專利名稱：用于除氣區(qū)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般性地涉及一種用于除氣區(qū)如酸性氣體除去區(qū)的方法。相關(guān)技術(shù)描述通常，將來自氣化器的酸氣如合成氣在至少一個(gè)吸收器中用溶劑處理以選擇性地除去一種或多種硫化合物如硫化氫或硫化羰，和二氧化碳。通常，溶劑(其可以為液相)在回路中以溶劑循環(huán)速率流入和流出一個(gè)或多個(gè)吸收器。一般而言，這些吸收器具有相對(duì)高的資金和操作成本。通常，可將來自硫化氫吸收器的上半部分的側(cè)餾分冷卻以降低溶劑循環(huán)速率，因此降低使用成本2-5%。冷卻可通過消除由吸收器頂部二氧化碳吸收產(chǎn)生的放熱的不利影響而降低溶劑循環(huán)速率。此外，由于壓力和進(jìn)料的二氧化碳濃度提高，可能需要另外的冷卻。然而，較低的溶劑循環(huán)速率因?yàn)榱蚧瘹湮掌髻Y金成本的提高而可能使冷卻不經(jīng)濟(jì)。通常，硫化氫吸收器成本因?yàn)閷?duì)于可供入側(cè)取泵的液體隔離塔板的停留時(shí)間要求，通常 30-180秒而可能提高。通常需要以防止泵干運(yùn)行延長(zhǎng)的一段時(shí)間的這些停留時(shí)間要求，可增加吸收塔高度1. 5-13米。因此，可能需要使用不導(dǎo)致提高吸收塔尺寸的代價(jià)的冷卻的利
■、Λ
frff. ο發(fā)明概述一個(gè)典型實(shí)施方案可以為一種用于提高酸性氣體除去區(qū)的效率的方法。該方法可包括將包含至少一種氣體的酸氣料流送入第一吸收器中，提供吸收至少一種氣體的頂部料流；將側(cè)線餾分從第一吸收器中取出并在側(cè)線餾分返回吸收器以前使側(cè)線餾分經(jīng)過收集槽、側(cè)線餾分流體傳送裝置和側(cè)線餾分激冷器；并將第一吸收器頂部料流送入用于第二吸收器的循環(huán)回路中。通常，循環(huán)回路可包括閃蒸槽、循環(huán)流體傳送裝置和循環(huán)激冷器，其后將滑流送入第一吸收器中并將另一部分送入第二吸收器中。另一典型實(shí)施方案可以為一種用于提高酸性氣體除去區(qū)的效率的方法。通常，該方法包括將酸氣料流送入吸收器中并在側(cè)線餾分進(jìn)入泵，然后進(jìn)入激冷器中以前提取經(jīng)過收集槽的側(cè)線餾分。其后，冷卻的側(cè)線餾分可返回吸收器中。又一典型實(shí)施方案可以為一種提高酸性氣體除去區(qū)的效率的方法。該方法可包括將硫化氫吸收器流出物送入用于二氧化碳吸收器的循環(huán)回路中。通常，循環(huán)回路包括閃蒸槽、流體傳送裝置和激冷器。本文所提供的實(shí)施方案可容許有效使用硫化氫吸收器，并避免提高它的尺寸的需要。在一個(gè)典型實(shí)施方案中，可在溶劑進(jìn)入硫化氫吸收器中以前使溶劑中的二氧化碳飽和。 可將來自吸收器的頂部料流送入閃蒸槽中，在那里將蒸氣和液體料流分離。可將來自液體料流的滑流冷卻以除去與二氧化碳吸收放熱有關(guān)的熱，然后供回硫化氫吸收器中，由此有效地提供至少一個(gè)額外接觸段。另外，硫化氫吸收器可具有在返回吸收器中以前取出并冷卻的側(cè)線餾分。使用這種激冷器可將吸收器的高度要求降低三分之一至二分之一并除去與二氧化碳吸收放熱有關(guān)的熱。優(yōu)選，收集槽與激冷器聯(lián)合使用以提供防止泵干運(yùn)行所需的停留時(shí)間。特別地，通常泵與激冷器聯(lián)合。使用收集槽可提供足以防止泵干運(yùn)行的能力。一般而言，這種槽的添加比通過提供直接泵送和冷卻的側(cè)線餾分而提高吸收器高度更便宜。因此，與泵聯(lián)合使用激冷器和收集槽可有效地降低吸收器高度。定義如本文所用，術(shù)語“料流”可以為包含各種烴分子如直鏈、支化或環(huán)狀烷烴、烯烴、 二烯烴和炔烴，和任選其它物質(zhì)如氣體如氫氣，或雜質(zhì)如重金屬，及硫和氮化合物的料流。 料流還可包括芳族和非芳族烴。此外，烴分子可簡(jiǎn)寫為CpCyC3. . . Cn，其中“η”表示一個(gè)或多個(gè)烴分子中的碳原子數(shù)。另外，表征料流為例如“部分貧溶劑料流”或“貧溶劑料流”可意指分別包含或富含至少一種部分貧溶劑或貧溶劑的料流。如本文所用，術(shù)語“區(qū)，，可指包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)備件和/或一個(gè)或多個(gè)子區(qū)的區(qū)域。設(shè)備件可包括一個(gè)或多個(gè)反應(yīng)器或反應(yīng)容器、加熱器、交換器、管、泵、壓縮機(jī)和控制器。 另外，設(shè)備件如反應(yīng)器、干燥器或容器可進(jìn)一步包括一個(gè)或多個(gè)區(qū)或子區(qū)。如本文所用，術(shù)語“蒸氣”可意指可包含或由一種或多種烴組成的氣體或分散體。如本文所用，術(shù)語“冷卻器”可意指用水冷卻流體的裝置。如本文所用，術(shù)語“激冷器”可意指將流體冷卻至低于可通過僅使用水得到的溫度的裝置。通常，激冷器可使用制冷劑如氨或氫氟碳化合物(hydrofluorocarbon)。如本文所用，術(shù)語“富含”可意指料流中一種化合物或一類化合物的量一般為至少 30%，或 30-70 摩爾 ％。如本文所用，術(shù)語“吸收器”可包括吸收器，且包括但不限于吸收和/或吸附。如所述，附圖中的工藝流程管線可稱為管線、流出物、料流或部分。特別地，管線可含有一種或多種流出物、料流或部分。附圖簡(jiǎn)述

圖1為典型酸性氣體除去區(qū)的示意性描述。圖2為典型酸性氣體除去區(qū)的另一方案。發(fā)明詳述參考圖1，一個(gè)典型酸性氣體除去區(qū)10可包括第一吸收器200和第二吸收器300。 通常，第一吸收器200為硫化氫吸收器200且第二吸收器300為二氧化碳吸收器300。盡管吸收器200和300的特征是硫化氫或二氧化碳吸收器，但應(yīng)當(dāng)理解分別可吸收其它氣體如二氧化碳或硫化氫，和/或硫化羰。用于硫化氫吸收器200的合適條件為4-60 °C，優(yōu)選30_50 °C的溫度，和 3，400-17, 500kPa,優(yōu)選7，OOOkPa的壓力。二氧化碳吸收器300可在2，700-7, OOOkPa的壓力和-2°C至25°C的溫度下操作。典型吸收器，包括硫化氫和二氧化碳吸收器吸收器例如公開于 US 6，090，356 和 US2006/0196357A1 中。任何合適的溶劑可用于吸收器200和300。通常，溶劑可包括聚乙二醇的二甲醚 (由 Dow Chemical Company of Midland，MI 以商品名 SELEX0L 出售)、N_ 甲基吡咯烷酮、四氫-1，4-，悉嗪(也可稱為嗎啉)、甲醇及包含二異丙醇胺和四氫噻吩-1，1-二氧化物(也可稱為環(huán)丁砜)的混合物中的至少一種。一般而言，三類溶劑用于酸性氣體除去區(qū)10中， 即具有小于1重量PPm 二氧化碳和硫化氫的貧溶劑料流、具有0. 5-5摩爾％二氧化碳和小于1重量ppm硫化氫的部分貧溶劑料流，和具有15-40摩爾％二氧化碳和小于1重量ppm硫化氫的負(fù)荷溶劑。酸性氣體除去區(qū)10可接收酸氣料流50。酸氣可包含二氧化碳和硫化氫中至少一種，例如具有可接收量的二氧化碳和硫化氫的合成氣。酸氣可源自硫化氫吸收器、煤氣化裝置或直接氧化方法的頂部料流。在一些情況下，酸氣可包含至少18體積％，或甚至45體積％的二氧化碳。酸氣料流50可由換熱器70接收，所述換熱器可用來自二氧化碳吸收器300的頂部料流310冷卻酸氣料流50，如下文所述。酸氣料流50可由第一吸收器200在其底部附近接收。另外，第一吸收器200也可接收也可包含硫化氫的另一料流240。通常，該第二料流 240可以為來自硫化氫濃縮器的再循環(huán)料流。硫化氫吸收器200可包括一個(gè)或多個(gè)床210， 在該典型實(shí)施方案中，可包括第一和第二床210，但可使用任何合適數(shù)量的床210。溶劑的滑流250可提供在吸收器200頂部附近以除去硫化氫。處理氣體可上升并作為頂部料流 230離開吸收器200。另外，包含富含雜質(zhì)如硫化氫和二氧化碳的負(fù)荷溶劑的底部料流280 可離開。可將該料流送去處理以除去這類化合物。可將可能具有小于1重量ppm硫化氫的頂部料流230送入用于第二吸收器300的循環(huán)回路340中。料流230可與來自循環(huán)回路流體傳送裝置362(如下文所述)的出料的冷卻料流358結(jié)合。結(jié)合料流230和358可供入閃蒸槽344中。閃蒸槽344可提供蒸氣料流346和液體料流348?？傻玫秸魵饬狭?46并送入第二吸收器300中。液體料流348可具有作為滑流250除去的部分。一般而言，滑流250中的二氧化碳飽和，但相對(duì)不含硫化氫。 可將滑流250供入滑流流體傳送裝置252，通常為泵252中，然后在送入第一吸收器200以前送入滑流激冷器256中?？蓪⒁后w料流348的另一部分356供入第二吸收器300中。第二吸收器300可包括至少一個(gè)吸收劑床302，通常第一、第二和第三床302，但可使用任何合適數(shù)量的床302。 更甚者，第二吸收器300也可接收部分貧溶劑返回料流306。另外，二氧化碳吸收器300可接收貧溶劑料流320，所述料流在進(jìn)入二氧化碳吸收器300中以前經(jīng)過貧溶劑激冷器324。通常，經(jīng)由蒸氣料流346進(jìn)入的氣體在吸收器300內(nèi)上升，并用貧溶劑料流320和部分貧溶劑料流306洗滌。通常在氣體經(jīng)過除霧器308 (其可以為葉片或網(wǎng)除霧器)以后， 含有處理氣體的頂部料流310然后可如上所述經(jīng)過換熱器70?？蓪?cè)線餾分352作為至循環(huán)流體傳送裝置362，通常為泵362中的抽吸物從吸收器300中取出。其后，在料流358與料流230結(jié)合以前，泵362可提供通過循環(huán)回路溶劑激冷器366的料流358?？蓪⒌撞苛狭?80從二氧化碳吸收器300中取出并送入一系列閃蒸槽中以除去二氧化碳并作為部分貧溶劑料流306再循環(huán)回吸收器300中。料流358和料流230的結(jié)合，和隨后在閃蒸槽344中的分離可通過有效地將至少一個(gè)階段加入硫化氫吸收器200中而便宜地改進(jìn)硫化氫的除去。參考圖2，描繪了酸性氣體除去區(qū)10的另一方案。區(qū)10的該方案可包括換熱器 70、吸收器200、吸收器300、貧溶劑激冷器324、循環(huán)流體傳送裝置362如泵362，和循環(huán)溶劑激冷器366，如圖1所述方案中所討論的。該方案可使用側(cè)線餾分回路260以降低吸收器200的資金需求。側(cè)線餾分回路260可包括收集槽264，側(cè)線餾分流體傳送裝置268，通常為泵268，和側(cè)線餾分激冷器272。一般而言，將側(cè)線餾分262從硫化氫吸收器200中取出?？蓪⒃搨?cè)線餾分262供入收集槽264中。通常，側(cè)線餾分262可經(jīng)過收集槽264以提
5供用于第一流體傳送裝置268的能力(capacity)。特別地，收集槽264可提供足以保持泵 268的液體壓頭的容積。隨后，泵268可在側(cè)線餾分262返回硫化氫吸收器200中以前將側(cè)線餾分262供入側(cè)線餾分激冷器272中，所述側(cè)線餾分激冷器可除去由二氧化碳吸收導(dǎo)致的熱。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，激冷器可以為插入式激冷器(stab-in chiller)，即具有插入吸收器200中的管束。一般而言，側(cè)線餾分回路260可通過除去由于升高的溫度(二氧化碳吸收放熱的結(jié)果)而需要的額外高度而降低資金成本。頂部料流230可離開吸收器200頂部并送入循環(huán)回路340中。通常，結(jié)合料流230 以形成基本液體料流348，其在吸收器300底部附近提供?？蓪?cè)線餾分352從吸收器300 中取出并作為泵362的抽吸物提供?？蓪⒈?62的出料供入循環(huán)溶劑激冷器366中，同時(shí)將滑流250供入吸收器200中。其余部分336可與頂部料流230結(jié)合，然后返回吸收器300 中，如上文所述。一般而言，圖2所述的該酸性氣體除去區(qū)10方案的其它方法可如上關(guān)于圖1所述類似地操作。因此，本文公開的實(shí)施方案提供將溶劑在通過提供級(jí)間冷卻而冷卻以前用二氧化碳預(yù)飽和以有效降低硫化氫吸收器200的高度需求。特別地，可將側(cè)線餾分262從自硫化氫吸收器200頂部第四或第五階段中取出。在該點(diǎn)上，溶劑中二氧化碳可飽和且由于吸收放熱已實(shí)現(xiàn)可能的最高溫度。一般而言，側(cè)線餾分回路260可提供80-85%的溶劑和使用節(jié)約。節(jié)約可輕微降低，因?yàn)橥ǔＰ枰?-3個(gè)接觸段以得到完全的二氧化碳吸收和放熱。然而，如圖1所述，在循環(huán)回路340中提供與閃蒸槽344的另外接觸段可降低昂貴硫化氫吸收器200中的階段數(shù)至少一個(gè)。此外，插入式激冷器可提供潛在的節(jié)約，因?yàn)榭蓪⑺鼈兎湃肓蚧瘹湮掌?00中以除去基本所有與二氧化碳吸收放熱有關(guān)的熱。如圖1和2所公開的實(shí)施方案可結(jié)合在單一區(qū)10中。作為實(shí)例，酸性氣體除去區(qū) 10可包括具有任何合適改進(jìn)的側(cè)線餾分回路260和循環(huán)回路340。盡管上文已公開了一個(gè)或多個(gè)吸收器和吸收劑床，但應(yīng)當(dāng)理解可使用其它裝置。其它裝置可獨(dú)立地包括一個(gè)或多個(gè)吸附器、吸附劑床、填料床和/或板式塔。沒有進(jìn)一步描述，相信本領(lǐng)域技術(shù)人員可使用先前的描述，最完整程度地使用本發(fā)明。因此，前述優(yōu)選的具體實(shí)施方案應(yīng)理解為僅是說明性的，且不以任何方式限制公開內(nèi)容的其余部分。在前文中，除非另外指出，所有溫度以。C描述，所有份和百分?jǐn)?shù)以重量計(jì)。由先前描述中，本領(lǐng)域技術(shù)人員可容易地確定本發(fā)明的主要特征，且可不偏離其精神和范圍地作出本發(fā)明的各種變化和改進(jìn)以使它適于各種用途和條件。
權(quán)利要求
1.一種用于提高酸性氣體除去區(qū)的效率的方法，其包括A)將包含至少一種氣體的酸氣料流送入第一吸收器中，提供吸收所述至少一種氣體的頂部料流；B)將側(cè)線餾分從第一吸收器中取出并在側(cè)線餾分返回吸收器以前使側(cè)線餾分經(jīng)過收集槽、側(cè)線餾分流體傳送裝置和側(cè)線餾分激冷器；C)將第一吸收器頂部料流送入用于第二吸收器的循環(huán)回路中，其中循環(huán)回路包括閃蒸槽、循環(huán)流體傳送裝置和循環(huán)激冷器，其后將滑流送入第一吸收器中并將另一部分送入第二吸收器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一吸收器為硫化氫吸收器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中第二吸收器為二氧化碳吸收器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其進(jìn)一步包括由第二吸收器的頂部料流得到經(jīng)處理的氣流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其進(jìn)一步包括提供一換熱器，在所述換熱器的一側(cè)接收經(jīng)處理的氣流，在所述換熱器的另一側(cè)接收酸氣料流。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中酸氣料流包含硫化氫和二氧化碳中至少一種。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其中酸氣料流包含至少18體積％的二氧化碳。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其進(jìn)一步包括將包含硫化氫的另一料流供入第一吸收器中。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的方法，其進(jìn)一步包括將滑流在進(jìn)入第一吸收器中以前送入滑流流體傳送裝置中。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中滑流流體傳送裝置包括泵。
全文摘要
一個(gè)典型實(shí)施方案可以為一種用于提高酸性氣體除去區(qū)的效率的方法。該方法可包括將包含至少一種氣體的酸氣料流送入第一吸收器中，提供吸收該至少一種氣體的頂部料流；將側(cè)線餾分從第一吸收器中取出并在側(cè)線餾分返回吸收器以前使側(cè)線餾分經(jīng)過收集槽、側(cè)線餾分流體傳送裝置和側(cè)線餾分激冷器；并將第一吸收器頂部料流送入用于第二吸收器的循環(huán)回路中。通常，循環(huán)回路可包括閃蒸槽、循環(huán)流體傳送裝置和循環(huán)激冷器，其后將滑流送入第一吸收器中并將另一部分送入第二吸收器中。
文檔編號(hào)B01D53/14GK102481514SQ201080037625
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者C·F·羅伯茨, D·A·巴爾, L·A·戴維斯, W·J·萊奇尼克 申請(qǐng)人:環(huán)球油品公司