酸性气体富集方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种处理含H2S和CO2的流体流的方法，其中：a)在第一吸收器(A1)中在10‑150巴的压力下用再生的H2S选择性吸收剂的第一子流(3.01)处理流体流，获得经处理的流体流(3.03)和负载有H2S的吸收剂(3.04)；b)将负载有H2S的吸收剂通过与再生的H2S选择性吸收剂(3.08)间接热交换(3.07)而加热；c)将加热的负载有H2S的吸收剂(3.09)在低压膨胀容器(LPF)中膨胀至1.2‑10巴的压力，获得富含CO2的第一废气和部分再生的吸收剂(3.11)；d)将部分再生的吸收剂(3.11)在解吸塔中(D)再生，获得富含H2S的废气(3.23)和再生的吸收剂(3.08)；e)将富含H2S的废气(3.23)供入克劳斯单元(CL)，将克劳斯单元的废气供入氢化单元(HY)，获得氢化的克劳斯尾气；f)将氢化的克劳斯尾气和富含CO2的第一废气在第二吸收器(TGA)中在1‑4巴的压力下用再生的H2S选择性吸收剂(3.17)的第二子流(3.18)处理，获得富含CO2的第二废气(3.25)和第二负载有H2S的吸收剂(3.02)；和g)将负载有H2S的第二吸收剂导入第一吸收器中。本发明专利技术进一步涉及一种适于实施该方法的系统。本发明专利技术的特征在于低能量需求。

Acid gas enrichment methods and systems

The present invention relates to a method for dealing with a fluid flow containing H2S and CO2, in which a) processes a fluid flow with a first substream (3.01) of a regenerated H2S selective absorber under the pressure of a regenerated H2S selective absorber in the first absorber (A1) in the first absorber (A1), obtaining a treated fluid flow (3.03) and a absorbent absorbent (3.04) loaded with a load; b) is loaded with a H2S absorbent. Over the regenerated H2S selective absorbent (3.08) indirect heat exchange (3.07) and heating; c) the H2S absorbent (3.09) is expanded to 1.2 of the 10 bar pressure in the low pressure expansion container (LPF), and the first waste gas rich in CO2 and a partially regenerated absorbent (3.11); d) the partially regenerated absorbent (3.11) is in the desorption tower (D). Regeneration, H2S rich gas (3.23) and regenerated absorbents (3.08); E) to supply H2S rich waste gas (3.23) into Claus unit (CL), supply the Claus unit waste gas into the hydrogenated unit (HY), obtain the hydrogenated Claus tail gas; F) the hydrogenated Claus tail gas and the first exhaust gas rich in CO2 in the second absorber (TGA) 1 Under the pressure of 4 bars, second substreams (3.18) of the regenerated H2S selective absorbents (3.17) are treated to obtain second waste gas (3.25) rich in CO2 and second loaded with H2S absorbent (3.02); and G) to import the second absorbents loaded with H2S into the first absorber. The invention further relates to a system suitable for carrying out the method. The present invention is characterized by low energy demand.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】酸性气体富集方法和系统本专利技术涉及一种用于在克劳斯装置中处理含H2S和CO2的流体流且富集酸性气体和回收硫的方法和装置。出于各种原因，从流体流如天然气、炼厂气或合成气中移除酸性气体如CO2、H2S、SO2、CS2、HCN、COS或硫醇是重要的。由于硫化合物在通常由天然气夹带的水中形成具有腐蚀作用的酸，因此必须通过适当的处理措施直接在天然气源处降低天然气中的硫化合物含量。因此，为了在管道中运输天然气或者在天然气液化厂(LNG＝液化天然气)中进一步加工，必须遵守给定的含硫杂质的极限。此外，许多硫化合物即使在低浓度下也具有恶臭和毒性。相对于其他物质，尤其是必须从天然气中移除二氧化碳，因为高浓度的CO2会降低气体的热值。此外，CO2与流体流中经常夹带的水分一起可导致管道和阀门的腐蚀。如果为了运输将天然气液化以得到的LNG(LNG＝液态天然气)，则必须事先将二氧化碳基本上移除。在液态天然气的温度(约-162℃)下，CO2会再升华并损坏装置的零件。另一方面，同样可能的是不希望CO2的浓度过低(例如在供入天然气网的情况下)，因为这可导致气体的热值过高。酸性气体通过使用无机或有机碱水溶液的洗涤操作来移除。当酸性气体溶解在吸收剂中时，与所述碱形成离子。吸收剂可通过减压至较低压力和/或通过汽提而再生，在这种情况下，离子物质逆反应以形成酸性气体和/或通过蒸汽汽提。在再生工艺后，吸收剂可重新使用。将所有酸性气体，尤其是CO2和H2S基本上移除的过程称为“全吸收”。相反，在特定情况下，可能希望相对于CO2优先吸收H2S，例如为了获得下游克劳斯装置的热值优化的H2S/CO2比。在这种情况下，称为“选择性洗涤”。不利的H2S/CO2比由于热值过低而可损害克劳斯装置的性能和效率。克劳斯工艺通常需要30体积％的最低H2S含量。为了在低H2S/CO2比下操作克劳斯装置，必须使用更复杂的工艺方案。例如，可选择分流设置、提高流体流中的氧含量，或者将硫再循环至克劳斯装置的燃烧器中。通过选择和使用选择性吸收剂，可获得相当好的硫化氢相对于二氧化碳的移除选择性。然而，当进料气中的硫化氢与二氧化碳的不利比值导致具有如此低的硫组分含量的酸性气体以至于酸性气体不能再在克劳斯装置中处理时，该选择性是不足的。因此，为了在克劳斯装置加工该“稀释的”酸性气体，需要额外的措施。通常借助第二吸收塔再次用再生的吸收溶液移除存在于酸性气体中的低浓度硫组分来浓缩硫组分，在这种情况下，由于来自第一吸收步骤的酸性气体中的硫化氢相对于二氧化碳的比值已经较好，因此在第二吸收步骤的酸性气体中获得了相应较高浓度的硫组分。WO2005/075056A1描述了一种使用H2S选择性吸收剂从含烃流体流中移除酸性气体的方法。将负载的第一吸收剂在解吸塔中再生。用新鲜吸收剂处理从解吸塔排出的气流的子流，并将第二负载有H2S的吸收剂(thesecondH2S-ladenabsorbent)流与负载有H2S的第一吸收剂流合并。因此，从解吸塔排出的气流的H2S含量增加，并且可将子流供入克劳斯装置中。US5,820,837描述了一种使用H2S选择性吸收剂从含烃流体流中移除酸性气体的方法。将负载的吸收剂在高压减压容器中，然后在低压减压容器中部分再生，然后将其供入解吸塔中。将从低压减压容器获得的富含CO2的气体在吸收器中再次用新鲜吸收剂处理，这提高了从解吸塔排出的气流的H2S含量并且允许将其供入克劳斯装置中。然而，这些程序是能量密集的，且具有高资金成本。本专利技术的目的是指定一种开头所述的具有优化的能量需求的方法以及一种适合实施该方法的装置。该目的通过一种处理含H2S和CO2的流体流的方法实现，其中：a)在第一吸收器中在10-150巴的压力下用再生的H2S选择性吸收剂的第一子流处理流体流以获得经处理的流体流和负载有H2S的吸收剂；b)将负载有H2S的吸收剂通过与再生的H2S选择性吸收剂间接热交换而加热；c)将加热的负载有H2S的吸收剂在低压减压容器中减压至1.2-10巴的压力以获得富含CO2的第一废气和部分再生的吸收剂；d)将部分再生的吸收剂在解吸塔中再生以获得富含H2S的废气和再生的吸收剂；e)将富含H2S的废气供入克劳斯单元，将来自克劳斯单元的废气供入氢化单元以获得氢化的克劳斯尾气；f)将氢化的克劳斯尾气和富含CO2的第一废气在第二吸收器中在1-4巴的压力下用再生的H2S选择性吸收剂的第二子流处理以获得富含CO2的第二废气和第二负载有H2S的吸收剂；和g)将第二负载有H2S的吸收剂导入第一吸收器中。本专利技术还涉及一种用于处理包含H2S和CO2的流体流的装置，包括：a)第一吸收器，其经由第一换热器以流体传输方式连接至解吸塔，以接收来自解吸塔的再生的H2S选择性吸收剂的第一子流，第一吸收器设计成促进H2S和CO2从流体流吸收至再生的H2S选择性吸收剂的第一子流中以获得经处理的流体流和负载有H2S的吸收剂；并且第一换热器设计成通过与来自解吸塔的再生的H2S选择性吸收剂间接热交换而加热负载有H2S的吸收剂；b)低压减压容器，其以流体传输方式连接至第一换热器，且设计成将加热的负载有H2S的吸收剂减压以获得富含CO2的第一废气和部分再生的吸收剂；c)将部分再生的吸收剂导入解吸塔中以获得富含H2S的废气和再生的吸收剂的管线；d)接受富含H2S的废气的克劳斯单元和接受来自克劳斯单元的废气以获得氢化的克劳斯尾气的氢化单元；e)第二吸收器，其以流体传输方式连接至解吸塔，且设计成促进H2S从氢化的克劳斯尾气和富含CO2的第一废气吸收至再生的H2S选择性吸收剂的第二子流中以获得富含CO2的第二废气和第二负载有H2S的吸收剂；f)将第二负载有H2S的吸收剂导入第一吸收器中的管线。除非另有说明，下文的说明和优选方案同样适用于本专利技术的方法和本专利技术的装置。在步骤a)中，使用H2S选择性吸收剂以从流体流吸收H2S且共吸收CO2。在负载有H2S的吸收剂与再生的吸收剂热交换之后，在步骤c)中将CO2作为富含CO2的第一废气从负载有H2S的吸收剂中闪蒸出来。以此方式，负载有H2S的吸收剂的H2S相对浓度增加，并且步骤d)中获得的富含H2S的废气具有可直接供入克劳斯装置的组成。克劳斯尾气和富含CO2的第一废气具有残留的H2S浓度，其不能直接排放到环境中。在本专利技术的方法中，将氢化的克劳斯尾气和富含CO2的第一废气一起在第二吸收器中用新鲜的吸收剂处理。由于吸收剂的吸收容量在其用于第二吸收器后未耗尽，因此将第二负载有H2S的吸收剂导入第一吸收器中，以便耗尽吸收容量。已发现，与具有单独处理氢化的克劳斯尾气的方法相比，在相同分离任务下，所述方法需要更低的再生能量和更低的吸收剂总循环速率。在第一吸收器中，酸性气体在高压下移除；而在第二吸收器中，酸性气体在较低的压力下富集。由于吸附剂的H2S选择性在低压(和相同温度)下通常较高，因此能从待在第一吸收器中处理的流体流中高度移除H2S和CO2，并且能从在第二吸收器中处理的气体中高度选择性地移除H2S。优选地，在第一吸收器中处理流体流之后，负载吸收剂的累积CO2和H2S负载量为至少0.20mol/mol，更优选为至少0.25mol/mol，表示为溶解在吸收剂中的CO2和H2S的摩尔量总和除以与CO2和H2S反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理含H2S和CO2的流体流的方法，其中：a)在第一吸收器中在10‑150巴的压力下用再生的H2S选择性吸收剂的第一子流处理流体流以获得经处理的流体流和负载有H2S的吸收剂；b)将负载有H2S的吸收剂通过与再生的H2S选择性吸收剂间接热交换而加热；c)将加热的负载有H2S的吸收剂在低压减压容器中减压至1.2‑10巴的压力以获得富含CO2的第一废气和部分再生的吸收剂；d)将部分再生的吸收剂在解吸塔中再生以获得富含H2S的废气和再生的吸收剂；e)将富含H2S的废气供入克劳斯单元，将来自克劳斯单元的废气供入氢化单元以获得氢化的克劳斯尾气；f)将氢化的克劳斯尾气和富含CO2的第一废气在第二吸收器中在1‑4巴的压力下用再生的H2S选择性吸收剂的第二子流处理以获得富含CO2的第二废气和第二负载有H2S的吸收剂；和g)将第二负载有H2S的吸收剂导入第一吸收器中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.09 EP 15198708.81.一种处理含H2S和CO2的流体流的方法，其中：a)在第一吸收器中在10-150巴的压力下用再生的H2S选择性吸收剂的第一子流处理流体流以获得经处理的流体流和负载有H2S的吸收剂；b)将负载有H2S的吸收剂通过与再生的H2S选择性吸收剂间接热交换而加热；c)将加热的负载有H2S的吸收剂在低压减压容器中减压至1.2-10巴的压力以获得富含CO2的第一废气和部分再生的吸收剂；d)将部分再生的吸收剂在解吸塔中再生以获得富含H2S的废气和再生的吸收剂；e)将富含H2S的废气供入克劳斯单元，将来自克劳斯单元的废气供入氢化单元以获得氢化的克劳斯尾气；f)将氢化的克劳斯尾气和富含CO2的第一废气在第二吸收器中在1-4巴的压力下用再生的H2S选择性吸收剂的第二子流处理以获得富含CO2的第二废气和第二负载有H2S的吸收剂；和g)将第二负载有H2S的吸收剂导入第一吸收器中。2.根据权利要求1所述的方法，其中在离开第一吸收器之后并且在低压减压容器中减压之前，将负载有H2S的吸收剂在高压减压容器中减压至5-20巴的压力。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中通过与再生的H2S选择性吸收剂间接热交换而加热部分再生的吸收剂，并且获得部分冷却的再生的吸收剂，将部分冷却的再生的吸收剂用于通过间接热交换加热负载有H2S的吸收剂。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在第二吸收器中处理之前，单独地或组合地冷却富含CO2的第一废气和氢化的克劳斯尾气。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将第二负载有H2S的吸收剂在再生的H2S选择性吸收剂的第一子流的进料点下方导入第一吸收器中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中H2S选择性吸收剂包含至少一种选自叔胺和位阻胺的胺的水溶液。7.根据权利要求6所述的方法，其中H2S选择性吸收剂包含甲基二乙醇胺的水溶液。8.根据权利要求6...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·因格拉姆，G·福尔贝格，G·西德尔，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE