低压再吸收器制造技术

将低压再吸收器与富硫溶剂闪蒸罐或富硫溶剂汽提塔集成在溶剂酸性气体脱除法中，这为下游硫回收单元提供足够的硫浓度。在本发明专利技术的另一方面中，使用在比贫溶剂料流低的温度下的含二氧化碳或富二氧化碳的气体料流冷却这些贫溶剂料流，然后任选冷却其它工艺料流，以节省能量消耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对在先国家申请的优先权要求本申请要求2014年6月30日提交的美国申请No.62/019,373的优先权。专利技术背景本专利技术涉及从含有酸性气体的气体混合物，如合成气体(合成气)或天然气中除去酸性气体-二氧化碳(CO2)和含硫组分，如硫化氢(H2S)和羰基硫(COS)，它们简称为硫组分或硫。在通过溶剂脱除酸性气体的方法中，下游硫回收单元要求生成的酸性气体料流中的指定硫浓度。为了满足酸性气体料流的硫规格，在酸性气体脱除单元中使用用于富集酸性气体料流中的硫含量的设备，如富硫溶剂闪蒸罐、具有产物气体汽提的浓缩器和两者的组合。例如，在US2013/0036911中，提供具有两个闪蒸罐以富集酸性气体的合成气处理配置以产生具有Claus硫回收单元所要求的40摩尔％或更高的H2S的酸性气体料流。再吸收器的主要概念在于，在再吸收器的底部通过用汽提气体，如来自富硫溶剂闪蒸罐顶部的闪蒸气(富闪蒸气)和氮气汽提出二氧化碳而浓缩来自硫吸收器底部的富硫溶剂中的硫含量，这产生富CO2气体(浓缩器的功能)，并在再吸收器顶部中通过与溶剂接触而吸收富CO2气体中的硫组分(再吸收功能)。再吸收器设计优于传统富硫溶剂闪蒸罐/浓缩器设计的优点在于再吸收器的塔顶产物作为CO2产物排出或输出而非再循环回硫吸收器，这避免与来自富硫闪蒸罐/浓缩器的再循环气体造成的硫吸收器和二氧化碳吸收器(如果配备)的吞吐量的提高相关的额外资本和运行成本。本专利技术还涉及通过溶剂脱除酸性气体的方法中的热集成。在这些类型的方法中，各种含二氧化碳的气体料流可具有极低温度。可以利用这些料流中的冷气体冷却需要低温的单元中的其它工艺料流，如贫溶剂，以减少冷却其它工艺料流所需的设施。专利技术概述提供一种系统和方法，其中再吸收器和富硫溶剂闪蒸罐或富硫溶剂汽提塔在避免使用任何压缩机将富硫溶剂闪蒸罐或富硫溶剂汽提塔的塔顶产物，即富闪蒸气，送往再吸收器的压力下运行并提供明显较低的运行成本。在本专利技术的另一方面中，提供使各种气体料流视需要加热或冷却其它料流的能力最大化并由此显著降低能量要求的配置。附图简述图1显示针对具体情况优化再吸收器压力的研究的结果。图2是根据本专利技术具有与富硫溶剂闪蒸罐集成的低压再吸收器并具有允许各种含CO2或富CO2的气体料流冷却其它料流的配置的酸性气体脱除系统和方法的一个示例性示意图。图3是根据本专利技术具有与富硫溶剂闪蒸罐集成的低压再吸收器并具有允许各种含CO2或富CO2的气体料流冷却其它料流的配置的酸性气体脱除系统和方法的另一示例性示意图。图4是根据本专利技术具有与富硫溶剂汽提塔(或汽提器)集成的低压再吸收器并具有允许各种含CO2或富CO2的气体料流冷却其它料流的配置的酸性气体脱除系统和方法的另一示例性示意图。专利技术详述本专利技术涉及低压再吸收器及其与富硫溶剂闪蒸罐或富硫溶剂汽提塔集成在使用吸收溶剂如聚乙二醇二甲醚、甲醇、碳酸亚丙酯和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)的酸性气体脱除法中。在本申请中，低压意味着不需要压缩机将富硫溶剂闪蒸罐或汽提塔的塔顶气体，即富闪蒸气，送往再吸收器。已对再吸收器运行压力和再吸收器与富硫溶剂闪蒸罐的集成进行优化研究。借助在低压下运行的再吸收器，可以通过在刚好高于再吸收器压力的压力下运行富硫溶剂闪蒸罐以克服富硫溶剂闪蒸罐的塔顶与再吸收器之间的压降来避免任何富闪蒸气压缩机和相关分离罐和冷却器。已经表明，存在最优化的再吸收器运行压力，其平衡满足酸性气体料流中的硫规格所需的氮气汽提气体流速和满足再吸收器塔顶气体中的硫规格所需的溶剂流速。如图1中所示，在使用溶剂和酸性气体中30摩尔％的硫规格的特定情况下，所需氮气流速随再吸收器塔顶压力(图1中的P)提高而线性提高。而决定所需溶剂流速的再吸收器塔顶气体(图1中的排气)中的硫含量在较低压力范围内随再吸收器压力提高而迅速降低，当该压力高于414kPa(60psia)时其变化趋平。因此，414kPa(60psia)是对这种情况而言最佳的(平衡的)再吸收器运行压力。下表显示比较再吸收器和集成的富硫溶剂闪蒸罐的不同压力配置并例示冷却富闪蒸气(或表中的再循环物)(即送回再吸收器的富硫溶剂闪蒸罐的塔顶气体)的作用的另一研究的结果。对于该表中研究的情况，酸性气体料流中的硫规格为30摩尔％且再吸收器塔顶料流(如表中的CO2排气)中的硫规格为16摩尔ppm。从该表中可以看出，在414kPa(60psia)的再吸收器压力和448kPa(65psia)的富硫溶剂闪蒸罐(表中的富闪蒸气)压力和在不冷却再循环气体的情况下(Run2)，满足这些规格所需的氮气汽提流速为230.4kgmol/hr(508lbmol/hr)且所需溶剂流速为742.5kgmol/hr(1637lbmol/hr)。当再吸收器和富硫溶剂闪蒸罐在更低压力—分别386kPa(56psia)和421kPa(61psia)—下运行并且不冷却再循环气体时(Run6)，不需要氮气汽提并且所需溶剂速率仍为742.5kgmol/hr(1637lbmol/hr)，这是最佳配置。富闪蒸气的冷却(这需要富硫溶剂闪蒸罐的更高压力设置以克服富闪蒸气冷却器的压降)在这一特定情况中没有益处。不同情况可能表现不同。这可通过比较Runs1和2和Runs4和5看出。表:在集成再吸收器和富硫溶剂闪蒸罐的最佳压力配置下，对于某些应用例可以避免氮气汽提气体。这种避免以及富闪蒸气压缩机和相关分离罐和冷却器的消除改进酸性气体脱除法的经济性。一个实例表明，通过仅消除氮气汽提，可以实现每年1.3MMUS$的运转费用节省。对于集成再吸收器和富硫溶剂闪蒸罐系统，由于富硫溶剂闪蒸罐的压力高于再吸收器，需要泵将富硫溶剂从再吸收器的底部送往富硫溶剂闪蒸罐并且可能需要从富硫闪蒸罐到再生器的泵。除改进工艺经济性外，消除氮气汽提的使用也使得即使在产物中不允许氮气时，该再吸收器塔顶产物也可作为二氧化碳产物。在一些情况下，完全消除氮气汽提是不可能的，但可以通过如上所示设置再吸收器和富硫溶剂闪蒸罐的压力来优化再吸收器所需的氮气流速和溶剂流速。在酸性气体脱除工艺单元中，含CO2或富CO2的料流——其可包括中压(MP)二氧化碳闪蒸罐塔顶料流、低压(LP)二氧化碳闪蒸罐塔顶料流和再吸收器塔顶料流，可具有极低温度。可以利用这些料流中的冷气体冷却需要低温的单元中的其它工艺料流，如贫溶剂，以减少冷却其它工艺料流所需的设施。在一个实例中，MPCO2闪蒸罐塔顶料流具有-12℃(10.4℉)的温度，LPCO2闪蒸罐塔顶料流具有-17.2℃(1.0℉)的温度，且再吸收器塔顶料流具有-14.8℃(5.4℉)的温度。它们用于将贫溶剂从4.1℃(39.3℉)冷却至1.72℃(35.1℉)。这三个二氧化碳料流和贫溶剂之间的热交换的利用可将贫溶剂激冷器的冷却负荷降低17％。二氧化碳料流(MP二氧化碳闪蒸罐塔顶料流、LP二氧化碳闪蒸罐塔顶料流和再吸收器塔顶料流)在与贫溶剂热交换后的温度仍低(在上述实例中<1.66℃(35℉))。当二氧化碳料流的压力允许时，这些二氧化碳料流可进一步用于冷却其它热工艺料流，例如以冷却二氧化碳再循环料流和富闪蒸气。用二氧化碳料流进一步冷却其它热工艺料流可以完全或部分节省与如果不与二氧化碳料流热交换则冷却这些热工艺料本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用溶剂处理气体料流的方法，其包括将进料气体料流送往硫吸收单元以产生富硫溶剂料流和贫硫气体料流，将富硫溶剂料流送往再吸收器单元，然后送往富硫溶剂闪蒸罐，将来自富硫溶剂闪蒸罐的塔顶气体送往再吸收器单元，和将溶剂料流供入再吸收器单元的顶部以产生贫硫的再吸收器塔顶气体料流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.30 US 62/019,3731.一种使用溶剂处理气体料流的方法，其包括将进料气体料流送往硫吸收单元以产生富硫溶剂料流和贫硫气体料流，将富硫溶剂料流送往再吸收器单元，然后送往富硫溶剂闪蒸罐，将来自富硫溶剂闪蒸罐的塔顶气体送往再吸收器单元，和将溶剂料流供入再吸收器单元的顶部以产生贫硫的再吸收器塔顶气体料流。2.权利要求1的方法，其中将来自硫吸收单元的贫硫气体料流送往二氧化碳吸收段以进一步除去二氧化碳。3.权利要求1的方法，其中所述方法在再吸收器单元中无氮气汽提的情况下运行。4.权利要求1的方法，其中再吸收器单元和富硫溶剂闪蒸罐在不需要压缩机将来自富硫溶剂闪蒸罐的塔顶气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·温，E·P·扎巴克尼克，S·乌拉什阿彻克格兹，周麓波，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：美国;US