專利名稱：用于洗滌合成氣體的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在第一運行模式中運行物理的氣體洗滌裝置的方法，在該氣體洗滌裝置中在第二運行模式中在吸附裝置中從氣體混合物(原料氣體)以兩級過程將第一和第二類物質(zhì)通過物理地起作用的洗滌介質(zhì)選擇地洗出，第一類物質(zhì)比第二類物質(zhì)在所述洗滌介質(zhì)中的溶解度差，所述氣體洗滌裝置具有用于使在所述吸附裝置中加載了洗出的物質(zhì)的洗滌介質(zhì)再生的再生部件，在所述再生部件中在第二運行模式中借助于中壓塔和與該中壓塔并聯(lián)運行的低壓塔產(chǎn)生兩個主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的具有不同壓力的塔頂產(chǎn)品并且所述塔頂產(chǎn)品被作為副產(chǎn)品輸出。此外，本發(fā)明還涉及一種物理的氣體洗滌裝置，該氣體洗滌裝置可以按照本發(fā)明的方法運行。
背景技術(shù)：
物理的氣體洗滌裝置被用來從氣體混合物中通過分離出氣體成分產(chǎn)生一產(chǎn)品，該產(chǎn)品在下面被稱為干凈氣體。所述物理的氣體洗滌裝置充分利用液體的特性吸收氣態(tài)物質(zhì)并且將氣態(tài)物質(zhì)保持在溶劑中，而不是在此使所述物質(zhì)化學(xué)地化合。氣體由液體的吸收良好程度并且與液體的鍵合良好程度通過其溶解度系數(shù)表達(dá)氣體在液體中溶解得越好，其溶解度系數(shù)就越高。溶解度系數(shù)與溫度有關(guān)并且一般隨著隨度的降低而升高。如果應(yīng)通過物理的洗滌從氣體混合物中溶解出氣體成分i，則為此需要用作洗滌劑的液體的最小流量Wmin，其可以非常良好地用下述方程計算Wmin = VAp^Xi)在該方程中，V代表氣體混合物的總流量，ρ代表氣體混合物中的壓力，λ i代表待洗出的氣體成分相對于所采用的洗滌介質(zhì)的溶解度系數(shù)。在氣體混合物的各成分的溶解度系數(shù)足夠強(qiáng)地不同的前提下，通過相應(yīng)地匹配洗滌介質(zhì)流量可以在一個洗滌步驟中將具有最高溶解度系數(shù)的氣體成分很大程度上與其余的氣體成分無關(guān)地分離出，也就是說選擇性地去除。按照相同的原理，以較高的洗滌介質(zhì)流量可在隨后的洗滌步驟中將另外的氣體成分或具有相似溶解度系數(shù)的氣體成分組選擇性地洗出。通過將從氣體混合物分離出并且溶解在洗滌介質(zhì)中的氣體成分去除，加載后的洗滌介質(zhì)在洗氣之后被再生。再生的洗滌介質(zhì)通常又被用來洗氣，而分離出的氣體成分要么被廢物處理掉要么用于經(jīng)濟(jì)上的利用。優(yōu)選采用物理的洗氣來凈化合成原料氣體，所述合成原料氣體以大技術(shù)比例由含碳或/和含烴的進(jìn)料例如通過用水蒸氣改性或通過局部氧化產(chǎn)生并且所述合成原料氣體通常除了期望的物質(zhì)氫(H2)和一氧化碳(CO)之外還含有一些不期望的成分如二氧化碳 (CO2)和硫成分如硫化氫( 和硫氧化碳(COS)。所述方法是合適的，因為所述原料氣體目前通常在高壓下產(chǎn)生并且物理的氣體洗的作用隨著運行壓力以第一接近線性地增加。對于合成原料氣體的凈化特別有意義的是甲醇洗。甲醇洗利用下述事實H2S、C0S 和ω2相對于甲醇的溶解度系數(shù)與H2和CO的溶解度系數(shù)非常不同。因為隨著溫度的降低所述不同升高并且從而通過共吸附導(dǎo)致的H2和CO損失降低，但是特別是因為CO2的溶解度系數(shù)隨著溫度的降低而大大升高，所以通常將具有遠(yuǎn)低于0°C溫度的甲醇洗滌介質(zhì)導(dǎo)入到洗滌塔中并且使之與待凈化的合成原料氣體強(qiáng)烈接觸。此外，該方法允許單獨地獲取硫成分和二氧化碳，因為硫成分具有顯著更大的溶解度系數(shù)，因此這兩個成分能夠很大程度上彼此無關(guān)地從加載后的甲醇洗滌介質(zhì)中分離出。通常在甲醇洗中產(chǎn)生具有時間恒定的組分的干凈氣體，吸附步驟針對所述組分優(yōu)化。但是也存在下述應(yīng)用，所述應(yīng)用可以是值得期望的能夠產(chǎn)生具有時間上改變的組分的干凈氣體。所述應(yīng)用中的一種是以名稱“整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)”或簡稱IGCC公知的過程。在該過程中，由化石類能量載體例如碳產(chǎn)生很大程度上由氫和二氧化碳組成的但是也具有硫成分的合成原料氣體，由該合成原料氣體在甲醇洗中獲取富氫的干凈氣體以及具有高純度的二氧化碳。將干凈氣體作為燃燒氣體供應(yīng)給燃?xì)廨啓C(jī)，而將二氧化碳作為副產(chǎn)品輸出給消費者或者通過封存來廢物處理。IGCC過程的目標(biāo)是從化石類能量載體獲取電流，而不會在此將對氣候有害的二氧化碳排放到大氣中。因此將二氧化碳(同樣硫成分)在甲醇洗中最大程度地從合成原料氣體中去除，從而使得干凈氣體幾乎完全由氫構(gòu)成。因為市場上可獲得的燃?xì)廨啓C(jī)不是被設(shè)計為用純氫運行，所以在將干凈氣體輸入給燃?xì)廨啓C(jī)之前用惰性氣體(例如氮)稀釋所述干凈氣體。如果用于從甲醇洗中分離出的二氧化碳的接受器(Abnehmer)暫時失靈或者所述二氧化碳因為沒有貯存裝置或壓縮機(jī)出故障而不能被封存，則有意義的是，使甲醇洗滌裝置這樣運行，使得合成原料氣體雖然脫硫，但是在干凈氣體中保留盡可能高份額的二氧化碳，由此降低用于稀釋干凈氣體的惰性氣體的需求。所述兩個運行模式以及它們之間的過渡運行在理想情況下應(yīng)能夠被同一甲醇洗滌裝置無需改裝地覆蓋。此外特別是必須保證干凈氣體在兩個運行模式中的每個中以及在過渡運行期間的脫硫。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提出本文開頭所述類型的方法以及一種用于實施該方法的設(shè)備，它們允許產(chǎn)生干凈氣體，干凈氣體的第一類物質(zhì)的含量可變化，但是其在任何情況下很大程度上無第二類物質(zhì)。所提出的任務(wù)在方法方面按照本發(fā)明通過以下方式解決，S卩，在吸附裝置中以單級過程洗出第一和第二類物質(zhì)，為此將一洗滌介質(zhì)流量導(dǎo)入到所述吸附裝置中，所述洗滌介質(zhì)流量小于在第二運行模式中為了選擇地洗出第一類物質(zhì)所需的洗滌介質(zhì)流量，但不小于物理地起作用的洗滌介質(zhì)的為了很大程度上分離出第二類物質(zhì)所需的最小流量。在第一運行模式中，與第二運行模式相比，通往吸附裝置的洗滌介質(zhì)流降低。優(yōu)選所述吸附裝置構(gòu)造為具有至少一個第一洗滌段和第二洗滌段的塔。為了將第一和第二類物質(zhì)在一個單級過程中洗出，將洗滌介質(zhì)要么僅僅導(dǎo)入到第一洗滌段或第二洗滌段中要么將在第一洗滌段中加載后的洗滌介質(zhì)的總流量進(jìn)一步導(dǎo)入到第二洗滌段中。在該運行方式中不可避免地除了第二類物質(zhì)之外也吸附第一類物質(zhì)，由此該氣體
4洗滌裝置由于相對小的洗滌介質(zhì)流量在比第二運行模式期間高的溫度水平上進(jìn)行并且所采用的洗滌介質(zhì)因此以較高的比率揮發(fā)。為了避免過度的洗滌介質(zhì)損失并且為了確保揮發(fā)的洗滌介質(zhì)在干凈氣體中的含量不超過預(yù)給定的極限值，本發(fā)明方法的一個符合目的要求的構(gòu)型提出，將通過氣體洗滌裝置產(chǎn)生的氣相優(yōu)選逆著外冷來冷卻，以便使包含的洗滌介質(zhì)蒸汽很大程度上冷凝出。所述氣相也可以在吸附裝置內(nèi)部冷卻，其中，形成的冷凝物被直接回輸并且用作用于洗氣的洗滌介質(zhì)。但是也可以有意義的是，所述氣相在離開吸附裝置之后才冷卻并且在此出現(xiàn)的冷凝物在分離器中被捕獲。在該變型方案中，所述氣相從分離器中作為干凈氣體被進(jìn)一步引導(dǎo)，而液相被導(dǎo)入到氣體洗滌裝置的再生部件中。用來洗氣的洗滌介質(zhì)的流量允許將第二類物質(zhì)很大程度上從原料氣體中洗出，而第一類物質(zhì)僅僅被不完全地去除，從而使得得到的干凈氣體具有第一類物質(zhì)。但是在任何情況下將第一類物質(zhì)的一部分從原料氣體中分離出，因為即使在采用洗滌介質(zhì)的對于很大程度上分離出第二類物質(zhì)所需的最小流量時也不可避免地共吸附第一類物質(zhì)并且將其從所述原料氣體中去除。在洗氣時被加載的洗滌介質(zhì)因此除了第二類物質(zhì)之外也含有第一類物質(zhì)，所述第一類物質(zhì)在洗滌介質(zhì)再生時必須被分離出。值得期望的是，第一類物質(zhì)在所述再生時以一個純度獲得，所述純度允許第一類物質(zhì)能夠作為副產(chǎn)品輸出給消費者或釋放到環(huán)境中。為了能夠以足夠高的純度獲得溶解在所述加載后的洗滌介質(zhì)中的第一類物質(zhì)，本發(fā)明方法的一個優(yōu)選的變型方案提出，使物理的氣體洗滌裝置的再生部件中的中壓塔和低壓塔串聯(lián)運行，其中，加載有第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)的洗滌介質(zhì)減壓膨脹到中壓塔中。在此釋放的氣相除了第一類物質(zhì)之外也含有第二類物質(zhì)，從而所述中壓塔的塔頂產(chǎn)品不具有對于副產(chǎn)品所需的純度并且因此為了進(jìn)一步處理優(yōu)選在低壓塔的塔底空間中被輸送給低壓塔。為了逆洗第二類物質(zhì)(所述第二類物質(zhì)在所述加載后的洗滌介質(zhì)減壓膨脹到低壓塔中時與第一類物質(zhì)一起轉(zhuǎn)換為氣相)，有意義的方式是采用無第二類物質(zhì)的洗滌介質(zhì)。 因為與在第二運行模式中不同的是，在第一運行模式中不能從吸附裝置抽出洗滌介質(zhì)(所述洗滌介質(zhì)也僅僅近似無第二類物質(zhì))，本發(fā)明方法的一個符合目的要求的構(gòu)型提出，將再生的洗滌介質(zhì)引導(dǎo)至低壓塔的塔頂，以便在那里為了逆洗第二類物質(zhì)能夠被采用。因此這是可以的，因為通往吸附裝置的未被加載的洗滌介質(zhì)流與第二運行模式相比在第一運行模式中顯著降低，但是氣體洗滌裝置的再生部件以相同的負(fù)載、即以如在第二運行模式中那樣的循環(huán)的洗滌介質(zhì)流量運行。因為被引導(dǎo)至低壓塔塔頂?shù)南礈旖橘|(zhì)無第一類物質(zhì)，所以所述洗滌介質(zhì)除了第二類物質(zhì)之外(所述洗滌介質(zhì)用于所述第二類物質(zhì)的逆洗)也以增高的程度吸附第一類物質(zhì)。為了防止洗滌介質(zhì)在此太強(qiáng)烈地變熱并且降低其鍵合第二類物質(zhì)的能力，本發(fā)明方法的一個符合目的要求的構(gòu)型提出，通過設(shè)置在低壓塔的上部區(qū)域中并且以外冷運行的冷卻級來冷卻所述洗滌介質(zhì)。來自低壓塔塔底的富集第二類物質(zhì)的洗滌介質(zhì)符合目的要求地被泵到中壓塔的塔頂上。低壓塔和中壓塔這樣運行，使得從低壓塔的塔頂可抽出主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的物質(zhì)流，所述物質(zhì)流由于其純度作為副產(chǎn)品輸出給消費者和/或排到大氣中。
氣體洗滌裝置的效率通常隨著溫度(在所述溫度下實施洗滌)的降低而升高。因此特別是甲醇洗滌裝置在遠(yuǎn)低于水冰點的溫度下工作。為了補(bǔ)償冷量損失，使加載后的洗滌介質(zhì)在氣體洗滌裝置的再生部件中放冷做功地減壓膨脹，其中，吸附的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣相。 本發(fā)明方法的一個優(yōu)選構(gòu)型提出，從低壓塔抽出一液相并且使之放冷做功地減壓膨脹，其中，壓縮產(chǎn)生的氣相并且將其回輸至中壓塔。原則上，本發(fā)明的方法適合于運行任何類型的物理氣體洗滌裝置。但是特別是適合于運行下述氣體洗滌裝置，在所述氣體洗滌裝置中，將二氧化碳和/或硫化合物從原料氣體中洗出，所述原料氣體涉及含氫的合成原料氣體。如果所述物理氣體洗滌裝置涉及甲醇洗滌裝置，則可以特別有利地進(jìn)行應(yīng)用。此外，本發(fā)明還涉及一種用于實施物理洗氣的設(shè)備，該設(shè)備具有吸附裝置，在所述吸附裝置中從氣體混合物(原料氣體)中能夠在一個兩級過程中通過物理地起作用的洗滌介質(zhì)將第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)選擇地洗出，所述設(shè)備還具有用于使在吸附裝置中加載了洗出的物質(zhì)的洗滌介質(zhì)再生的再生部件，該再生部件具有中壓塔和低壓塔，利用所述中壓塔和低壓塔能夠產(chǎn)生主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的具有不同壓力的塔頂產(chǎn)品，所述塔頂產(chǎn)品能夠作為副產(chǎn)品供應(yīng)給消費者或廢物處理裝置。所提出的任務(wù)在設(shè)備方面按照本發(fā)明通過以下方式解決，S卩，吸附裝置可以這樣運行，使得第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)可共同地在一個單級過程中從原料氣體中洗出。優(yōu)選吸附裝置構(gòu)造為具有至少一個第一洗滌段和第二洗滌段的塔。為了將第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)從原料氣體中選擇地洗出，可將未加載有第一和第二類物質(zhì)的洗滌介質(zhì)以一個流量供入到第一洗滌段中，所述流量足以將第一類物質(zhì)從已經(jīng)在第二洗滌段中去除了第二類物質(zhì)的原料氣體中很大程度上分離出。為了分離出第二類物質(zhì)，可將所述在第一洗滌段中加載了第一類物質(zhì)的洗滌介質(zhì)的一部分以所需的流量導(dǎo)入到第二洗滌段中。第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)以一個單級過程的洗出可通過以下方式實現(xiàn)，即，要么將洗滌介質(zhì)僅僅導(dǎo)入到第一或?qū)氲降诙礈於沃幸磳⑺鲈诘谝幌礈於沃屑虞d后的洗滌介質(zhì)的總流量進(jìn)一步導(dǎo)入到第二洗滌段中。為了使洗滌介質(zhì)損失最小化并且始終能夠保持干凈氣體中允許的洗滌介質(zhì)極限值，本發(fā)明設(shè)置通過可外冷運行的冷卻級，所述冷卻級集成到吸附裝置中或者連接在該吸附裝置下游。包含在經(jīng)洗滌的氣體混合物中的洗滌介質(zhì)蒸汽可以通過該冷卻級冷凝出并且從而從所述干凈氣體中去除。如果所述冷卻級連接在吸附裝置下游，則本發(fā)明的裝置具有用于使在該冷卻級中冷凝的洗滌介質(zhì)與氣相分離的分離器。本發(fā)明的設(shè)備的特征是，中壓塔和低壓塔可以彼此串聯(lián)或并聯(lián)連接。在兩個塔串聯(lián)連接的情況下可以至少將低壓塔的塔頂產(chǎn)品作為副產(chǎn)品輸出。本發(fā)明設(shè)備的一個構(gòu)型設(shè)有壓縮機(jī)，通過所述壓縮機(jī)在中壓塔和低壓塔串聯(lián)連接的情況下能夠?qū)⒁孕毫Τ霈F(xiàn)的、富含第一類物質(zhì)的氣相作為提純氣體回輸?shù)街袎核?。本發(fā)明設(shè)備的一個另外的構(gòu)型設(shè)有泵，通過所述泵在中壓塔和低壓塔串聯(lián)連接的情況下能夠?qū)⒁簯B(tài)餾分從低壓塔的塔底空間抽出并且輸出給中壓塔的塔頂。按照本發(fā)明，低壓塔構(gòu)造有塔頂冷卻器，所述塔頂冷卻器在需要時能夠以外冷運行。本發(fā)明的設(shè)備適合于處理任意的氣體混合物。但是所述設(shè)備特別是適合于將二氧化碳和硫化合物從含氫的合成原料氣體中選擇地分離出。為此優(yōu)選可采用甲醇作為物理地起作用的洗滌介質(zhì)。


借助于圖1中示意性示出的實施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實施方案。
具體實施例方式該實施例是甲醇洗滌裝置，在該甲醇洗滌裝置中，合成原料氣體借助于液態(tài)和深冷的甲醇洗滌，所述合成原料氣體除了氫之外還含有二氧化碳和硫成分。在洗滌時產(chǎn)生的富氫的干凈氣體作為燃燒氣體供應(yīng)給燃?xì)廨啓C(jī)。在第一運行模式中產(chǎn)生干凈氣體，所述干凈氣體雖然沒有硫成分，但是含有二氧化碳，而在第二運行模式中不僅將硫成分而且將二氧化碳很大程度上從所述合成原料氣體中洗出。在圖1中，在第一運行模式中打開并且在第二運行模式中閉合的截止機(jī)構(gòu)用a表示，而在第二運行模式中打開并且在第一運行模式中閉合的截止機(jī)構(gòu)用b表示。待洗滌的合成原料氣體通過管路1導(dǎo)入到熱交換器Wl中并且在那里逆著待加熱的過程流冷卻。在冷卻時導(dǎo)致部分冷凝，從而通過管路2可將雙相的物質(zhì)混合物在構(gòu)造為塔的吸附裝置A的下部區(qū)域中提供給該吸附裝置。所述塔A具有下部的洗滌段Sl和上部的洗滌段S2，這些洗滌段通過煙 底板Kl彼此隔開。所述雙相的物質(zhì)混合物2的氣相在所述塔A中被向上引導(dǎo)并且在此與通過管路3導(dǎo)入到洗滌段S2中的甲醇洗滌介質(zhì)強(qiáng)烈接觸。 通過管路4和5將已經(jīng)預(yù)加載有洗出的物質(zhì)的甲醇洗滌介質(zhì)進(jìn)一步導(dǎo)入到洗滌段Sl中，在那里，所述甲醇洗滌介質(zhì)在加載有二氧化碳和硫成分地通過管路6從所述塔A的塔底空間抽出之前，所述甲醇洗滌介質(zhì)將另外的物質(zhì)從所述合成原料氣體中吸附出。供入的甲醇洗滌介質(zhì)3的流量通過調(diào)整機(jī)構(gòu)c這樣調(diào)節(jié)，使得確保所述硫成分的很大程度上的去除，但是在此應(yīng)將盡可能少的二氧化碳從合成原料氣體中分離出。為了這個目的所需的洗滌介質(zhì)流量大大小于對于完全分離硫成分和二氧化碳所需的洗滌介質(zhì)流量，所述塔A在所述第二運行模式中以后述洗滌介質(zhì)流量運行。在洗氣時釋放的溶解熱的一部分通過熱交換器W2冷卻，所述熱交換器以從設(shè)備邊界的另一側(cè)供入的外冷和/或以冷甲醇運行。由于所述相對較少的洗滌介質(zhì)流量，塔A中的溫度水平在所述第一運行模式期間比在第二運行模式期間高，從而使得通過管路7離開所述塔A的氣體流具有增高的甲醇含量。因此所述氣體流通過管路8改道并且在熱交換器W3中逆著外冷這樣程度地冷卻，使得將過量的甲醇冷凝出。在冷卻時形成的物質(zhì)混合物在分離器Dl中被分離，從所述分離器通過管路9將干凈氣體抽出并且通過管路10將液態(tài)甲醇抽出。由氫和二氧化碳構(gòu)成的干凈氣體通過管路7進(jìn)一步導(dǎo)入到熱交換器Wl中、逆著合成原料氣體1加熱并且最終作為燃料通過管路11供應(yīng)給燃?xì)廨啓C(jī)(未示出)。甲醇流6和10減壓膨脹到分離器D2中。在此形成的氣相主要由在洗氣時共吸附的氫構(gòu)成，該氣相通過管路12抽出并且通過管路13供應(yīng)給熱交換器Wl。通過管路14將變熱的氣體導(dǎo)回到合成氣體產(chǎn)生器、即CO轉(zhuǎn)換裝置(這兩者都沒示出)或熱交換器W3前面。加載有硫成分和二氧化碳的甲醇15在中壓塔M的中部輸入給該中壓塔。所述中壓塔M在比所述第二運行模式中高約Ibar的壓力下運行，在該第二運行模式下該中壓塔用于將典型地具有3至4. ^ar之間壓力的二氧化碳產(chǎn)品從所述加載后的甲醇洗劑介質(zhì)中分離出。 富二氧化碳并且含有硫成分的氣相被從中壓塔M的塔頂抽出并且通過管路17作為提純氣體導(dǎo)入到低壓塔N的塔底空間中。該塔也以比在第二運行模式中高約Ibar的壓力工作，在那里該低壓塔用于生產(chǎn)典型地具有1. 5至2. 5bar之間壓力的二氧化碳。為了逆洗硫成分， 在低壓塔N的塔頂供入再生的甲醇18。從下部的煙@底板K3將富含硫成分的甲醇通過管路19從低壓塔N抽出并且借助于泵Pl泵到中壓塔M的塔頂上，在那里所述甲醇被用來逆洗硫成分。為了將在吸附二氧化碳時在低壓塔N的上部區(qū)域中釋放的熱排出并且從而能夠保持更低的并且對于逆洗硫成分更有利的溫度水平，所述低壓塔N裝備有可通過外冷運行的冷卻級W4，所述冷卻級僅僅在第一運行模式中需要。將具有產(chǎn)品純度的二氧化碳通過管路21從低壓塔N的塔頂抽出、在熱交換器Wl中加熱并且最終通過管路22提供給接受器或封存或排到大氣中。將加載的甲醇27從中壓塔M的下部的煙囪底板K2中抽出并且減壓膨脹到分離器 D4中并且膨脹到接近大氣壓的壓力。在此產(chǎn)生的液相觀具有在該洗滌過程中最低的溫度并且借助于泵P2回輸至中壓塔M的塔底，其中，所述液相在熱交換器W5中逆著再生的甲醇 3加熱。來自分離器D4的氣相37被進(jìn)一步引導(dǎo)到分離器D3中，所述塔M和N的塔底產(chǎn)品 23和M也減壓膨脹到該分離器中。非常富含硫成分的液相25被供應(yīng)給熱再生裝置(未示出)，在所述熱再生裝置中，加載后的甲醇通過分離出硫成分而完全再生。最終通過管路3 將再生的甲醇從所述熱再生裝置中又導(dǎo)回到吸附塔A或?qū)Щ氐降蛪核﨨。借助于兩個壓縮機(jī)Vl和V2將來自吸附器D4的主要由二氧化碳構(gòu)成的氣相沈引導(dǎo)至中壓塔M，在那里所述氣相用作提純氣體。為了將甲醇洗滌裝置從上述具有最小二氧化碳分離的第一運行方式轉(zhuǎn)換為具有最大二氧化碳分離的第二運行方式，首先需要在吸附塔A的塔頂處提高再生甲醇3的流量。 必然與此相關(guān)的是降低通往低壓塔N塔頂?shù)募状剂?8。為了保證二氧化碳流21中的硫含量即使在該情況下也不超過允許的最高值，將兩個塔M和N中的壓力提高約lbar。一旦吸附塔A的最上面的煙囪底板(未示出)上的液態(tài)甲醇的硫含量足夠低，就將截止機(jī)構(gòu)d打開，由此使得貧硫甲醇的一部分通過管路四抽出并且可減壓膨脹到所述塔N的塔頂上。同時可進(jìn)一步提高流量3，從而將更高百分比的二氧化碳從合成原料氣體2中去除。通過這種方式繼續(xù)地，吸附塔A中硫成分的濃度曲線總是下降。一旦設(shè)置在遠(yuǎn)處下部的煙囪底板的一個上的硫濃度足夠低，則將甲醇從該煙囪底板抽出并且引導(dǎo)至所述塔N的塔頂。隨著吸附塔A中的硫成分的濃度曲線的移動而出現(xiàn)甲醇洗滌裝置中的溫度水平的下降。特別是吸附塔A和兩個塔M和N中的溫度下降。相應(yīng)地，可降低向冷卻級W2和W4以及向熱交換器 W3供入的外冷。一旦干凈氣體11中的二氧化碳含量降低到約10%體積百分比，則將兩個塔M和N 從串聯(lián)運行轉(zhuǎn)換為并聯(lián)運行。為此，在相應(yīng)的截止機(jī)構(gòu)a和b被同時轉(zhuǎn)換之前首先調(diào)節(jié)所述兩個塔中的壓力水平。在洗滌段S2中加載有二氧化碳的甲醇的絕大部分通過管路4減壓膨脹到分離器D5中，從而僅僅將對于洗出硫成分所需的甲醇最小流量通過管路5導(dǎo)入到洗滌段Sl中。在分離器D5中形成的氣相30的絕大部分由共吸附的氫構(gòu)成，所述氣相與來自分離器D2的氣相12匯合并且與該氣相12共同地通過管路13被進(jìn)一步引導(dǎo)。通過管路
87從吸附塔A的塔頂抽出的干凈氣體很大程度上由氫構(gòu)成，所述干凈氣體在熱交換器Wl中被加熱之后通過管路11被進(jìn)一步引導(dǎo)并且在用氮或其他惰性氣體稀釋之后作為燃燒氣體供應(yīng)給燃?xì)廨啓C(jī)(未示出)。來自分離器D5的實際上無硫但是加載有二氧化碳的液相31通過管路32和33減壓膨脹到所述兩個塔M和N的塔頂上，在那里所述液相被用來逆洗硫成分。從塔M的下部的煙囪底板K2抽出甲醇(所述甲醇已經(jīng)富含硫成分但是還含有二氧化碳)并且所述甲醇為了進(jìn)一步富硫而通過管路34減壓膨脹到所述低壓塔N的中部。出于相同的原因也將來自中壓塔M塔底的甲醇35減壓膨脹到低壓塔N的塔底空間中。將甲醇36從低壓塔N的下部的煙囪底板K3中抽出并且減壓膨脹到分離器D4中并且減壓膨脹到接近大氣壓的壓力。這里產(chǎn)生的液相觀具有在該洗滌過程中最低的溫度并且借助于泵P2回輸至中壓塔M的塔底，其中，該液相在熱交換器W5和W6中逆著再生甲醇3和加載有二氧化碳的甲醇4加熱。來自分離器D4的氣相37被進(jìn)一步引導(dǎo)至分離器D3 中，低壓塔N的塔底產(chǎn)品M也減壓膨脹到所述分離器D3中。非常富含硫成分的液相25被供應(yīng)給熱再生裝置(未示出)，在所述熱再生裝置中，所述加載后的甲醇通過分離出硫成分而完全再生。最終通過管路3將再生甲醇又導(dǎo)回到吸附塔A。來自分離器D3的很大程度上由二氧化碳構(gòu)成的氣相38通過壓縮機(jī)Vl作為提純氣體回輸至低壓塔N。從所述兩個塔M和N的塔頂抽出富二氧化碳的流16和21，其中，流16的壓力典型地比流21的壓力高約lAbar。在它們在熱交換器Wl中被加熱之后，所述兩個流作為中壓 C02產(chǎn)品20或作為低壓C02產(chǎn)品22被進(jìn)一步引導(dǎo)并且提供給接受器或者封存。
權(quán)利要求
1.用于在第一運行模式中運行物理的氣體洗滌裝置的方法，在該氣體洗滌裝置中在第二運行模式中在吸附裝置(A)中從氣體混合物(原料氣體)(1)以兩級過程將第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)(Si，S2)通過物理地起作用的洗滌介質(zhì)(3，幻選擇地洗出，第一類物質(zhì)比第二類物質(zhì)在所述洗滌介質(zhì)中的溶解度差，所述氣體洗滌裝置具有用于使在所述吸附裝置中加載了洗出的物質(zhì)的洗滌介質(zhì)(4，6)再生的再生部件，在所述再生部件中在第二運行模式中借助于中壓生產(chǎn)塔(M)和與該中壓生產(chǎn)塔并聯(lián)運行的低壓生產(chǎn)塔(N)產(chǎn)生兩個主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的具有不同壓力的塔頂產(chǎn)品(16，21)并且所述塔頂產(chǎn)品被作為副產(chǎn)品00， 22)輸出，其特征在于，在所述吸附裝置(A)中以單級過程洗出第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)， 為此將一洗滌介質(zhì)流量C3)導(dǎo)入到所述吸附裝置(A)中，所述洗滌介質(zhì)流量小于在第二運行模式中為了選擇地洗出第一類物質(zhì)所需的洗滌介質(zhì)流量，但不小于物理地起作用的洗滌介質(zhì)的為了很大程度上分離出第二類物質(zhì)所需的最小流量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述中壓塔(M)和低壓塔(N)串聯(lián)運行以使加載后的洗滌介質(zhì)(6)再生。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述低壓塔(N)的塔頂通過外冷來冷卻。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的方法，其特征在于，將無需用來將第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)從所述原料氣體(1)中去除的洗滌介質(zhì)(18)引導(dǎo)至所述低壓塔(N)的塔頂。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的方法，其特征在于，在所述低壓塔(N)中產(chǎn)生主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的塔頂產(chǎn)品(21)，所述塔頂產(chǎn)品被作為副產(chǎn)品02)輸出和/或排到大氣中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的方法，其特征在于，借助于甲醇(3，5)將二氧化碳和硫化合物從含氫的合成原料氣體(1)中洗出。
7.用于實施物理的氣體洗滌的設(shè)備，該設(shè)備包括吸附裝置(A)，在該吸附裝置中能夠從氣體混合物(原料氣體)(1)以兩級過程通過物理地起作用的洗滌介質(zhì)(3，幻將第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)洗出；該設(shè)備還包括用于使在所述吸附裝置中加載了洗出的物質(zhì)的洗滌介質(zhì)(4，6)再生的再生部件，所述再生部件具有中壓塔(M)和低壓塔(N)，利用所述中壓塔和低壓塔能夠產(chǎn)生主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的具有不同壓力的塔頂產(chǎn)品(16，21)，所述塔頂產(chǎn)品能夠作為副產(chǎn)品(20，22)被供應(yīng)給消費者或被廢物處理，其特征在于，所述吸附裝置 (A)能夠這樣運行，使得第一類物質(zhì)和第二類物質(zhì)能夠共同地以一個單級過程從所述原料氣體(1)中洗出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的設(shè)備，其特征在于，所述中壓塔(M)和低壓塔(N)能夠并聯(lián)地或串聯(lián)地運行。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8的設(shè)備，其特征在于，所述低壓塔(N)構(gòu)造有塔頂冷卻器(W4)， 所述塔頂冷卻器能夠通過外冷來冷卻。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9之一的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備適合于借助于甲醇(3，5) 從含氫的合成原料氣體(1)中分離出二氧化碳和硫化合物。
全文摘要
用于洗滌合成氣體的方法和設(shè)備。特別是用于在第一運行模式中運行物理的氣體洗滌裝置的方法以及氣體洗滌裝置，在氣體洗滌裝置中將第一和第二類物質(zhì)通過物理地起作用的洗滌介質(zhì)選擇地洗出，氣體洗滌裝置具有使在吸附裝置中加載了洗出的物質(zhì)的洗滌介質(zhì)再生的再生部件，在再生部件中借助于中壓塔和低壓塔產(chǎn)生兩個主要由第一類物質(zhì)構(gòu)成的具有不同壓力的塔頂產(chǎn)品并作為副產(chǎn)品輸出。在第一運行模式中在吸附裝置中以單級過程洗出第一和第二類物質(zhì)，為此將洗滌介質(zhì)流量導(dǎo)入到吸附裝置中，洗滌介質(zhì)流量小于在第二運行模式中為了選擇地洗出第一類物質(zhì)所需的洗滌介質(zhì)流量，但不小于物理地起作用的洗滌介質(zhì)的為了很大程度上分離出第二類物質(zhì)所需的最小流量。
文檔編號B01D53/14GK102266706SQ20111010462
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月2日
發(fā)明者A·布蘭德爾, A·普雷利普恰努, S·格羅布 申請人:林德股份公司