本发明专利技术用于从合成气流中除去二氧化碳和硫化氢。提供部分循环回流以冷却离开该二氧化碳吸收器底部的一部分溶剂。这能够降低溶剂循环速率和相关设备尺寸。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却半贫物理溶剂的二氧化碳吸收器部分循环回流
技术介绍
本专利技术涉及使用物理溶剂(例如聚乙二醇的二甲醚，DMPEG)处理被污染的气体 (例如来自气化过程的被污染的天然气或合成气)、以在降低的能量和资本需求下浓缩和 除去二氧化碳和硫化氢的方法。在从合成气流中分别除去硫化氢和二氧化碳的现有技术设计中，使闪蒸再生的半 贫溶剂在二氧化碳吸收器的底部与一个或多个较低压闪蒸鼓之间循环。以从流经该二氧化 碳吸收器的合成气中除去二氧化碳。这种半贫溶剂(其含有相对少量的二氧化碳)在这种 类型的设计中可以具有过大的流速。将该溶剂冷却至在-30°C (-22° F)和15°C (59° F) 之间的温度提高了溶剂能力，并降低了所需溶剂流速，但由于所涉及的高制冷负荷和大设 备尺寸，将这种流直接冷却至低温在经济上不吸引人。运作中的商业装置中的目前实践在 二氧化碳吸收器的底部附近使用全抽出塔盘，其中从该塔中提取出流下该塔的所有荷载溶 剂，并在进入二氧化碳吸收器的底部贮槽区之前将其泵入制冷交换器，在此将其与离开上 游硫化氢吸收器的气体混合并用该气体冷却。这种全抽出模式有效降低了二氧化碳吸收器 的底部贮槽区中荷载溶剂的温度，并在通过一系列闪蒸鼓闪蒸再生该溶剂时，通过从该溶 剂中闪蒸出的二氧化碳的冷却效应进一步降低该半贫溶剂温度。由于这种半贫溶剂的较低 温度提高该溶剂吸收二氧化碳的能力，可以降低溶剂流速。在连续二氧化碳闪蒸之前通过 制冷来冷却该溶剂能使最终闪蒸鼓中的温度低于不这样做的典型制冷交换器中的实用温 度。这种设计的负面性在于，该全抽出塔盘显著提高二氧化碳吸收器切线长度，增加塔内件 成本，由于需要专用泵而增加该单元的设备数，并显著增加该单元的溶剂存量。用于现有技 术设计的混合器/交换器也非常大，并且难以设计成具有可预测和令人满意的性能。这种 混合器/交换器的操作也令人担忧。专利技术概要本专利技术涉及溶剂的部分循环回流。代替从抽出塔盘中抽取，用于循环回流的溶剂 是从离开塔底部贮槽区的主流的分支中分离出来的。使用用于将荷载溶剂送往硫化氢吸收 器的现有泵设施从二氧化碳吸收器的底部泵出所述荷载溶剂，并在与用于供给硫化氢吸收 器的荷载溶剂共享的交换器中冷却。就在冷却至大约5°C F)后，分离出该溶剂的循 环回流部分，并在送往二氧化碳吸收器的底部贮槽区之前送往静态混合器，在此将其与来 自硫化氢吸收器顶部的气体混合。该循环回流中的溶剂流速取决于闪蒸再生区的最终闪蒸 鼓中所需的温度。提高循环回流流速会降低二氧化碳吸收器底部温度和最终闪蒸温度。可 实现低至-30°C (-22° F)的温度而不降低单元中所用的制冷剂的所需温度或不增加任何 附加的泵、交换器或不显著提高二氧化碳吸收器的切线长度。附图简述该图显示了使用物理溶剂处理合成气流或其它气流以除去和浓缩二氧化碳和硫 化氢的流程图。专利技术详述本专利技术使用物理溶剂从气流中除去杂质，例如硫化氢和二氧化碳。本专利技术中所用 的代表性物理溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇的二烷基醚、磷酸三丁酯、环丁砜、碳酸 亚丙酯、甲醇、链烷醇吡啶和环丁砜(二氧化四氢噻吩)。丙二醇的二甲醚是优选溶剂。附图显示了本专利技术的一个实施方案。可以看到，已经过变换反应器的合成气流1 经由进料/产物交换器4通向管线8，然后进入含溶剂的硫化氢吸收器10的底部，该溶剂接 触该合成气流以除去硫化氢和其它硫化合物。流12离开硫化氢吸收器10，并含有提高的硫 化氢浓度。流12然后通往硫再生区14，从中除去硫化氢，以如流16所示从该系统中回收。 可以看到，第二流观离开硫化氢吸收器10的顶部，然后进入静态混合器30以与冷却的荷 载溶剂流78混合，合并的流然后经管线32进入二氧化碳吸收器34的底部。载有二氧化碳 的溶剂流38离开二氧化碳吸收器34的底部，并分离成继续进入一系列闪蒸鼓的流39和作 为部分循环回流的一部分的流68。可以看到，流68由荷载溶剂泵70泵入管线72，然后泵 入荷载溶剂冷却器74到管线76。将流76分成流79和流78，流79进入硫化氢吸收器10 顶部，流78被送往静态混合器30以与第二流观合并。可以看到，流39通往高闪蒸压CO2 闪蒸鼓40，管线42供二氧化碳离开，且溶剂经管线44通往中闪蒸压二氧化碳闪蒸鼓46，二 氧化碳经管线48离开，且溶剂继续在管线50中送往低闪蒸压(X)2闪蒸鼓52，二氧化碳如所 示经管线M离开，所得半贫溶剂经管线56通往半贫溶剂泵58到管线60，然后如所示返回 二氧化碳吸收器34。纯化的合成气离开二氧化碳吸收器34的顶部以经管线36通往进料产 物交换器4到管线6，然后按需要进一步加工。还可看出，流62从硫再生区14经贫溶剂冷 却器64通往管线66，然后通往二氧化碳吸收器34。管线18从硫再生区14通往循环压缩 机20到管线22、再循环气体冷却器M和管线沈，到硫化氢吸收器10。与完全不使用该部分循环回流相比，使用本专利技术的部分循环回流能将半贫流速和 相关设备尺寸降低10-15%。本专利技术不需要附加的泵或附加的有问题的交换器就提供较低 温度及较低的所需溶剂流速，或在相同流速下提供较高的能力。权利要求1.净化气流的方法，包括a)使气流通过二氧化碳吸收器单元，在此使所述气流与溶剂接触，以除去二氧化碳并 产生具有降低的二氧化碳含量的经过处理的气流和具有提高的二氧化碳含量的荷载溶剂 流；b)将所述荷载溶剂流分成第一部分的所述荷载溶剂流和第二部分的所述荷载溶剂流；c)将所述第一部分的所述荷载溶剂流送往至少一个闪蒸鼓以闪蒸再生所述荷载溶剂 流，从而产生半贫溶剂流，然后将所述半贫溶剂流送回所述二氧化碳吸收器单元；d)将第二部分的所述荷载溶剂流冷却，以产生冷却的荷载溶剂流；e)将第一部分的所述冷却的荷载溶剂流送回所述二氧化碳吸收器单元；和f)将第二部分的所述冷却的荷载溶剂流送往硫化氢吸收器单元。2.权利要求1的方法，其中在将所述部分的所述荷载溶剂流冷却后，将其与来自所述 硫化氢吸收器单元的产物流混合。3.权利要求1的方法，其中所述半贫溶剂流在不经过冷却器或热交换器的情况下返回 到所述二氧化碳吸收器。4.权利要求1的方法，其中所述气流是合成气流。5.权利要求1的方法，其中所述气流是天然气流。6.权利要求1的方法，其中所述荷载溶剂流包含选自由N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇的 二烷基醚、磷酸三丁酯、环丁砜、碳酸亚丙酯、甲醇、链烷醇吡啶和二氧化四氢噻吩组成的组 的物理溶剂。7.权利要求6的方法，其中所述荷载溶剂流包含聚丙二醇的二甲醚。全文摘要本专利技术用于从合成气流中除去二氧化碳和硫化氢。提供部分循环回流以冷却离开该二氧化碳吸收器底部的一部分溶剂。这能够降低溶剂循环速率和相关设备尺寸。文档编号B01D53/02GK102065976SQ200980123674 公开日2011年5月18日 申请日期2009年4月29日 优先权日2008年6月26日专利技术者L·A·戴维斯 申请人:环球油品公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
净化气流的方法，包括： ａ）使气流通过二氧化碳吸收器单元，在此使所述气流与溶剂接触，以除去二氧化碳并产生具有降低的二氧化碳含量的经过处理的气流和具有提高的二氧化碳含量的荷载溶剂流； ｂ）将所述荷载溶剂流分成第一部分的所述荷载溶剂流和第二部分的所述荷载溶剂流； ｃ）将所述第一部分的所述荷载溶剂流送往至少一个闪蒸鼓以闪蒸再生所述荷载溶剂流，从而产生半贫溶剂流，然后将所述半贫溶剂流送回所述二氧化碳吸收器单元； ｄ）将第二部分的所述荷载溶剂流冷却，以产生冷却的荷载溶剂流；ｅ）将第一部分的所述冷却的荷载溶剂流送回所述二氧化碳吸收器单元；和 ｆ）将第二部分的所述冷却的荷载溶剂流送往硫化氢吸收器单元。
【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：L·A·戴维斯，
申请(专利权)人：环球油品公司，
类型：发明
国别省市：US
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