用于粗合成氣體的純化的工藝和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及用液體吸收劑從粗合成氣體流逐步分離伴生氣體的工藝，液體吸收劑被逆流引導(dǎo)通過(guò)所有處理步驟且經(jīng)由再生裝置被循環(huán)，在其中的一個(gè)吸收步驟中，主要分離出5、0^和C02，且在下一步驟中，在氣體的流動(dòng)方向上實(shí)行伴生氣體殘余物的分離(精洗)。
[0002]本發(fā)明還涉及通過(guò)液體吸收劑從粗合成氣體流選擇性和逐步分離伴生氣體的工藝，液體吸收劑被逆流引導(dǎo)通過(guò)所有處理步驟且被循環(huán)經(jīng)過(guò)再生裝置，在其中的一個(gè)吸收步驟中，主要成分H2S、C0S被分離，且在下一步驟中，在氣體的流動(dòng)方向上，氣體主要成分CO2被分離以及在最后步驟中實(shí)行伴生氣體殘余物的分離(精洗)。而且，本發(fā)明還涉及執(zhí)行所述工藝的裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]從粗合成氣體流分離不期望伴生物質(zhì)的方法是已知的，如低溫甲醇洗工藝(Rectisol process)。低溫甲醇洗工藝的原理被描述于ULLMANN工業(yè)化學(xué)百科全書(shū)(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)第六版，第15卷，第399頁(yè)。該方法用于利用伴生氣體吸收劑提純通過(guò)固定床壓力氣化工藝用煤或焦炭產(chǎn)生的、主要含有CO和H2的粗合成氣。固定床壓力氣化工藝的原理被描述于ULLMANN工業(yè)化學(xué)百科全書(shū)(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)第六版，第15卷，第367頁(yè)。低溫甲醇洗工藝使用甲醇作為吸收劑，利用甲醇的隨溫度降低而對(duì)伴生物質(zhì)吸收能力增強(qiáng)，同時(shí)對(duì)CO和出實(shí)質(zhì)上保持不變的性能。不期望的伴生物質(zhì)主要為伴生氣體羰基硫(COS)、硫化氫(H2S)和二氧化碳(CO2)。
[0004]在該工藝中，被作為吸收劑使用的甲醇經(jīng)由再生裝置循環(huán)。在再生裝置中，以物理方法從被吸收的氣體釋放被加載的甲醇。在第一再生步驟中，通過(guò)減壓和/或用例如氮?dú)獾钠釓募虞d的甲醇移除C02。在第二再生步驟中，通過(guò)加熱排出含硫氣體、0)5和!125。其目的在于產(chǎn)生基本上沒(méi)有⑶2的⑶S/H2S，因?yàn)橛捎诨旌狭刷?損害了其進(jìn)一步有經(jīng)濟(jì)利益的處理。
[0005]在低溫甲醇洗工藝中，標(biāo)準(zhǔn)和選擇性低溫甲醇洗工藝之間存在區(qū)別。
[0006]在所謂的標(biāo)準(zhǔn)低溫甲醇洗工藝中，在一個(gè)吸收步驟中從粗合成氣體聯(lián)合分離伴生氣體0)5/!125和0)2。在所謂的選擇性低溫甲醇洗工藝中，在分開(kāi)的吸收劑步驟中一個(gè)接一個(gè)地從粗合成氣體分離含硫的伴生氣體0^/出5和0)2。通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，選擇性吸收成為可能，參數(shù)更具體地為吸收劑和待吸收氣體的量比。選擇性吸收的優(yōu)點(diǎn)在于:0)3/!125氣體和CO2氣體大部分已在吸收期間被保持分離，且僅較小部分必須在甲醇的再生期間被分離。
[0007]然而除了上面提及的組分⑶S、H2S和⑶2，粗合成氣體進(jìn)一步包含伴生氣體。文件DElO 2006 056 117 Al描述了相關(guān)的工藝，其中在用于分離硫組分和0)2的吸收步驟之前執(zhí)行進(jìn)一步的吸收步驟，以選擇性地從合成氣體分離金屬羰基化合物。
[0008]粗合成氣通常還含有高級(jí)烴和更具體地為甲硫的硫醇以及如芳烴的其它物質(zhì)，更具體地為苯、NH3、HCN、噻吩、其它有機(jī)硫化合物和輕烴，其含量可能在傳統(tǒng)的選擇性低溫甲醇洗工藝中導(dǎo)致問(wèn)題。這種情況特別發(fā)生在例如通過(guò)固定床壓力氣化工藝來(lái)通過(guò)煤的氣化來(lái)獲得粗合成氣體時(shí)。問(wèn)題在于這些物質(zhì)或者被富集在吸收劑中且因此使其在短時(shí)間使用后失效，或者尤其在硫醇的情況下，在通過(guò)減壓或汽提再生吸收劑期間，它們被與CO2—起排放且可能在環(huán)境中產(chǎn)生異味。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種可避免上述現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)的工藝。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)吸收工藝和選擇性吸收工藝來(lái)達(dá)到該目的。
[0010]標(biāo)準(zhǔn)吸收工藝
[0011]—種用液體吸收劑從粗合成氣體流逐步分離伴生氣體的工藝，所述液體吸收劑被逆流引導(dǎo)通過(guò)所有處理步驟且經(jīng)由再生裝置被循環(huán)，其中在其中一個(gè)吸收步驟中，主要分離出5、0^和C02，且在下一步驟中，在氣體的流動(dòng)方向上實(shí)行伴生氣體殘余物的分離(精洗)，其特征在于:在分離H2SXOS和CO2之前，執(zhí)行主要用于分離芳烴的吸收步驟，且隨后執(zhí)行主要用于分離甲硫醇的吸收步驟。
[0012]選擇性吸收工藝
[0013]—種用液體吸收劑從粗合成氣體流選擇性和逐步分離伴生氣體的工藝，所述液體吸收劑被逆流引導(dǎo)通過(guò)所有處理步驟且經(jīng)由再生裝置被循環(huán)，其中在其中一個(gè)選擇性吸收步驟中，主要分離H2S和⑶S，且在下一步驟中，在氣體的流動(dòng)方向上主要分離C02，并且在最后步驟中實(shí)行伴生氣體殘余物的分離(精洗)，其特征在于:在分離H2S和COS之前，執(zhí)行主要用于分離芳烴的吸收步驟，且隨后執(zhí)行主要用于分離甲硫醇的吸收步驟。
[0014]在第一吸收步驟中，在氣體流動(dòng)方向上，從粗合成氣體主要分離如苯的芳烴以及高級(jí)烴、NH3、HCN、噻吩、硫醇和其它高溶解度的組分。用水清洗被加載的吸收劑(在大多數(shù)情況下是甲醇)，其中形成在處理工藝中排放的含水石腦油相用于進(jìn)一步處理。清洗后，通過(guò)精餾殘留水和通過(guò)減壓且隨后通過(guò)加熱來(lái)從溶解氣體中釋放吸收劑。由于被分離的氣體還含有硫醇，還可有利地將被分離的氣體提供至硫回收裝置。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)選方面
[0016]下面參照標(biāo)準(zhǔn)吸收工藝以及選擇吸收工藝描述本發(fā)明的優(yōu)選方面，除非另有說(shuō)明，其與各自的方面相關(guān)聯(lián)。
[0017]本發(fā)明優(yōu)選方面的特征在于經(jīng)由填充床且/或經(jīng)由規(guī)整填料實(shí)行所述粗合成氣體與所述吸收劑之間的接觸。在該方法中，取得氣體與吸收劑之間的良好接觸。關(guān)于填充床或填料的尺寸或充填物外觀(guān)以及工藝參數(shù)可容易地適用于每個(gè)吸收階段的預(yù)期吸收任務(wù)。
[0018]本發(fā)明的另一優(yōu)選方面的特征在于使用甲醇作為吸收劑。對(duì)大多合成氣體伴生氣體來(lái)說(shuō)，甲醇具有高和強(qiáng)烈的溫度依賴(lài)性吸收能力。由于強(qiáng)烈的溫度依賴(lài)性，可通過(guò)加熱將其再次容易地從氣體釋放。
[0019]本發(fā)明的另一優(yōu)選方面的特征在于以在20和40巴之間的壓力下執(zhí)行吸收。由此采用合成氣體產(chǎn)生工藝的壓力水平，以不必執(zhí)行特別的壓力增加或壓力降低。另外，通過(guò)簡(jiǎn)單地降低壓力，一部分被吸收氣體，更具體地為CO2可被容易地再次從吸收劑分離。
[0020]本發(fā)明的另一優(yōu)選方面的特征在于通過(guò)降低所述吸收劑中的壓力且/或用氮?dú)馄醽?lái)實(shí)行在所述再生裝置中分離C02。通過(guò)用氮?dú)馄?，可從吸收劑移除CO2的殘余物，以在隨后的從吸收劑分離含硫組分期間，使CO2殘余物不與這些組分相混合且在硫回收裝置中不破壞其處理工藝。
[0021]本發(fā)明的另一優(yōu)選方面的特征在于:通過(guò)熱再生，實(shí)行在用于分離硫醇的步驟中以及在用于分離H2S與COS的步驟中從被加載的所述吸收劑分離硫醇、H2S與COS。通過(guò)加熱吸收劑可容易和有效地分離這些含硫組分。在很多情況下，在經(jīng)濟(jì)上適宜稍后向硫回收裝置提供分離的硫醇、H2S與COS。
[0022]本發(fā)明的另一優(yōu)選方面的特征在于:在芳烴分離步驟中加載的所述吸收劑被用水清洗以用于再生，然后通過(guò)用水精餾且然后通過(guò)減壓和隨后的加熱被從氣體釋放。通過(guò)用水清洗，呈石腦油相形式的烴和其它伴生組分被從吸收劑分離，否則它們會(huì)被富集和過(guò)早地使吸收劑失效。
[0023]本發(fā)明的另一優(yōu)選方面的特征在于:在用于分離芳烴的吸收步驟中使用的所述吸收劑的量小于用于分離甲硫醇的吸收步驟中使用的所述吸收劑的量。通過(guò)這種方法，僅分離了一小部分甲硫醇與芳烴以及高級(jí)烴，而在單獨(dú)的步驟中分離主要量的甲硫醇。結(jié)果，主要量的加載有甲硫醇的吸收劑不需要經(jīng)受水洗。
[0024]本發(fā)明的另一優(yōu)選方面的特征在于通過(guò)煤的固定床壓力氣化來(lái)獲得所述粗合成氣體流。更具體地，通過(guò)固定床壓力氣化工藝汽化煤的過(guò)程中，所述雜質(zhì)、即如甲硫醇這樣的硫醇以及芳烴以較顯著的濃度呈現(xiàn)，以使根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用提供特別的優(yōu)點(diǎn)。
[0025]本發(fā)明還包括用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的工藝的裝置，其特征在于:用于在氣體流動(dòng)方向上執(zhí)行開(kāi)始兩個(gè)吸收步驟的裝置包括兩階段預(yù)洗滌器或兩個(gè)空間分開(kāi)的預(yù)清洗階段。在氣體流動(dòng)方向上，預(yù)洗滌器的第一階段或第一預(yù)清洗階段被設(shè)計(jì)為用于主要分離芳烴，且第二階段被設(shè)計(jì)為用于主要分離硫醇，更具體地甲硫醇。
[0026]示例性的實(shí)施例
[0027]根據(jù)如下對(duì)示例性的實(shí)施例和附圖的詳細(xì)描述可得到本發(fā)明的進(jìn)一步特征、優(yōu)點(diǎn)和可能的應(yīng)用。無(wú)論它們包含在權(quán)利要求中或它們的背景文獻(xiàn)中，描述和/或圖示的