二氧化碳流股的纯化制造技术

在一个实施方式中，从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与金属氧化物催化剂接触，其中，所述流股包含CO2以及包含所述非氯化烃和氯化烃的杂质；使所述杂质与所述催化剂相互作用以形成另外的CO2和金属氯化物；并且通过使所述金属氯化物与含氧的气体流股接触再生所述催化剂。在另一实施方式中，从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与金属氧化物催化剂接触，其中，所述CO2流股包含CO2以及包含所述非氯化烃和氯化烃的杂质；用催化剂氧氧化所述杂质以形成另外的CO2并且将氯转化成金属氯化物；并且通过使所述金属氯化物与含氧的气体流股接触再生所述催化剂。

Purification of carbon dioxide streams

In one embodiment, the method of CO2, purified from chlorinated hydrocarbons and non chlorinated hydrocarbons including: the flow of CO2 shares in contact with metal oxide catalysts wherein the impurities stream contains a CO2 and a non chlorinated hydrocarbons and chlorinated hydrocarbons; the impurity and the catalyst interaction in addition to the formation of CO2 and metal chloride; and the metal chloride and oxygen-containing gas stream with the catalyst regeneration. In another embodiment, the method of CO2, purified from chlorinated hydrocarbons and non chlorinated hydrocarbons including: the flow of CO2 shares in contact with metal oxide catalysts, the impurities including CO2 and CO2 stream containing the non chlorinated hydrocarbons and chlorinated hydrocarbons; with the oxidation catalyst of oxygen impurities to form another CO2 and chlorine into metal chlorides; and the metal chloride and oxygen-containing gas stream with the catalyst regeneration.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及纯化二氧化碳(CO2)，并且更具体地涉及二氧化碳(CO2)废气(off-gas)流股如在乙二醇装置中生产的那些的纯化。
技术介绍
乙二醇装置产生的CO2废气流股通常包含饱和和/或不饱和的氯化烃。为了使用CO2废气生产食品级的产物或生产甲醇、脲、乙基己醇、或某些其他应用，必须从CO2中除去或基本上除去有机氯化物和烃以满足可接受的工业限制。例如，对于食物级CO2，应该除去烃至低于5ppmv(以体积计每百万份的份数)。用于纯化这类CO2废气流股的现有技术已经包括如在贵金属催化剂，例如钯(Pd)或铂(Pt)催化剂上单独地氧化饱和和不饱和烃的尝试。现有技术还包括将CO2废气中的烃转化成CO2和H2O，随后将二氧化碳排放至大气，或者进一步地通过在碳上吸附纯化小流股的食品级(goodgrade)的CO2。用于纯化乙二醇装置生产的CO2废气流股的进一步的技术包括使用贵金属催化剂，例如铂，氧化饱和的、不饱和的、和氯化的烃。这类方法包括使用过量的氧氧化饱和的、不饱和的、和氯化的烃。这类方法还包括冷凝纯的饱和水，去除在吸附剂上的氯化氢(HCl)，并且随后在催化剂存在下通过与氢(H2)反应最终除去氧(O2)。此后，通过吸附将HCl形式的氯化物分离。然而，对于用于纯化二氧化碳(CO2)废气流股如在乙二醇装置中产生的那些的更高效的和改善的系统，仍存在需要。
技术实现思路
在本文中公开的是用于纯化CO2废气流股的改善的系统和方法。在一个实施方式中，从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与金属氧化物催化剂接触，其中，该流股包含CO2和杂质，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；使杂质与金属氧化物催化剂互相作用以形成另外的CO2和金属氯化物；并且通过使金属氯化物与含氧的气体流股接触再生金属氧化物催化剂。在一个实施方式中，从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与金属氧化物催化剂接触，其中，该CO2流股包含CO2和杂质，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；用催化剂氧氧化杂质以形成另外的CO2并且将氯转化成金属氯化物；并且通过使金属氯化物与含氧的气体流股接触再生金属氧化物催化剂；其中，在接触和氧化之前或期间没有氧添加至CO2流股。在一个实施方式中，从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与金属氧化物催化剂接触，其中该CO2流股包含CO2和杂质，其中杂质包含非氯化烃和氯化烃；用催化剂氧氧化杂质以形成另外的CO2并且将氯转化成金属氯化物；并且通过使金属氯化物与含氧的气体流股接触再生金属氧化物催化剂；其中基于CO2流股的总体积，该CO2流股包含小于或等于0.3ppmv的氧。上述及其他特征通过以下附图和具体实施方式举例说明。附图说明现在将参考附图，它们是示例性的实施方式，并且其中类似的元素编号相同。图1示出了用于纯化CO2废气流股的系统和方法；图2示出了用于纯化CO2废气流股的系统和方法；以及图3是在实施例2的出口空气中的氯气浓度的图示说明。具体实施方式在本文中公开的是用于纯化包含杂质的CO2废气流股的系统和方法，其中，“杂质”是指饱和烃、和/或不饱和烃、和/或氯化烃。这类CO2废气流股可以是来自乙二醇生产装置的废气流股。该方法可以允许同时氧化饱和的、不饱和的、和/或氯化的烃，其中烃可以包含2个或更多的碳原子，优选地，2至10个碳原子，更加优选地，2至4个碳原子。期望的是，由于至少使用氧化还原催化剂使得催化剂中的氧消除了对于进料至反应器的另外的分子氧的需要，根据该方法纯化CO2将是实用和高效的。由于杂质相对于催化剂的氧容量(oxygencapacity)的量的较低比率，通过催化剂氧化学计量地氧化杂质允许纯化CO2，其中基于CO2废气的总量，CO2废气可以包含2至5ppmv的杂质。例如，在表1中示出了来自乙二醇装置的CO2废气的典型组成。*单位是按干物质计算的体积百分数用于从包含有机氯化物的流股中纯化CO2的系统和方法可以包括在氧化还原催化剂存在下分解有机氯化物从而将有机物质氧化成CO2，同时催化剂吸附氯，形成相应的金属氯化物。换言之，该方法允许包含氯化烃和/或其他痕量有机物质的CO2流股与氧化还原催化剂(例如，在不存在氧气进料情况下)相互作用，其中烃和/或其他有机物质的氧化转化转变成CO2和H2O，同时将烃的氯含量转化成氧化还原元素中的金属的金属氯化物形式。因此，基于CO2进料的总体积，CO2进料可以包含小于或等于0.3ppmv、优选地小于或等于0.001ppmv的氧，并且在纯化期间不会有氧进料至反应器或进料至反应区。在催化剂再生期间，金属氯化物被氧化返回至催化剂的金属氧化物形式，形成分子Cl2。可以用水吸收在生成的再生气体中的分子氯。基于纯化和再生阶段，该氧化还原系统可以使用进行金属氯化物(MeCln)(其中n满足化合价并且是例如，2至6的整数)与金属氧化物(MeOx)之间的氧化还原循环的氧化物或氧化物的混合物。因此该方法消除了对于用于纯化阶段的氧与CO2废气流股共进料的需要并且进一步地消除了对于随后除去过量氧的需要，例如，通过与氢反应。因此该方法可以包括使用催化剂以基本上消除或消除在包含这类杂质的CO2废气流股中的杂质。例如，基于纯化的CO2废气的总量，可以将杂质减少至小于或等于0.01ppmv、优选地小于或等于0.001ppmv的量。这类CO2废气流股通常还包含其他组分如氧、氩、和/或水，其中在CO2废气流股中的氧可以是在纯化反应期间引入至催化剂中的唯一氧。在本文中，通过催化剂提供用于该方法的氧，从而消除在纯化期间对于另外的分子氧源的需要。因此该方法消除了从纯化的CO2中除去过量氧的需要，例如，在使用氢的氧化步骤中。基于纯化的CO2流股的总体积，在纯化的CO2流股中的CO2的量可以是大于或等于99.9vol％、优选地大于或等于99.99vol％的CO2。更加优选地，在没有另外的氧源或氧进料的情况下，使用氧化还原催化剂，将进入反应器的CO2废气进料流股中的杂质氧化成CO2和H2O，从而将烃和/或其他有机物质的氧化转化转变成CO2和H2O。同时，将烃中的氯含量转化成催化剂的氧化还原元素的金属氯化物形式。在氧源如空气存在下，可以将催化剂中的氧再生以将氧化还原元素的金属氯化物形式转化成催化剂的氧化物形式的初始状态以及分子Cl2。因此，该方法允许实施氧化还原系统，所述氧化还原系统使用氧化物催化剂或氧化物催化剂的混合物(其使用在MeOx和MeCl之间交替的循环并且在再生期间返回至MeO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：使CO2流股与金属氧化物催化剂接触，其中，所述流股包含CO2和杂质，其中所述杂质包含所述非氯化烃和所述氯化烃；使所述杂质与所述金属氧化物催化剂相互作用以形成另外的CO2和金属氯化物；以及通过使所述金属氯化物与含氧的气体流股接触再生所述金属氧化物催化剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.16 US 61/891,4481.一种从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：
使CO2流股与金属氧化物催化剂接触，其中，所述流股包含CO2和杂质，其中所述杂质包
含所述非氯化烃和所述氯化烃；
使所述杂质与所述金属氧化物催化剂相互作用以形成另外的CO2和金属氯化物；以及
通过使所述金属氯化物与含氧的气体流股接触再生所述金属氧化物催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述再生产生了分子氯并且其中所述方法进一步
地包括用水吸收分子氯。
3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，所述再生进行小于或等于60小时的时
间。
4.一种从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：
使CO2流股与金属氧化物催化剂接触，其中，所述CO2流股包含CO2和杂质，其中所述杂质
包含所述非氯化烃和所述氯化烃；
用催化剂氧氧化所述杂质以形成另外的CO2并且将氯转化成金属氯化物；以及
通过使所述金属氯化物与含氧的气体流股接触再生所述金属氧化物催化剂；
其中，在接触和氧化之前或期间没有氧添加至所述CO2流股。
5.一种从氯化烃和非氯化烃中纯化CO2的方法，包括：
使CO2流股与金属氧化物催化剂接触，其中，所述CO2流股包含CO2和杂质，其中所述杂质
包含所述非氯化烃和所述氯化烃；
用催化剂氧氧化所述杂质以形成另外的CO2并且将氯转化成金属氯化物；以及
通过使所述金属氯化物与含氧的气体流股接触再生所述金属氧化物催化剂；
其中，基于所述CO2流股的总体积，所述C...

【专利技术属性】
技术研发人员：克拉克·戴维·雷亚，阿加丁·柯·马马多夫，沙希德·N·谢赫，张宪宽，
申请(专利权)人：沙特基础工业公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA