)生主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的氣體產(chǎn)物(3); — 汽提塔(富集塔)(C2)，在該汽提塔中通過借助冷的汽提氣(冷汽提氣)(6)進行的汽提(冷汽提)可進一步降低第一類物質(zhì)在加載的洗滌劑中的 含量； 一熱交換器(E)，在該熱交換器中，從所述富集塔(C2)排出的、 很大程度上去除了第一類物質(zhì)的、含有第二類物質(zhì)的洗滌劑(10)可被加 熱；以及一容器(脫氣容器)(D)，所述在熱交換器(E)中被加熱的洗 滌劑(14)為了分離成主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的、含有第二類物質(zhì)的氣相(15)和一含有至少第二類物質(zhì)的液相(16)可被導(dǎo)入到該容器中，其特 征在于第一分離裝置(Cl)優(yōu)選通過一管道這樣地與脫氣容器(D)連接， 使得所述從加載的洗滌劑中分離出的氣相(15)可被從脫氣容器(D)排出 并且可被回輸?shù)皆摰谝环蛛x裝置(Cl)中。
7. 按權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于第一分離裝置(Cl)構(gòu)成 為洗滌塔，不含第二類物質(zhì)的洗滌劑可作為洗滌劑(2)導(dǎo)入到該洗滌塔中 并且在該洗滌塔中可將第二類物質(zhì)從通過減壓所述加載的洗滌劑(1)而產(chǎn) 生的、含有第一和第二類物質(zhì)的氣體流中洗出。
8. 按權(quán)利要求6或7所述的裝置，其特征在于在該裝置中，加載有 二氧化碳(第一類物質(zhì))和硫成分(第二類物質(zhì))的甲醇洗漆劑可被從甲 醇洗中再生。
9. 按權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于在第一分離裝置(C1)中， 通過從所述在甲醇洗中加載有硫化合物和二氧化碳的甲醇洗滌劑(1)中選 擇地分離出二氧化碳可獲得具有優(yōu)選大于98molQ/。的C02含量的氣體產(chǎn)物(002產(chǎn)物)(3)。
10. 按權(quán)利要求6至9任一項所述的裝置，其特征在于該裝置包括 另一汽提塔(熱汽提塔)，液相(16)可被從脫氣容器導(dǎo)入到該汽提塔中 并且在該汽提塔中可將第二類物質(zhì)通過熱汽提從加載的洗滌劑中分離出。
11.按權(quán)利要求IO所述的裝置，其特征在于脫氣容器(D)和熱汽 提塔構(gòu)成一個結(jié)構(gòu)單元。
全文摘要
用于在物理的氣體洗中使加載的洗滌劑再生的方法，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，在第一分離裝置(C1)中將第一類物質(zhì)從加載有第一和第二類物質(zhì)的洗滌劑(1)中選擇地分離出并且將其作為氣體產(chǎn)物(3)繼續(xù)引導(dǎo)并且接著通過在汽提塔(富集塔)(C2)中借助汽提氣(冷汽提氣)(6)進行的汽提(冷汽提)進一步降低第一類物質(zhì)在加載的洗滌劑中的含量并且使該加載的洗滌劑(10)在冷汽提之后從富集塔(C2)中排出、加熱(E)并且接著被導(dǎo)入到一個容器(脫氣容器)(D)中。將該氣相(15)從脫氣容器(D)中排出并且為了提高在那里產(chǎn)生的產(chǎn)物(3)的量將其在合適的位置上輸送至第一分離裝置(C1)。
文檔編號B01D53/14GK101385937SQ200810132708
公開日2009年3月18日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月14日
發(fā)明者U·凱賴斯特喬戈魯 申請人:林德股份公司