从气体中除去二氧化碳的方法技术

本发明专利技术提供一种从气体中除去ＣＯ２的方法，该方法包括以下步骤：（ａ）通过使气体与吸收液在吸收器中接触获得富含ＣＯ２的吸收液和纯化气体，从气体中除去ＣＯ２；（ｂ）加热富含ＣＯ２的吸收液；（ｃ）使加热的富含ＣＯ２的吸收液与汽提气在再生器中在升高的温度下接触，获得再生的吸收液和富含ＣＯ２的热气流；其中至少部分富含ＣＯ２的吸收液通过与富含ＣＯ２的热气流外部热交换进行加热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种从气体中除去二氧化碳(CO2)的方法。
技术介绍
在最近几十年期间，排放到大气的CO2量显著全球性增长。由于CO2的“温室气体” 性能，有助于全球变暖，因此CO2排入大气被认为是有害的。按照京都议定书，必须减少CO2 排放以防止或抵抗不需要的气候变化。CO2排放的最大来源是化石燃料例如煤或天然气燃 烧用于发电，和使用石油产品作为运输以及加热燃料。这些过程导致产生包含CO2的气体。 因此，在这些气体排入大气之前希望除去至少部分co2。从气体中除去CO2的方法是现有技术已知的。例如，在ΕΡ0，744，987中描述了 一种除去和防止CO2排入大气的方法。在ΕΡ0，744，987所述的方法中，使CO2从排出燃 气轮机的废气转移到吸收液，随后在升高的温度下再生使被吸收的CO2从吸收液中释放。 ΕΡ0, 744, 987中所述的方法的严重缺陷是高能耗，导致较低的总能量输出。为了提高效率， 使排出燃气轮机的废气通过热回收蒸汽发生器，制得高压蒸汽和低压蒸汽。低压蒸汽用于 实现吸收液再生所需的升高的温度。尽管这导致较好的总效率，但需要额外的设备。因此，仍然需要一种从气体中除去CO2的简单、能量有效的方法。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种从气体中除去CO2的方法，该方法包括以下步骤(a)通过使气体与吸收液在吸收器中接触获得富含CO2的吸收液和纯化气体，从气 体中除去CO2;(b)加热富含CO2的吸收液；(C)使加热的富含CO2的吸收液与汽提气在再生器中在升高的温度下接触，获得再 生的吸收液和富含CO2的热气流；其中至少部分富含CO2的吸收液通过与富含CO2的热气流 外部热交换进行加热。这里使用的外部热交换是指将富含CO2的热气流从再生器引入至少一个热交换 器，其中从富含CO2的热气流回收热量并且将回收的热量用于再生步骤的情形。该方法使得能够使用吸收液简单并且更能量有效地除去CO2,因为用于温热富含 CO2的吸收液的部分热量需求由富含CO2的热气流提供。据信，通过使存在于富含CO2的热 气流中的蒸汽至少部分冷凝来传递热量需求。适宜地，本方法使得总能量效率提高5-25 %， 优选 10-25% ο附图说明现在将仅仅举例并且参照附属的非限定性附图来描述本专利技术的实施方案，其中图1是根据本专利技术的一个实施方案的从气体中除去CO2的方法的流程图。用于本 说明书的目的，单个附图标记将分配给管线以及管线中携带的物流。具体实施例方式在步骤(a)中，通过使气体与吸收液在升高的压力下，适宜地在吸收器中接触除 去C02。在图中，气体通过管线1引入吸收器2。适宜地，在气体是烟道气的情形中，吸收在 相对低的温度和相对低的压力下进行。适宜地，在进入吸收器前使气体冷却。该方法适用于任何包含CO2的气体。例如，待处理的气体可以是天然气，例如通过 烃例如甲烷、天然或伴生气、石脑油、柴油和液体渣油部分的(催化)部分氧化和/或蒸汽 甲烷转化得到的合成气，来自煤气化的气体，焦炉煤气，炼厂气，氢气和含氢气体，以及烟道 气。适宜地，气体包含0. 25-70% (ν/ν)的 CO2，优选 1-45% (ν/ν)。在气体是烟道气的情形中，CO2的量通常较低，适宜地为0. 25-20% (ν/ν)并且气 体将通常还包含氧气，优选为0. 25-20% (ν/ν)，更优选0. 5-15% (ν/ν)，仍然更优选(ν/ν)。吸收液可以是能够从气流中除去CO2的任何吸收液。这类吸收液可以包括化学溶 剂或者化学和物理溶剂的组合。合适的化学溶剂包括氨和胺化合物。一种优选的吸收液包含一种或多种胺。发现胺尤其适合于从气体中除去C02。胺可以是单种伯或仲或者叔胺，优选来源于乙醇胺，或者可以是伯或仲胺和/或 叔胺的混合物。优选地，一种或多种胺选自单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、二甘醇胺(DGA)、甲 基二乙醇胺(MDEA)、三乙醇胺(TEA)、N，N' -二(羟基烷基)哌嗪、N，N，N' ,N'-四(羟 基烷基)-1，6_己二胺和叔烷基胺磺酸化合物。MEA是尤其优选的胺，这归因于其吸收相对高百分比的C02(每体积MEA的CO2体 积)的能力。因此，包含MEA的吸收液适合于从具有低CO2浓度，典型地为3-10% (v/v) CO2 的气体中除去CO2。优选地，N，N' -二(羟基烷基)哌嗪是N，N' -二 - (2-羟基乙基)哌嗪和/或 N, N' -二-(3-羟基丙基)哌嗪。优选地，四(羟基烷基)-1，6_己二胺是Ν，Ν，Ν'，Ν'-四(2-羟基乙基)_1，6_己 二胺和/或Ν，Ν，Ν' ,N'-四(2-羟基丙基)-1，6-己二胺。优选地，叔烷基胺磺酸化合物选自4-(2_羟基乙基)-1_哌嗪乙烷磺酸、4-(2_羟 基乙基)-1_哌嗪丙烷磺酸、4-(2-羟基乙基)哌嗪-1-(2-羟基丙烷磺酸)和1，4_哌嗪二 (磺酸)。尤其优选的吸收液包含伯或仲胺与叔或位阻胺的混合物。合适的叔或位阻胺已在 上文描述。伯或仲胺化合物适宜地具有低于5. 5，优选低于5，更优选低于4. 5的pKb (在水 中在25°C下)。较低的pKb导致改进的方法，表现形式为增加的CO2吸收。尤其优选的仲 胺是哌嗪。在气流包含明显量的氧气，适宜地为1-20% (ν/ν)氧气的情形中，优选将腐蚀抑 制剂加入吸收液。合适的腐蚀抑制剂例如描述于US6，036，888中。将理解的是用于吸收(步骤a)的条件尤其取决于使用的吸收液的种类。在吸收液包含胺的情形中，步骤(a)适宜地在15-90°C的温度下，优选在至少 200C，更优选25-80°C，仍然更优选40-65°C，并且甚至仍然更优选在约55°C的温度下进行。在吸收液包含氨的情形中，适宜地吸收步骤在低于环境温度，优选0-10°C，更优选 2-8 °C的温度下进行。在吸收液包含胺的情形中，步骤(a)适宜地在10-150巴，尤其为25_90绝压巴(ba ra)的压力下进行。步骤(a)得到纯化气体和富含CO2的吸收液。适宜地，超过80%，优选超过90% 并且更优选超过95%的CO2被除去。当纯化气体包含低浓度的CO2时，其这时可以排入大 气或者在别处使用。在步骤(b)中，适宜地使用步骤(C)的再生吸收液将富含CO2的吸收液加热。该加 热步骤效果是将富含CO2的吸收液带至接近于富含CO2的吸收液将进行再生的温度或者该 温度范围内。适宜地，步骤(b)通过富含CO2的吸收液与热的气体或液体热交换进行。正如 将在下文中解释的，使用来自在再生步骤中产生的包含CO2的热汽提气的热量实现步骤(b) 的至少部分热量需求。在步骤(c)中，使加热的富含CO2的吸收液(通过图中的管线8传送)与汽提气在 再生器(图中的9)中在升高的温度下接触，获得再生的吸收液和富含二氧化碳的气流。在 图中，富含CO2的气流通过管线10从再生器引入热交换器11。将理解的是用于再生的条件尤其取决于吸收液的类型和用于吸收步骤的条件。适 宜地，再生在与吸收不同的温度和/或不同的压力下进行。再生步骤适宜地在比吸收步骤 中使用的更高温度下进行。在吸收液包含胺的情形中，优选的再生温度为100-200°C。在吸收液包含含水胺的 情形中，再生优选在l_5ba ra的压力下进行。当使用包含氨的吸收液时，排出再生器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从气体中除去ＣＯ↓［２］的方法，该方法包括以下步骤：（ａ）通过使气体与吸收液在吸收器中接触获得富含ＣＯ↓［２］的吸收液和纯化气体，从气体中除去ＣＯ↓［２］；（ｂ）加热富含ＣＯ↓［２］的吸收液；（ｃ）使加热的富含ＣＯ↓［２］的吸收液与汽提气在再生器中在升高的温度下接触，获得再生的吸收液和富含ＣＯ↓［２］的热气流；其中至少部分富含ＣＯ↓［２］的吸收液通过与富含ＣＯ↓［２］的热气流外部热交换进行加热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A埃克斯里奥格鲁，FH格泽布洛克，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]