描述了在包含含有至少一个压缩机和/或热交换器的压缩和/或冷却系统和气-液分离器容器和H2S回收单元的装置中将含有硫化氢（H2S）杂质的气流分离成富氢（H2）蒸气流、二氧化碳（CO2）流和富H2S蒸气流的方法。例如，该方法包括下列步骤：（a）将该气流送入压缩和/或冷却系统以使该气流中的二氧化碳冷凝形成两相流；（b）将该两相流直接或间接送往气-液分离器容器和从该分离器容器中取出富氢蒸气流和含有溶解的H2S杂质的液体CO2流；（c）将所述含有溶解的H2S杂质的液体CO2流送往包含汽化CO2和H2S的蒸发器/冷凝器和分离气态H2S和CO2的H2S吸收器的H2S回收单元，其中送往分离器的两相流在80巴至400巴的压力下。在一些用途中，H2S回收单元的压力为至少30巴。在一个优选实例中，在任选步骤中最优选以H2S和CO2吸收器共用相同（优选甲醇）溶剂的构造在CO2吸收器中通过溶剂萃取除去富氢蒸气流中的残留CO2。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二氧化碳和氢气的分离本专利技术涉及从气体混合物中分离可冷凝气体，例如二氧化碳。本专利技术的实例涉及从包含氢气和二氧化碳的合成气流中回收浓缩形式的二氧化碳和氢气，由此生成可用于化学工艺或可封存或用于在最终封存之前提高原油采收率的二氧化碳流，和可用作发电厂燃料由此发电或用作燃火加热器的低压燃烧器的燃料或用作重整器或锅炉的燃料或用作一个或多个炼油流改质用的炼油厂进料流或用作化学工艺的氢进料的氢气流。在特定实例中，本专利技术涉及合成气流含有显著含量硫化物杂质，如硫化氢的方法。US 3，614，872涉及用于将变换合成气进料流分离成富二氧化碳产物流和富氢产物流的自动制冷方法，包括下列步骤 (1)通过在多个单独冷却区中的非接触对流热交换在超大气压下逐步冷却该变换合成气进料流，其中在各单独冷却区中，该方法中随后产生的一个或两个具有不同组成的冷却剂流与一个合成气进料流呈热交换关系通过，由此将该合成气进料流冷却至低于该合成气进料流的压力下的露点的温度，且其中在至少一个单独冷却区中，该合成气分流流过，其各分流被不相互热交换的具有不同组成的分开的产物流冷却，并在气-液分离区中分离液化富二氧化碳产物流和气态富氢产物流； (2)从(I)中的分离区中取出至少一部分所述液化富二氧化碳产物流，基本在其从分离区中取出的温度下膨胀并使所述膨胀部分在比所述分离区低的压力下作为所述冷却剂流之一经过(I)中的至少一个冷却区，并在比所述分离区中高的温度下在气相中取出离开(I)的富二氧化碳产物流； (3)同时从(I)的分离区中取出至少一部分所述气态富氢产物流和使所述部分作为所述其它冷却剂流经过(I)中的至少一个冷却区，其与(2)中由所述第一冷却剂流冷却的任何冷却区分开和不同；和 (4)在比所述分离区中的温度高的温度下从(3)中取出气态富氢产物流。根据US 3，614，872的描述，干燥进料气体在基本初始管线压力，即大约1400psig (96.5 barg)的压力下进入该系统的分离部分。还据说，在启动时，关闭背压阀20，来自分离器19顶部的富氢产物流通过经过膨胀阀而从1400 psig减压大约140 psig (9.65barg)。通过经该阀膨胀，这种气态流的温度降至-78 T而没有固体形成。该冷却富氢产物气体随后用作冷却器13中的内制冷剂。还据说，如果该压缩富氢产物气体不经阀等焓膨胀而是等熵膨胀，可实现更高制冷效率；也就是说，该气体用于运行膨胀式发动机或使涡轮发电机的转子活动。但是，在启动后，不必再在-78 T的温度下向冷却器13供应制冷剂。因此，该富氢产物流可绕过膨胀阀并在大约-55至-65 °F的温度下引入冷却器13中。这种方案据说避免之前经膨胀阀发生的大压降。2008年7月31日提交的我们的共同待审欧洲专利申请08252610. 4公开了一种方法，其包括在压缩系统中将合成气流加压至150至400 barg的压力和随后使该压缩合成气进料流经过与该方法中随后产生的多个内制冷剂流呈热交换关系的热交换器系统，以便可将离开该热交换器系统的高压(HP)合成气流冷却至-15至_55°C的温度。离开该热交换器系统的冷却HP合成气随后在气-液分离器容器中分离一经过该热交换器系统和分离器容器的压降可忽略不计，由此形成HP富氢(H2)蒸气流和HP液体二氧化碳(CO2)流，该分离实现从合成气进料流中75%至95%的CO2捕获。该HP富H2蒸气流可随后通过经过包含串联布置的多个涡轮膨胀机的涡轮膨胀系统来减压至任何所需压力。特别地，富氢蒸气流可以在发电厂燃气轮机的燃烧器所需的燃料气体进料压力下(例如在30 barg的压力下)获得。还教导，离开该串联的各涡轮膨胀机的膨胀富H2蒸气流可用作内制冷剂流，由此为热交换器系统提供大部分制冷负荷。涡轮膨胀机中富H2蒸汽的膨胀也可用于驱动该压缩机系统的压缩机的转子或轴或驱动涡轮发电机的转子或轴，由此在处理含有56摩尔％氢气和43摩尔％ CO2的28，000 kmol/小时合成气时实现小于30丽，优选小于25 ■的合成气流分离成富氢蒸气流和液体CO2流的净功耗。现在已经发现，可以修改我们之前的专利申请中描述的方法以通过使硫化氢富集在HP液体CO2流中、汽化所述流和经溶剂萃取分离组分来处理含硫化氢杂质的合成气。其优点在于，不需要一般而言能量效率较低的用于除去硫化氢的合成气流上游处理。因此，根据本专利技术提供在包含(a)含至少一个压缩机的压缩系统、(b)热交换器系统、(C)气-液分离器容器、(d)包含串联布置的多个涡轮膨胀机的涡轮膨胀系统和(e) H2S回收单元的CO2冷凝装置中将含有硫化氢(H2S)杂质的合成气流分离成富氢(H2)蒸气流、液体二氧化碳(CO2)流和富H2S蒸气流的方法,该方法包括下列步骤 (A)将该合成气流在10至60barg的压力下送入CO2冷凝装置的压缩系统以使该合成气升压至80至400 barg,例如150至400 barg的压力；和用外冷却剂和任选外制冷剂冷却所得高压(HP)合成气流以除去至少一部分压缩热； (B)通过使该HP合成气流经过与多个内制冷剂流呈热交换关系的热交换器系统，将步骤(A)中形成的HP合成气流冷却至-15至_55°C的温度，其中该内制冷剂流选自冷富氢蒸气流和液体CO2流； (C)将步骤(B)中形成的冷却HP合成气流直接或间接送往在与热交换器系统基本相同的压力下运行的气-液分离器容器，并从该分离器容器顶部或顶部附近取出高压(HP)富氢蒸气流和从该分离器容器底部或底部附近取出含有溶解的H2S杂质的高压(HP)液体CO2流； (D)将来自步骤(C)的HP富氢蒸气流送入涡轮膨胀系统，在此该富氢蒸气流在该串联的各涡轮膨胀机中发生等熵膨胀以在降低的温度下和在依次递减的压力下从该串联的涡轮膨胀机中取出富氢蒸气流，且其中该串联的各涡轮膨胀机中富氢蒸气的等熵膨胀用于驱动压缩系统的压缩机和/或驱动发电机的涡轮，和 (E)将来自步骤(C)的含有溶解的H2S杂质的HP液体CO2流送往包含用于汽化CO2和H2S的蒸发器/冷凝器和用于分离气态H2S和CO2的H2S吸收器的H2S回收单元。优选地，将步骤(B)中形成的冷却HP合成气流送往包含至少一个深冷分离阶段的深冷分离系统，其中深冷分离阶段包含使用外制冷剂的热交换器和气-液分离器容器。相应地，本专利技术的步骤(C)中所用的气-液分离器容器可以是使用外制冷剂的单深冷分离阶段的气-液分离器容器或是一系列深冷分离阶段的最终气-液分离器容器，其中各深冷分离阶段使用外制冷剂并在渐低的温度下运行。本专利技术的方法的一个优点在于，在气-液分离器中从气流中分离至少50%，例如至少70%。本专利技术的方面的方法的一个优点在于，从合成气进料流中分离至少75%，优选至少90%,更优选至少95%的二氧化碳，二氧化碳捕获水平取决于HP合成气流的压力和取决于是否用外制冷剂对步骤(B)中形成的冷却合成气流施以低温冷却。因此，已经发现，如果步骤(B)中形成的冷却HP合成气流在没有用外制冷剂低温冷却的情况下直接送往气-液分离器容器，可以从合成气进料流中捕获75至85%的CO2 (随合成气进料流的压缩提高，CO2捕获水平提高)。本领域技术人员会理解，随着在高于80 barg的最小压力提高合成气进料流本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：JA富尔塞思，Y莫里，K奥古拉，
申请(专利权)人：英国备选能源国际有限公司，三菱重工业株式会社，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。