本发明专利技术涉及通过化学、物理或混合吸收要去除的化合物来处理气体的设备和方法，其至少包含：a）通过使要处理的气体与贫溶剂接触以获得经处理的气体和富溶剂进行的吸收步骤；b）任选的通过中压闪蒸进行分离的步骤；c）在第一热交换器中在冷的富溶剂的部分与热的贫溶剂之间的热交换的步骤；d）在第二热交换器中在冷的富溶剂的互补部分与热的气态流出物之间的热交换的步骤；e）任选的通过低压闪蒸进行的分离的步骤；f）通过在再沸器中加热再生富溶剂的步骤；g）通过低压闪蒸进行分离的步骤；h）冷却贫溶剂。溶剂。溶剂。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】采用热优化的热闪蒸溶剂再生的通过吸附处理气体的方法
[0001]本专利技术涉及气体处理领域，本专利技术更特别涉及采用热闪蒸溶剂再生通过吸附（化学、物理或混合）处理气体的方法。这种类型的再生通常限于溶剂的部分再生被认为足以满足经处理的气体的规格的应用。
[0002]目标领域由此基本上是脱二氧化碳的情况（天然气、沼气、合成气，从来自焚化炉、燃煤电站、高炉等的工业烟气中捕获CO2）。
[0003]涉及所谓严格规范（H2S、COS、硫醇、SO
x
、NO
x
等）的情况通常需要通过蒸汽夹带效应（更通常称为蒸汽汽提，即通过使用惰性气体夹带来提取挥发性化合物的过程）在再生器中获得更高水平的溶剂再生以达到所需品质的废溶剂的装置。热闪蒸再生模式通常证实不适用于这些情况。
现有技术
[0004]采用溶剂，优选采用胺通过吸收处理气体的设备常规由两个化学反应器组成：吸收器和再生器。在吸收器中，向下流动的溶剂遇到向上流动的气态混合物，并与其中所含的酸性气体结合。“增甜的”气态混合物离开吸收器，其释放要去除的化合物，并且“富”溶剂携带酸性气体。在再生器中，富溶剂可以通过汽提，即在汽提塔（蒸发器）和锅炉中连续加热以蒸发(evacuate)富酸蒸气来再生，或通过热闪蒸，即直接通入再沸器，随后进行热闪蒸以使其释放解吸的气态化合物来再生。该溶剂——“贫”酸性气体——由来自吸收器的富溶剂冷却。冷的贫溶剂可以随后返回吸收器以洗涤该气体。
[0005]与任何过程一样，通过吸收处理气体的方法的挑战是设备的资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）。采用简单的热闪蒸再生的吸收方法是本领域技术人员已知的，并在一定程度上解决了这些挑战：与需要通过汽提再生的工艺相比，资本支出是有限的（首先没有再生塔），并且该工艺消耗的能量（再沸器功率）可以大大降低（这是该工艺的运营支出中的主要项目）。
[0006]热闪蒸再生模式通常限于低水平的溶剂再生就足够了的应用领域。或者说，满足处理气体中的目标规格不需要贫溶剂中非常低的酸性气体（CO2、H2S）残余量（在具有宽松规格的脱二氧化碳的情况下：天然气、沼气、从工业烟气中捕获CO2等）。
[0007]与这种热闪蒸再生模式相关的热集成通常是有限的。它采用原料/流出物热交换器的装置形式，所述热交换器能够由离开再生工段的热的贫溶剂来重新加热来自吸收工段的冷的富溶剂。图2中给出了一个实例（稍后在详述中详细说明），用于以气体管道规格（通常为2.5体积%的CO2）为目标的天然气脱二氧化碳的情况。在该实例中，来自再生工段的热的、水饱和的CO2流出物中的热能没有得到有效利用。来自冷却气态流出物的热量通常使用冷却塔或水冷却器来消散。
[0008]对沼气清洁应用，Hitachi Zosen Inova（HZI）建议回收来自CO2流出物的热量和来自热的贫溶剂的热量（参见图3，稍后在说明书中详细描述）。但是，建议的交换器布置不被认为是最佳的。原因在于所述的CO2/富溶剂交换器的选址（即在富溶剂/贫溶剂交换器的
上游）减少了来自贫溶剂的热量回收，并因此对该工艺的热集成不利。
[0009]文献WO 2019/053367（Air Liquide）又提出，同样对沼气清洁应用，使用热泵（HP）以减少工艺中的热消耗。但是，该过程的电力消耗和设备的资本支出（由于热泵的压缩机）大大提高。
[0010]因此可以看出，迄今为止对以下问题尚没有完全令人满意的解决方案：在不提高电力消耗和设备的资本支出的同时显著降低吸附过程中的热消耗。
[0011]本专利技术通过提出用于溶剂再生的热闪蒸并结合改进的热集成来解决该技术问题。下面详细描述本专利技术。
[0012]在下面的描述中，术语“热交换器”或更简单的“交换器”是指能够将热能由一种流体转移至另一流体而不混合流体的任何装置。热交换可以经由分隔流体的交换表面间接地发生。在这种情况下，热流跨越分隔该流体的交换表面。
[0013]在下面的描述中，除非另行说明，压力是以巴表示的绝对压力。
[0014]专利技术概述本专利技术涉及通过化学、物理或混合吸收要去除的化合物来处理气体的方法，其至少包括：a）在吸收器1中吸收所述要去除的化合物的步骤，其通过使要处理的气体料流101与温度优选为20至60℃的溶剂料流，称为“贫溶剂”117接触以获得经处理的气体102和富含要去除的化合物的溶剂，称为“富溶剂”103；b）在中压闪蒸容器2中任选分离富溶剂103以解吸共吸收的化合物106并提供温度优选为40至80℃的冷的富溶剂104的步骤；c）冷的富溶剂料流104的部分104A与热的贫溶剂料流110之间在热交换器3A中热交换以获得温度优选为60至170℃、非常优选为100至130℃的重新加热的富溶剂料流105A和温度优选为45至90℃、非常优选为60至90℃的冷却的贫溶剂料流115的步骤；d）冷的富溶剂料流104的互补部分104B与热的解吸气体流出物112之间在热交换器3B中热交换以获得温度优选为60至170℃、非常优选为100至130℃的重新加热的富溶剂料流105B和温度优选为45至90℃、非常优选为60至90℃的冷却的解吸气体料流113的步骤，所述热的解吸气体流出物112对应于来自步骤g）中的闪蒸分离的解吸气体料流111和来自步骤e）中的任选闪蒸分离的气态化合物料流107；e）在热集成步骤出口处，在低压闪蒸容器4中任选分离重新加热的富溶剂料流105A和105B的步骤，能够分离温度优选为60至170℃、非常优选为100至130℃的气态化合物107和温度优选为60至170℃、非常优选为100至130℃的富溶剂料流108；f）通过在再沸器5中在优选为70至180℃的温度下加热来再生该富溶剂108以获得双相再生溶剂109的步骤；g）在低压闪蒸容器6中分离双相再生溶剂109的步骤，能够分离温度优选为70至180℃、非常优选为110至140℃的热的贫溶剂料流110和温度优选为70至180℃、非常优选为110至140℃的包含解吸气体形式的要去除的化合物的气态料流111；h）最终冷却该冷却的贫溶剂115以获得温度优选为20至60℃的完全冷却的贫溶剂料流116，以备再次以贫溶剂料流117形式进料至吸收器1。
[0015]送至热交换器3A的冷的富溶剂料流的部分104A可以占总富溶剂料流的0.5重量%
至50重量%、优选5重量%至40重量%。
[0016]步骤b）中在中压闪蒸容器中的分离可以在高于低压闪蒸容器中的分离的压力下进行，该压力为3至10巴、优选5至10巴、非常优选5至7巴。
[0017]步骤e）和g）中在低压闪蒸容器中的分离可以在0至9巴、优选1至4巴的压力下进行。
[0018]在一个实施方案中，步骤e）和g）中在低压闪蒸容器中的分离在1至4巴的相同压力下进行，并且步骤b）中在中压闪蒸容器中的分离在5至10巴的压力下进行。
[0019]在一个实施方案中，步骤f）中在再沸器中的加热和步骤g）中在低压闪蒸容器中的分离在严格为0至1巴的压力下进行本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.通过化学、物理或混合吸收要去除的化合物来处理气体的方法，其至少包括：a）在吸收器（1）中吸收所述要去除的化合物的步骤，其通过使要处理的气体料流（101）与温度优选为20至60℃的溶剂料流，称为“贫溶剂”（117）接触以获得经处理的气体（102）和富含要去除的化合物的溶剂，称为“富溶剂”（103）；b）在中压闪蒸容器（2）中任选分离富溶剂（103）以解吸共吸收的化合物（106）并提供温度优选为40至80℃的冷的富溶剂（104）的步骤；c）冷的富溶剂料流（104）的部分（104A）与热的贫溶剂料流（110）之间在热交换器（3A）中热交换以获得温度优选为60至170℃、非常优选为100至130℃的重新加热的富溶剂料流（105A）和温度优选为45至90℃、非常优选为60至90℃的冷却的贫溶剂料流（115）的步骤；d）冷的富溶剂料流（104）的互补部分（104B）与热的解吸气体流出物（112）之间在热交换器（3B）中热交换以获得温度优选为60至170℃、非常优选为100至130℃的重新加热的富溶剂料流（105B）和温度优选为45至90℃、非常优选为60至90℃的冷却的解吸气体料流（113）的步骤，所述热的解吸气体流出物（112）对应于来自步骤g）中的闪蒸分离的解吸气体料流（111）和来自步骤e）中的任选闪蒸分离的气态化合物料流（107）；e）在热集成步骤出口处，在低压闪蒸容器（4）中任选分离重新加热的富溶剂料流（105A）和（105B）的步骤，能够分离温度优选为60至170℃、非常优选为100至130℃的气态化合物（107）和温度优选为60至170℃、非常优选为100至130℃的富溶剂料流（108）；f）通过在再沸器（5）中在优选为70至180℃的温度下加热来再生所述富溶剂（108）以获得双相再生溶剂（109）的步骤；g）在低压闪蒸容器（6）中分离双相再生溶剂（109）的步骤，能够分离温度优选为70至180℃、非常优选为110至140℃的热的贫溶剂料流（110）和温度优选为70至180℃、非常优选为110至140℃的包含解吸气体形式的要去除的化合物的气态料流（111）；h）最终冷却所述冷却的贫溶剂（115）以获得温度优选为20至60℃的完全冷却的贫溶剂料流（116），以备再次以贫溶剂料流（117）形式进料至吸收器（1）。2.如权利要求1中所要求保护的方法，其中送至热交换器（3A）的冷的富溶剂料流的部分（104A）占总富溶剂料流的0.5重量%至50重量%、优选5重量%至40重量%。3.如前述权利要求之一中所要求保护的方法，其中步骤b）中在中压闪蒸容器中的分离在高于低压闪蒸容器中的分离的压力下进行，所述压力为3至10巴、优选5至10巴、非常优选5至7巴。4.如前述权利要求之一中所要求保护的方法，其中步骤e）和g）中在低压闪蒸容器中的分离在0至9...
【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。