对合成粗煤气选择性脱硫的方法技术

本发明专利技术为对合成粗煤气选择性脱硫的方法，本发明专利技术涉及运行洗气设备的方法，其中在洗涤装置(A1)中利用预先加载有二氧化碳的洗涤剂(3，4)洗涤含有氢、一氧化碳、二氧化碳以及氧硫化碳和/或硫化氢的原料气(1)，从而基本上选择性地从原料气分离出硫组分，并产生脱硫的气体流(5，9)。本发明专利技术的特征在于，使用不含硫的洗涤剂(3，4)，其在其被导入洗涤装置(A1)中时的二氧化碳分压等于或大于待脱硫的原料气(1)中的二氧化碳分压。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于运行洗气设备的方法，其中在洗涤装置中通过预先加载有二氧化碳的洗涤剂来洗涤含有氢、一氧化碳、二氧化碳以及氧硫化碳和/或硫化氢的原料气，从而基本上选择性地从原料气分离出硫组分并且产生脱硫的气体流。
技术介绍
在本说明书的范畴内，脱硫的气体流应当理解为其硫组分的含量低于预定的极限值的气体流。并不需要完全不含硫，这本来也无法以合理的复杂性实现。洗气设备用于从气体混合物洗出特定的组分。洗气设备充分利用了液体吸收气态物质并且将其以化学或物理结合的方式保持在溶液中的特性。气体被液体吸收的程度通过溶解系数加以表示:气体在液体中溶解的程度越高，则其溶解系数越大。溶解系数通常随着温度的下降以及根据亨利吸收定律随着压力的上升而增大。在洗气之后紧接着将洗出的气体组分从已加载的洗涤剂分离出来，从而使洗涤剂再生。对洗出的气体组分进行废物处理或者将其送至经济的应用，而再生的洗涤剂则通常重新用于洗气。 为了以大的工业规模获取氢和一氧化碳，根据现有技术通过气化将含碳原料转化为合成粗煤气。此类合成粗煤气除了含有所期望的成分氢和一氧化碳，还含有一系列非期望的成分，例如二氧化碳(CO2)、硫化氢(H2S)和氧硫化碳(COS)。为了将非期望的成分与所期望的成分分离，优选对合成粗煤气实施物理洗气。为此提出该方法，因为合成粗煤气现在通常是在高压下产生，而且物理洗气的有效性随着工作压力以一级近似线性地增加。对于合成粗煤气的净化特别重要的是甲醇洗涤，其中使用温度远远低于0°C的液态甲醇作为洗漆剂。在 “Gas Separation &Purification”，1988 年 12 月，第 2 卷第 171 至 176 页中，描述了一种甲醇洗涤过程，其中在两个依次实施的洗涤步骤中从含有氢、一氧化碳和二氧化碳以及H2S和COS的合成粗煤气选择性地洗出二氧化碳和硫组分。为此将合成粗煤气导入吸收塔中，在其中彼此上下重叠地设置有第一和第二洗涤区。为了分离出二氧化碳，在第二洗涤区中使用未加载的甲醇，同时在第一洗涤区中利用一部分已经在分离出二氧化碳时预先加载有二氧化碳的甲醇洗出硫组分。因为硫组分对于甲醇的溶解系数比二氧化碳的溶解系数大好几倍，所以其分离过程仅需要在第二洗涤区内加载有二氧化碳的洗涤剂的量的一小部分。若应当将通过洗气从合成粗煤气产生的、含有氢和一氧化碳的气体混合物作为燃料送至燃气轮机，则努力尽可能完全地去除硫组分，因为硫组分一方面导致燃气轮机损坏，另一方面遵循现行的在废气中的排放标准。同时值得期待的是，使二氧化碳基本上完全地保留在气体混合物中，因为需要其作为温度缓和剂和燃气轮机中的工质。现有技术是，在洗涤步骤中净化合成粗煤气，其中使用用于分离硫组分所需的最少量的未加载的洗涤剂。在此，产生基本上不含硫但是二氧化碳含量明显减少的气体混合物，因为洗涤剂除了吸收硫组分还以相当大的程度吸收二氧化碳。因此，不含硫的气体混合物可能仅受限地适用于燃气轮机。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种前述类型的方法，使得在脱硫时洗出尽可能更少部分的量的在原料气中所含的二氧化碳。该目的是根据本专利技术通过使用不含硫的洗涤剂实现的，该洗涤剂在其被导入洗涤装置中时的二氧化碳分压等于或大于待脱硫的原料气中的二氧化碳分压。通过根据本专利技术的方法，洗涤剂无法或者仅以非常少的量吸收来自待脱硫的原料气的二氧化碳。若预先加载的洗涤剂的二氧化碳分压高于待脱硫的原料气，则二氧化碳甚至可能从洗涤剂释放出来，从而可以利用经脱硫的气体混合物从洗涤装置提取出二氧化碳流，其多于利用原料气导入洗涤装置中的二氧化碳流。优选导入来自平行地运行的第二洗气设备的、不含硫的、预先加载有二氧化碳的洗涤剂，在该第二洗气设备中借助不含硫的洗涤剂将二氧化碳选择性地从气体混合物洗出，该气体混合物的二氧化碳分压高于待脱硫的原料气的二氧化碳分压。因此，在第二洗气设备的洗涤装置中加载的洗涤剂的二氧化碳分压足够大，从而使该洗涤剂可以用于根据本专利技术的脱硫过程。同时，在第二洗气设备的洗涤装置中加载的洗涤剂的硫组分的分压足够低，从而使该洗涤剂可以用于以所期望的硫纯度进行的根据本专利技术的脱硫过程。从洗涤剂进入洗涤装置中直至其从洗涤装置排出，二氧化碳分压通常持续地升高，从而在洗涤装置的直接下游，洗涤剂具有最高的二氧化碳分压。尽管如此，有意义的是，将已加载的洗涤剂从第二洗气设备的其他位置排出，并且用于根据本专利技术的硫分离过程。在洗气设备的再生部分内，产生具有较低的二氧化碳分压的已加载的洗涤剂。然而，在此尤其是在物理洗气设备中，洗涤剂的温度可以明显低于洗涤装置的直接下游。通过使用更冷的洗涤剂，在脱硫时产生的溶解热可以完全或者大部分保留在洗涤剂中，而不存在低于所要求的硫极限值的风险。因此，根据本专利技术的方法允许完全或部分地省略掉根据现有技术所需的用于从洗涤装置导出溶解热而使用昂贵的外来制冷。根据本专利技术，将预先加载有二氧化碳的洗涤剂在洗涤装置的直·接下游和/或从第二洗气设备的冷的再生部分排出，并且用于原料气的脱硫。若应当从含有氢、一氧化碳、二氧化碳和硫组分的合成粗煤气获取至少一种氢产物以及用于燃气轮机的燃气，并为此将合成粗煤气分为第一支流和第二支流，其中第一支流任选在干燥步骤后直接作为原料气送至洗气设备，而在第二支流中所含的一氧化碳通过水煤气转化(转换)与水反应成为氢和二氧化碳，然后将如此获得的气体混合物作为原料气导入第二洗气设备中，则特别优选采用根据本专利技术的方法。在第一洗气设备中应当通过脱硫从未转化的原料气获取用于燃气轮机的燃气，同时在第二洗气设备中从已转化的原料气选择性地分离出二氧化碳和硫组分，由此获得粗制氢产物。由于通过水煤气转化产生的二氧化碳，用于第二洗气设备的已转化的原料气的二氧化碳分压高于用于第一洗气设备的未转化的原料气。针对性地在这两个洗气设备中使用相同的洗涤剂，从而可以将在第二洗气设备中产生的、不含硫的、加载有二氧化碳的洗涤剂用于第一洗气设备中，以从未转化的原料气分离出硫组分。若从含有氢、一氧化碳、二氧化碳和硫组分的原料气，除了产生仅脱硫且含有二氧化碳的气体流，还应当产生不仅脱硫而且不含二氧化碳的其他的气体流，则在根据本专利技术的方法的一个实施方案中，对仅脱硫的气体流的一个支流用未加载的洗涤剂进行进一步洗涤。根据本专利技术的方法适用于其中使用以物理和/或化学方式发挥作用的洗涤剂的洗气设备。作为此类洗涤剂的例子述及甲醇、乙醇、二甲基聚乙二醇醚(DMPEGE)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、胺及其衍生物(例如甲基二乙醇胺(MDEA)、单乙醇胺(MEA)和二乙醇胺(DEA))以及这些洗涤剂的混合物。但是，特别优选用于甲醇洗涤，其中借助低温甲醇从气体混合物分离出组分。下面应当依照图1中所图示的实施例更详细地阐述本专利技术。【附图说明】图1所示为一种甲醇洗涤装置，其中在两个平行地运行的洗涤装置中对已转化的合成粗煤气和未转化的合成粗煤气进行处理。5【具体实施方式】为了获取用于燃气轮机的燃料，将除了含有氢和一氧化碳还含有二氧化碳和硫组分的未转化的合成粗煤气I导入热交换器El中，并在此与待加热的工艺流相对地进行冷却，然后可以经由管线2供应至被设计为吸收塔的洗涤装置Al的下部区域内。在通常在20与80巴之间的压力下运行并且包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
运行洗气设备的方法，其中在洗涤装置(A1)中利用预先加载有二氧化碳的洗涤剂(3，4)洗涤含有氢、一氧化碳、二氧化碳以及氧硫化碳和/或硫化氢的原料气(1)，从而基本上选择性地从原料气分离出硫组分，并产生脱硫的气体流(5，9)，其特征在于，使用不含硫的洗涤剂(3，4)，其在其被导入洗涤装置(A1)中时的二氧化碳分压等于或大于待脱硫的原料气(1)中的二氧化碳分压。

【技术特征摘要】
2012.08.09 DE 102012015727.4;2012.08.21 DE 1020121.运行洗气设备的方法，其中在洗涤装置(Al)中利用预先加载有二氧化碳的洗涤剂(3,4)洗涤含有氢、一氧化碳、二氧化碳以及氧硫化碳和/或硫化氢的原料气(I)，从而基本上选择性地从原料气分离出硫组分，并产生脱硫的气体流(5，9)，其特征在于，使用不含硫的洗涤剂(3，4)，其在其被导入洗涤装置(Al)中时的二氧化碳分压等于或大于待脱硫的原料气(I)中的二...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·布兰德尔，AM·菲舍尔，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：