【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用于除去合成气体流中的二氧化碳的二氧化碳除去单元。
技术介绍
1、在许多工艺中，必须除去产物气体中的诸如co2之类的酸气体。这通常通过用诸如胺之类的吸收剂来处理吸收器中的含有不想要的酸气体的酸味气体来实现。吸收剂以化学方式和/或物理方式除去酸味气体中的酸气体以产生富co2的吸收剂和脱硫气体(贫co2气体)。吸收剂通常会再生，因此可在吸收器中再利用。再生过程也会释放co2，通常将该co2压缩/脱水并且运输到地下储存或用于化学品制造。
2、wo2010/120527a2(alstom technology ltd)描述了一种用于除去气体流中的气态污染物的过程，该过程包括：使该气体流与洗涤溶液接触以通过吸收到该洗涤溶液中而除去气体流中的气态污染物，从而产生用过的洗涤溶液；使用过的洗涤溶液再生以除去用过的洗涤溶液中的气态污染物，以提供再生的洗涤溶液和包含已除去的污染物的气体。在第一再生阶段中，使包含已除去的污染物的气体冷却以减少水蒸气的损耗。在一种优选的实施方案中，使再生的洗涤溶液再沸以进一步除去气态污染物并且提供经再沸的洗涤溶液。经再沸的洗涤溶液可用于与再生的洗涤溶液和用过的洗涤溶液进行热交换。
3、wo2016/123386a1(fluor technologies corporation)描述了一种用于捕获气体混合物中的二氧化碳的过程，其包括吸收器、汽提器和再沸器。吸收剂是一种包括化学溶剂和非水性物理溶剂的溶剂体系。汽提器接收来自吸收器的富co2的溶剂流以及通过使用与汽提器的下部部分流体连
4、wo2017/029145a1(casalsa)描述了用于除去含有氢气的合成气体中的co2的co2除去区段，其包括吸收区段和汽提器。汽提器包括上部区和下部区，在该上部区中，对来自吸收器的富co2的溶液进行闪蒸以产生含有co2的第一气态流和部分再生的半贫溶液，该下部区用作汽提区，在汽提区中，对半贫溶液进行汽提以产生含有co2的第二气态流和再生的贫溶液。co2除去区段包括用于使第一气态流与第二气态流隔离的密封装置，使得它们可分别从汽提器输出。也描述了一种通过引入密封装置来改进co2除去单元的方法。
5、wo2022/008876a1(carbon clean solutions limited)描述了一种通过使包含二氧化碳的溶剂经过低级热再生器以形成贫二氧化碳溶剂，并且使该贫二氧化碳溶剂经过低级热再沸器来使包含二氧化碳的溶剂再生的方法。术语“低级热”通常是指从60℃至120℃以下的温度范围。
6、需要进一步提高二氧化碳除去单元的能量效率。
技术实现思路
1、本专利技术人在本文描述了一种更高效利用过程内的热流的co2除去单元。该过程涉及在吸收器中吸收合成气体中的co2以生成富co2的吸收剂。在汽提器中对富co2的吸收剂进行处理以除去所夹带的co2并且产生贫吸收剂和富co2的塔顶馏出物。
2、该过程的第一重要特征是汽提器能够利用来自合成气体和蒸汽两者的废热。具体地，从汽提器抽取富co2的吸收剂并且使其在第一热交换器中通过使用合成气体进行热交换并且在第二热交换器中通过使用蒸汽进行热交换。热交换器可串联或并联布置。蒸汽和合成气体一起承担汽提器的再沸负荷，这具有若干优点。能够用蒸汽承担再沸负荷意味着，co2除去单元可发挥作用，即使合成气体流不可用于承担完整的再沸负荷，这在工厂启动时经常发生。这减少了工厂启动期间的co2排放。一旦工厂的产生合成气体的部分正常运行，则可开启co2除去单元，使得汽提器的大部分加热负荷由合成气体承担。
3、该过程的第二重要特征是将来自汽提器的贫吸收剂用作低级热的来源并且通过热交换对其进行处理以产生热水和经冷却的贫吸收剂。热水通常在约80℃下产生并且可用于蒸汽生产装备中。由此生产的蒸汽可用作“过程蒸汽”，例如用于重整和/或水煤气变换反应，或者可用于工厂的其它地方(“蒸汽输出”)。因此，贫吸收剂流承担了大量的针对蒸汽的加热负荷，否则将不得不在工厂的其它地方使用高级热来产生该蒸汽。因此，这种排布结构降低了总体能量消耗和相关成本。
4、在第一方面，本专利技术涉及一种用于除去合成气体中的二氧化碳的方法，该方法包括以下步骤：
5、使合成气体和吸收剂在吸收器(101，201，301)中接触以产生贫co2的合成气体和富co2的第一吸收剂流(114，214，314)；
6、从所述吸收器抽取所述富co2的第一吸收剂流，并且将所述富co2的第一吸收剂流转移到汽提器(102，202，302)；
7、从所述汽提器抽取一股或多股富co2的第二吸收剂流(115，215a，
8、215b)并且加热所述一股或多股富co2的第二吸收剂流以使用第一热交换器(103，203，303)和第二热交换器(105，205，305)将它们分离为一股或多股贫吸收剂的co2流(107a，107b，207a，207b)和一股或多股贫co2的吸收剂流(108，208a，208b)，所述第一热交换器用合成气体(104a，204a)进行加热，所述第二热交换器用蒸汽(106a，206a)进行加热；
9、使所述一股或多股贫吸收剂的co2流和一股或多股贫co2的吸收
10、剂流返回到所述汽提器；
11、从所述汽提器抽取富co2的气态塔顶馏出物流；以及
12、从所述汽提器抽取贫吸收剂流(109，209，309)，通过在第三热交换器(110，210，310)中与水(111，211，311)进行热交换来使所述贫吸收剂流冷却以产生经冷却的贫吸收剂流(113，213，313)，并且使所述经冷却的贫吸收剂流返回到所述吸收器；
13、其中，所述第一热交换器和所述第二热交换器串联或并联布置。
14、该方法特别适用于整合到用于产生脱碳合成气体(即氢气和一氧化碳的混合物)、h2、合成液体燃料或氨的方法中。
15、在第二方面，本专利技术涉及一种用于除去合成气体中的二氧化碳的设备，该设备包括：
16、吸收器(101，201，301)，所述吸收器被布置成使合成气体与吸收剂接触以产生贫co2的合成气体和富co2的第一吸收剂流(114，
17、214，314)；
18、汽提器(102，202，304)，所述汽提器被布置成接收来自所述吸
19、收器的所述富co2的第一吸收剂流；
20、第一热交换器(103，203，303)，所述第一热交换器被布置成使用合成气体(104a，204a)加热来自所述汽提器的富co2的第二吸收剂流(115，215a)，以便将所述富co2的第二吸收剂流分离为贫吸收剂的co2流(107a，207a)和贫co2的吸收剂流(108b，208b)，并且被布置成使所述贫吸收剂的co2流和所述贫co2的吸收剂流返回到本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于除去合成气体中的二氧化碳的方法，所方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述富CO2的第一吸收剂流输送到位于所述吸收器与所述汽提器之间的闪蒸单元(316)，将所述富CO2的第一吸收剂流(314)分离为气态CO2塔顶馏出物流(317)和半贫吸收剂流(318)，并且将所述半贫吸收剂流输送到所述汽提器。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，使来自所述汽提器的富CO2的气态塔顶馏出物流(319)返回到所述闪蒸单元。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中，使所述半贫吸收剂流分流，并且将第一部分输送到所述汽提器，而将第二部分输送到所述吸收器。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，通过在第四热交换器中与来自所述闪蒸单元的所述半贫吸收剂流进行热交换来使来自所述汽提器的所述贫吸收剂流冷却。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在第五热交换器中通过空气冷却使来自所述第三热交换器的所述经冷却的贫吸收剂流进一步冷却。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一热交换器和所述第二热交换器串联布置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，供给到所述第一热交换器的所述合成气体的温度为至少100℃。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，供给到所述第二热交换器的所述蒸汽的温度为至少100℃。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，由所述第三热交换器生成的热水流用于生成蒸汽。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述吸收剂是胺。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，所述贫CO2的合成气体用于在下游产生H2、合成液体燃料、氨或其它化学品。
14.一种用于除去合成气体中的二氧化碳的设备，所述设备包括：
15.根据权利要求14所述的设备，所述设备包括闪蒸单元(316)，所述闪蒸单元位于所述吸收器与所述汽提器之间，被布置成在所述闪蒸单元中将来自所述吸收器的所述富CO2的第一吸收剂流分离为CO2塔顶馏出物流(317)和半贫吸收剂流(318)，并且被布置成将半贫吸收剂输送到所述汽提器。
16.根据权利要求15所述的设备，所述设备被布置成使富CO2的塔顶馏出物从所述汽提器返回到所述闪蒸单元。
17.根据权利要求15或权利要求16所述的设备，所述设备被布置成将来自所述闪蒸单元的半贫吸收剂分流为被输送到所述汽提器的第一部分和被输送到所述吸收器的第二部分。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的设备方法，所述设备方法包括第四热交换器，所述第四热交换器被布置成接收来自所述汽提器的贫吸收剂和来自所述闪蒸单元的半贫吸收剂，并且使所述贫吸收剂冷却。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的设备，所述设备包括第五热交换器，所述第五热交换器被布置成通过空气冷却使来自所述第三热交换器的所述经冷却的贫吸收剂进一步冷却。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的设备，其中，所述第一热交换器和所述第二热交换器并联布置。
21.根据权利要求14至19中任一项所述的设备，其中，所述第一热交换器和所述第二热交换器串联布置。
22.一种用于产生脱碳合成气体、H2、合成液体燃料氨或其它化学品的化工厂，所述化工厂包括根据权利要求14至21中任一项所述的设备。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于除去合成气体中的二氧化碳的方法，所方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述富co2的第一吸收剂流输送到位于所述吸收器与所述汽提器之间的闪蒸单元(316)，将所述富co2的第一吸收剂流(314)分离为气态co2塔顶馏出物流(317)和半贫吸收剂流(318)，并且将所述半贫吸收剂流输送到所述汽提器。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，使来自所述汽提器的富co2的气态塔顶馏出物流(319)返回到所述闪蒸单元。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的方法，其中，使所述半贫吸收剂流分流，并且将第一部分输送到所述汽提器，而将第二部分输送到所述吸收器。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其中，通过在第四热交换器中与来自所述闪蒸单元的所述半贫吸收剂流进行热交换来使来自所述汽提器的所述贫吸收剂流冷却。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，在第五热交换器中通过空气冷却使来自所述第三热交换器的所述经冷却的贫吸收剂流进一步冷却。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一热交换器和所述第二热交换器并联布置。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一热交换器和所述第二热交换器串联布置。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，供给到所述第一热交换器的所述合成气体的温度为至少100℃。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，供给到所述第二热交换器的所述蒸汽的温度为至少100℃。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，由所述第三热交换器生成的热水流用于生成蒸汽。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，所述吸...
【专利技术属性】
技术研发人员：W·J·科顿，M·J·麦肯纳，M·萨迪克扎德博柔耶尼，
申请(专利权)人：庄信万丰股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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