用于通过物理吸收在甲醇中来纯化粗合成气的气体洗涤方法技术

本发明专利技术涉及一种用于通过物理吸收在甲醇中来纯化粗合成气的气体洗涤方法和设备。包括作为期望的成分的氢气和一氧化碳、以及作为不期望的成分的水和酸性气体的粗合成气流与甲醇混合，并且随后被冷却至水的冰点以下。根据本发明专利技术，包括甲醇和水的液相从经冷却的粗合成气流中分离。通过在升高的压力下物理吸收在甲醇中从剩余的气相中去除酸性气体。在酸性气体的吸收之前将水从粗合成气流中分离防止较大量的水进入气体洗涤方法的甲醇回路中。这样实现了资源的节省并且某些设备部件可能比通常的要小。的要小。的要小。

【技术实现步骤摘要】
用于通过物理吸收在甲醇中来纯化粗合成气的气体洗涤方法


[0001]本专利技术涉及一种用于通过物理吸收在甲醇中来纯化粗合成气的方法。本专利技术进一步涉及一种用于通过物理吸收在甲醇中来纯化粗合成气的设备，并且涉及根据本专利技术的设备在根据本专利技术的方法中的用途。

技术介绍

[0002]用于通过物理吸收从工业粗合成气中去除不期望的伴生物的方法是从现有技术已知的。因此，这样的方法可以用于从期望的合成气成分(比如氢气(H2)和一氧化碳(CO))中将通过气化或重整含碳的进料而产生的粗合成气的不想要的成分(例如二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和羰基硫化物(COS))去除至痕量。上述不期望的成分通常被统称为“酸性气体”。
[0003]这些方法(还被称为气体洗涤)利用液体吸收气态物质并且将其以物理或化学结合形式保持在溶液中的特性。气体被液体吸收的效率由吸收系数表示。气体在液体中吸收或溶解的越好，吸收系数越大。吸收系数通常随着温度的降低而增加，并且根据亨利定律，随着压力的增加而增加。在气体洗涤中使用的液体通常也称为洗涤介质。
[0004]在气体洗涤之后，将在气体洗涤中从粗合成气中洗出的组分从经负载的洗涤介质中去除以获得再生的或至少部分再生的洗涤介质。用于使洗涤介质再生的已知方法是减压(闪蒸)、用汽提气置换经吸收的补充物(汽提)、用汽提气减压、以及热再生，其中洗涤介质的固有蒸气用作汽提气。为了使洗涤介质能够用于从粗合成气中重新吸收气体组分，典型地使所述洗涤介质在最后的再生阶段中进行热再生。热再生回收了几乎纯的洗涤介质，该介质适于从粗合成气中重新吸收不期望的气体成分。
[0005]用于纯化粗合成气的重要方法是甲醇洗涤，也被称为低温甲醇洗方法(Rectisol process)，如例如在Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry[乌尔曼工业化学百科全书]，第六版，第15卷，第399页及以下中所描述的。除其他因素外，低温甲醇洗方法尤其利用以下事实：在液态低温甲醇中H2S、COS和CO2的吸收系数与H2和CO的吸收系数相差几个数量级。在进行洗涤操作之后，将甲醇再生并且再循环到方法中。
[0006]在从现有技术已知的低温甲醇洗方法中，粗合成气首先被冷却至例如低至
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40℃的温度，然后被供应至实际吸收，以免不必要地加热用于吸收的低温甲醇。由于粗合成气通常包括一定比例的水，例如来自用于去除氨的先前水洗的水，因此在粗合成气中存在形成冰的风险，该形成冰的风险必须不惜一切代价进行避免。为此，粗合成气在被供应至吸收塔之前与足以防止冰形成的甲醇量混合。因此，供应至吸收塔的粗合成气已经包含一定量的甲醇、尤其是水。
[0007]吸收塔中水的存在通常导致在不同甲醇回路中对甲醇的较高需求，并且因此导致对资源的较高需求。相应地，较高的资源消耗，特别是制冷剂、蒸汽、电能和冷却水的较高消耗，导致较高的操作成本(OPEX)。
[0008]甲醇回路中较高的水含量进一步导致甲醇回路中较高的总流速，并且因此导致用
于低温甲醇洗方法的热再生和甲醇
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水分离(精馏)的区段中较高的蒸汽流速。这需要在低温甲醇洗方法中扩大各种设备部件，因此导致资本成本(CAPEX)升高。

技术实现思路

[0009]因此，需要改善的方法。
[0010]本专利技术的总体目的是克服现有技术的上述缺点。
[0011]本专利技术的另一目的是最大程度地降低低温甲醇洗方法的甲醇回路中水的浓度。
[0012]独立权利要求为至少部分实现上述目的中的至少一个提供了贡献。从属权利要求提供了优选实施例，其有助于至少部分地实现上述目的中的至少一个。根据本专利技术的一个类别的成分的优选实施例在相关的情况下对于根据本专利技术的相应的另一类别的相同命名或对应的成分同样是优选的。
[0013]术语“具有”、“包括”或“包含”等不排除另外的要素、成分等的可能存在。不定冠词“一”不排除复数的可能存在。
[0014]本专利技术的目的至少部分地通过一种用于通过物理吸收在甲醇中来纯化粗合成气的方法来实现，其中该方法包括以下方法步骤，其中以下方法步骤不必一定按照指定的顺序执行：
[0015](a)提供粗合成气流，其中，该粗合成气流的粗合成气包括作为期望的成分的氢气(H2)和一氧化碳(CO)、以及作为不期望的成分的水(H2O)和酸性气体；
[0016](b)将该粗合成气流与甲醇混合；
[0017](c)将混合有甲醇的粗合成气流冷却至水的冰点以下；
[0018](d)从经冷却的粗合成气流中分离液相，其中，该液相包括甲醇和水，并且剩余的气相包括氢气、一氧化碳和酸性气体；
[0019](e)通过在升高的压力下物理吸收在甲醇中从根据步骤(d)获得的该气相中去除这些酸性气体，以获得纯化的合成气流和负载有酸性气体的甲醇流；
[0020](f)使该负载有酸性气体的甲醇流再生，以获得再生的甲醇流和酸性气体流；
[0021](g)将根据步骤(f)获得的该再生的甲醇流重新用于根据步骤(e)通过物理吸收在甲醇中去除酸性气体。
[0022]这些酸性气体的物理吸收在冷至低温甲醇中在升高的压力下执行，其中，用于吸收的甲醇如下所述被冷却至低至
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75℃的温度。
[0023]根据本专利技术，根据步骤(b)与甲醇混合的粗合成气流首先根据步骤(c)被冷却至水的冰点以下。冷却可以被执行低至
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40℃的温度。在一个实例中，该粗合成气流在纯化的合成气中被冷却。在冷却包括甲醇和水的粗合成气流之后，包括甲醇和水的液相根据步骤(d)从该粗合成气流中分离。在一个实例中，液体或冷凝的甲醇
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水相的分离在本领域技术人员已知的分离器中执行。该方法步骤防止来自该粗合成气的水被引入根据(e)的实际吸收步骤中。这样大大减少了存在于甲醇回路中的水量。
[0024]根据本专利技术的方法的一个实施例的特征在于：根据步骤(d)获得的该液相进行减压(闪蒸)，因此从该液相中至少部分地解吸溶解在该液相中的气体，以获得第一解吸气体流。
[0025]根据本专利技术的方法的步骤(d)，实质上包括氢气、一氧化碳和酸性气体的大部分粗
合成气通过液相(甲醇
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水相)的分离而与该液相(甲醇
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水相)分离，并且可以被供应至吸收步骤(e)。然而，不可忽略比例的气体仍然溶解在甲醇
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水相中，并且可以通过减压从甲醇
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水相中解吸出来。
[0026]鉴于此，优选的是：该第一解吸气体流被供应至根据步骤(f)获得的该酸性气体流。
[0027]根据步骤(f)通过再生获得的酸性气体然后不再循环到甲醇回路中。因此，也优选的是，将也可以包含二氧化碳作为酸性气体的第一解吸气体流再循环到根据步骤(f)获得的酸性气体流。这样防止第一解吸气体流的组分返回到甲醇回路之一。
[0028]鉴于此，优选的是：根据步骤(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于通过物理吸收在甲醇中来纯化粗合成气的方法，其中，该方法包括以下方法步骤：(a)提供粗合成气流，其中，该粗合成气流的粗合成气包括作为期望的成分的氢气(H2)和一氧化碳(CO)、以及作为不期望的成分的水(H2O)和酸性气体；(b)将该粗合成气流与甲醇混合；(c)将混合有甲醇的粗合成气流冷却至水的冰点以下；(d)从经冷却的粗合成气流中分离液相，其中，该液相包括甲醇和水，并且剩余的气相包括氢气、一氧化碳和酸性气体；(e)通过在升高的压力下物理吸收在甲醇中从根据步骤(d)获得的该气相中去除这些酸性气体，以获得纯化的合成气流和负载有酸性气体的甲醇流；(f)使该负载有酸性气体的甲醇流再生，以获得再生的甲醇流和酸性气体流；(g)将根据步骤(f)获得的该再生的甲醇流重新用于根据步骤(e)通过物理吸收在甲醇中去除酸性气体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据步骤(d)获得的该液相进行减压(闪蒸)，因此从该液相中至少部分地解吸溶解在该液相中的气体，以获得第一解吸气体流。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该第一解吸气体流被供应至根据步骤(f)获得的该酸性气体流。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据步骤(f)的该酸性气体流是至少部分地通过使该负载有酸性气体的甲醇流热再生而获得的，并且通过热再生获得的该酸性气体流包含气态甲醇，并且该气态甲醇通过冷却从该酸性气体流中分离，其中，该第一解吸气体流在该甲醇分离之前、该甲醇分离期间或该甲醇分离之后被供应至通过热再生获得的该酸性气体流。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，该第一解吸气体流被压缩到吸收压力，并且随后被供应至步骤(e)，以用于通过物理吸收在甲醇中从该第一解吸气体流中去除酸性气体。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据步骤(f)的该酸性气体流是至少部分地通过对该负载有酸性气体的甲醇进行减压(闪蒸)而获得的，并且该第一解吸气体流被供应至通过减压获得的该酸性气体流。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据步骤(d)获得的该液相进行汽提，因此从该液相中至少部分地解吸溶解在该液相中的气体，以获得第二解吸气体流。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据步骤(d)获得的该液相首先根据权利要求2至6中任一项进行减压，并且随后根据权利要求7进行汽提。9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，甲醇蒸气用作汽提介质。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据步骤(f)使该负载有酸性气体的甲醇流再生是至少部分地通过经由热分离过程从甲醇中去除水来执行的，其中，在该热分离过程中产生的甲醇蒸气用作汽提介质。11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：