CN100531864C - 处理具有随时间变化的污染物浓度的负载溶剂物流的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种处理具有随时间变化的污染物浓度的负载溶剂物流的方法,该方法包括如下步骤:(a)提供多个储槽;(b)根据其污染物浓度将负载溶剂物流输送到一个或多个储槽中;和(c)使负载溶剂物流从多个储槽流出,以获得降低的随时间变化污染物浓度的平稳负载溶剂物流。本发明进一步提供含有循环溶剂物流的环路的处理设备,该环路包括平稳污染物峰值浓度的装置,所述装置包括多个储槽,每个储槽具有至少一个入口和装有出口阀的出口,该装置进一步包括对进入一个或多个储槽的溶剂流量进行控制的入口分配器。
Description
技术领域
本发明涉及处理具有随时间变化的污染物浓度的负载溶剂物流的方法和处理设备。
背景技术
负载溶剂物流可以从脱除污染物的方法中获得,该污染物例如是用新鲜溶剂洗涤气体物流而来自气体物流的酸性化合物。使用脱除诸如酸性气体的污染物的溶剂是公知的,例如参考书籍A.L.Kohl和F.C.Riesenfeld,1974,GasPurification,第二版,Gulf出版公司,Houston和R.N.Maddox,1974,Gasand Liquid Sweetening,Campbell Petroleum系列。
优选地,在连续方法中使用可再生溶剂。
通常,通过脱除污染物和再生溶剂来处理负载溶剂物流。可以例如通过使负载溶剂物流与合适的汽提剂接触,并从负载汽提剂中脱除污染物,而从负载溶剂物流中脱除污染物。如果负载溶剂中的污染物浓度随时间变化,那么负载汽提剂中的污染物浓度也会随时间变化。从污染物浓度随时间变化的负载汽提剂中脱除污染物会产生一些问题,特别是当脱除这种污染物时需要的诸如温度、压力、催化床尺寸等条件在很大程度上依赖于污染物的浓度时。
因此期望提供一种处理方法,其能够进一步处理具有污染物浓度随时间变化的负载溶剂。
发明内容
为此,本发明提供一种处理具有随时间变化的污染物浓度的负载溶剂物流的方法,该方法包括如下步骤:(a)提供多个储槽;(b)将依赖其污染物浓度的负载溶剂物流输送到一个或多个储槽中;和(c)使负载溶剂物流从多个储槽流出,以获得降低的随时间变化污染物浓度的平稳负载溶剂物流。
步骤(b)和步骤(c)可以顺序进行,但也可以平行进行。
本发明进一步提供包含循环溶剂物流的环路的处理设备,该环路包括平稳污染物峰值浓度的装置,所述装置包括多个储槽,每个储槽至少具有一个入口和带有出口阀的出口,该装置进一步包括入口分配器,以控制进入一个或多个储槽中的溶剂流量。
代替诸如单个搅拌槽而使用多个储槽具有好处。在单个搅拌槽中,在储槽中收集和搅拌负载溶剂。当使用单个搅拌槽时,引起的问题是必须采用一定措施以确保整个槽被搅拌以获得均匀的污染物浓度。
当使用单一搅拌槽时,另一个问题是进入单一搅拌槽的负载溶剂的入口峰总是导致出口峰。只有在无穷大的槽时才可以消除该出口峰。当使用多个储槽时,可以在溶剂物流中获得平稳的污染物峰值浓度。按本发明方法处理之后,处理的溶剂物流中的污染物浓度显示出较小的随时间波动。
本发明的方法和处理设备能确保来自多个储槽的最后出口流量(其为第一和第二出口物流的组合物流)具有降低的随时间变化的污染物浓度。
具体实施方式
负载溶剂物流中随时间变化的污染物浓度的平稳在污染物脱除设备的最佳操作是希望的,其中在污染物脱除单元中从负载溶剂物流中脱除污染物。
一种特别情况是负载溶剂物流来自脱除气体物流中污染物的上游装置时。该情况例如发生在气体处理设备中,其中在含有至少一个吸附剂床的上游装置中从负载气体物流中脱除污染物,特别是硫污染物如硫醇和/或硫化氢。当上游装置含有两个床时,一个床为吸附模式(即床的操作条件使污染物从负载气体物流中吸附到床上),而另一个床为再生模式(即床的操作使污染物从床上解吸到再生气体物流中)。由于再生及因此的污染物解吸,通常发生在相对短的时间段内,再生气体中污染物的浓度随时间不恒定。相反,存在一些时间间隔,其中污染物的浓度与长时间段内污染物的平均浓度相比相对较高(峰值浓度),也存在一些时间间隔,其中污染物的浓度与长时间段内污染物的平均浓度相比相对较低(谷底浓度)。
通常,具有随时间变化的污染物浓度的再生气体物流可通过将其与溶剂接而触进行纯化,由此污染物从再生气体物流转移到溶剂中。按该方式,可获得负载有随时间变化污染物浓度的污染物的溶剂物流,因为再生气体物流中污染物的峰值浓变和谷底浓度转化为负载溶剂物流中的峰值浓度和谷底浓度。换句话说,再生气体物流将具有随时间变化的污染物浓变。
当纯化具有随时间变化污染物浓度的负载溶剂物流时,通常使溶剂物流与适宜的汽提剂接触,获得负载有污染物的汽提剂物流。通常在污染物回收装置中将污染物从该负载汽提剂中脱除。
在污染物回收装置中,污染物转化为适于从污染物回收装置中排放的产物。通常,污染物回收装置中的操作条件设定为能够转化负载汽提剂物流中特定范围的污染物浓度。如果负载汽提剂物流含有随时间变化的污染物浓度,那么污染物回收装置中的操作条件必须在每次污染物的浓度超出该范围时进行调整,使其能够将污染物转化至希望的水平。这就需要更复杂的污染物回收装置,因此导致烦琐的过程。
本发明的方法能够脱除浓度随时间变化的污染物,结果是负载气体物流具有恒定的污染物浓度。该方法优于无法处理负载溶剂中随时间变化的污染物浓度的常规方法。
下面通过实施例并参照图1更详细地描述本发明。
图1示意性示出了本发明的典型处理设备。该处理设备包含循环溶剂物流的环路,其用数字1标示的矩形表示。该环路包括吸收器单元,其用数字2标示的矩形表示,平稳污染物峰值浓度的装置用数字3标示的矩形表示,再生器单元用数字4标示的矩形表示。
吸收器单元2包括具有出口和入口的吸收器5。负载有污染物的气体物流可以通过入口6进入吸收器。在吸收器中,负载有污染物的气体物流通过管线21接触再生溶剂,由此污染物从气体物流中转移到溶剂中,生成负载溶剂物流。处理过的气体物流通过管线7离开吸收器。气体吸收器包括内构件8。吸收器中气体混合物接触吸收溶剂的内构件是现有技术中公知的,可以包括接触层,合适的是5-80个接触层,诸如浮阀塔板、泡罩塔板、挡板等。也可以应用规整填料。吸收器的一个出口通过管线9与平稳污染物峰值浓度的装置3相连。
平稳污染物峰值浓度的装置包括入口分配器10、第一储槽11和第二储槽12。入口分配器10允许溶剂通过入口13流入第一储槽11或通过入口14流入第二储槽12。
优选的合适入口分配器是三通阀(如图1所示),按这种方式设计以使在一个时间间隔内溶剂只被导入到一个储槽中。这样可将溶剂导入到第一储槽中,或替代地导入到第二储槽中。
另一优选入口分配器是两个独立控制阀系统(图1未示出),一个控制阀与第一储槽相连,另一个控制阀与第二储槽相连,两个控制阀的调整方式是,当在一特定时间间隔内,一个控制阀允许溶剂物流流入一个储槽,另一个控制阀则阻止溶剂物流流入另一个储槽。替代地,两个控制阀的调整方式是,允许溶剂物流同时流入两个储槽中。优选设置入口分配器,以根据负载溶剂物流的浓度将其导入储槽。这可以基于如上所述的污染物浓度随时间变化的知识,和/或基于使用确定污染物浓度的装置所收集的信息。
第一储槽具有出口15,第二储槽具有出口16。这两个出口都装有阀,可以允许或阻止储槽中所含的溶剂通过出口流出储槽。出口15和16均与管线17相连。管线17与再生器单元3相连。
再生器单元3包含带有出口和入口的再生器18。管线17与再生器入口4相连。再生器或汽提塔是公知的。再生器视情况可含有内构件19。再生器中,加热负载溶剂物流,并与例如汽提气体物流的汽提剂物流相接触,从而污染物从溶剂物流转移到汽提剂物流,生成负载气体物流和再生溶剂。负载汽提剂物流可以通过出口20离开再生器单元。再生溶剂物流可以通过管线21送回到吸收器,从而完成循环。
本发明的方法中,负载溶剂物流根据其污染物浓度进料到一个或多个储槽中。通常有利的是将负载溶剂物流导入第一或第二储槽中。但在一些情况下,例如依赖于储槽注入水平,也优选同时进料到一个以上储槽中。
应该理解,本发明也包括含有2个以上储槽的系统。例如,用于峰值浓度的储槽可以分成两个或多个更小的储槽以使混合更容易,而两个或多个更小的储槽作为一个储槽同时进行操作。相似地,用于谷底浓度的储槽也可以分成两个或多个更小的储槽,而两个或多个更小的储槽作为一个储槽同时进行操作。另一个实例是根据多个污染物浓度阈值,例如高污染物浓度、中间污染物浓度和低污染物浓度将负载溶剂物流加入多个储槽。应该理解,过程控制的细节依赖于溶剂物流的污染物和/或污染物浓度的变化,并可以进行调整,以在处理过的溶剂物流中获得所需的随时间变化的污染物浓度的降低。
为了能够根据污染物浓度将负载溶剂物流加入储槽,需要有关污染物浓度随时间变化的知识。
在一个实施方式中,由于其得自上游过程步骤,所以污染物浓度随时间变化的知识提前获知。例如,如上所述,再生气体物流中污染物峰值浓度和谷底浓度将转变为负载溶剂物流中污染物峰值浓度和谷底浓度。因此,在从上游过程中得到负载溶剂物流的情况下,负载溶剂物流中污染物浓度随时间的变化可以从上游过程中污染物浓度的随时间变化得到。该信息对于根据污染物浓度将负载溶剂物流加入储槽中通常已足够了,没有必要测量污染物浓度。
因此,在优选实施方式中,本发明是处理具有随时间变化的污染物浓度的负载溶剂物流的方法,该方法包括如下步骤:(a)在时间间隔t1内将至少部分负载溶剂物流引入到第一储槽,第一储槽流出第一出口溶剂物流;(b)在时间间隔t2内将至少部分负载溶剂物流引入到第二储槽,第二储槽流出第二出口溶剂物流;和(c)将流出储槽的第一和第二出口溶剂物流合并成最后的出口溶剂物流。
在一具体的实施方式中,本发明是处理具有随时间变化的污染物浓度的负载溶剂物流的方法,该方法包括如下步骤:(a)在时间间隔t1内将负载溶剂物流引入到第一储槽,第一储槽流出第一出口溶剂物流;(b)在时间间隔t2内将负载溶剂物流引入到第二储槽,第二储槽流出第二出口溶剂物流;和(c)将流出储槽的第一和第二出口溶剂物流合并成最后的出口溶剂物流。
时间间隔t1(峰值浓度)和时间间隔t2(谷底浓度)分别指一段长时间内的污染物浓度与污染物的平均浓度相比相对较高的时间间隔(t1)和污染物浓度与一段长时间内的污染物的平均浓度相比相对较低的时间间隔(t2)。
当第一出口流量是溶剂的(t1/T)*循环流量和第二出口流量是溶剂的(t2/T)*循环流量的时候,该方法是极其有利的,其中,运行周期时间T定义为t1和t2的和。
如前所述,具有峰值浓度和谷底浓度的负载溶剂物流可以源自含有至少两个吸附剂床的上游装置。运行周期时间T将会是最短的时间间隔(周期),其后,再生气体物流的污染物浓度与时间的函数进行自我重复。
在用于脱除污染物的技术对浓度波动敏感的情况下,污染物浓度的波动特别麻烦。实例是脱除硫醇或硫化氢。
在希望尽可能降低波动的情况下,希望保持范围为1.0-1.7的倍增系数。在一定的波动程度可以接受的情况下,倍增系数可以为0.3-0.95,优选0.4-0.9。此时允许使用较小的储槽,利于启动和运行气体处理设备,也具有好的经济效益,同时污染物浓度波动的降低程度仍是足够的。
在优选的实施方式中,t1和t2是提前已知或预先确定的。例如,当从上游过程得到负载溶剂物流,其中污染物从气体物流转移到溶剂物流而得到负载溶剂物流时,可以由气体物流中污染物浓度的随时间变化知晓或预先确定该污染物的随时间变化(因此,t1和t2)。该实施方式的好处是储槽的的尺寸可以标出,保证平稳溶剂物流中预定的污染物浓度波动,不需要另外的设备来测量污染物浓度。当污染物浓度的随时间变化预先已知时,可以用该信息设计平稳污染物峰值浓度的装置,特别是用于选择储槽的体积。适合的第一储槽的体积约等于流过环路的溶剂的循环流量(m3/s)乘以第一时间间隔t1(s)再乘以范围为0.3-1.7的系数。第二储槽的体积约等于流过环路的溶剂的循环流量(m3/s)乘以第二时间间隔t2(s)再乘以范围为0.3-1.7的系数。第一和第二储槽的体积可以调整以获得污染物浓度波动所需的降低水平。
通常t1的数值范围为0.05-0.9T,优选0.1-0.7T,更优选0.2-0.5T,仍更优选0.3-0.4T。方法的总操作时间包括若干运行周期。应该理解,一个运行周期可以包括若干污染物浓度相对高的时间间隔,和若干污染物浓度相对低的时间间隔。
当一个运行周期包括若干污染物浓度相时高的间隔和若干污染物浓度相对低的时间间隔时,t1表示若干污染物浓度相对高的时间间隔的总和,t2表示若干污染物浓度相对低的时间间隔的总和。
通常,在t1过程中,负载溶剂物流中污染物浓度相对于在t1和t2时间间隔总和内测量的平均浓度高约5%-约10%。
t1的典型数值范围为总循环时间T的约0.05-0.9倍,优选0.1-0.7T,更优选0.2-0.5T,仍更优选0.3-0.4T。
当污染物浓度的随时间变化提前不知道时,可以预先设定或预先定义阈值。如果污染物的浓度超过该预先定义的阈值,可以允许负载溶剂物流流入一个储槽,如果污染物的浓度低于该预先定义的阈值,可以允许负载溶剂物流流入另一个储槽。应该理解,阈值可以随时间调整或可以有一个以上的预先设定或预先定义的阈值,以使随时间变化的污染物有几种程度的降低或考虑多种污染物存在的情况。
阈值依赖于所脱除的污染物性质和类型。对于典型的污染物,例如硫污染物,如硫醇和/或硫化氢,作为负载溶剂中污染物浓度计算的阈值的范围约为2ppmv-约1vol.%,优选约5ppmv-约0.5vol.%。硫醇的典型临界值(RSH)约为3-15ppmv。
确定污染物浓度是否超过预先定义或预想设定的阈值的一个方法是测量污染物浓度。例如可以使用适当的分析方法在线监控污染物浓度,并基于该结果,将负载溶剂物流导入一个或多个储槽。然而,不可能精确确定储槽的尺寸以使各种情况下都能保证至污染物回收装置的出口物流中的污染物浓度随时间变化达到预定的降低。即使在该实施方式中仍然可以得到污染物浓度随时间变化有相当大的降低。
下面给出在将负载溶剂物流加入储槽中所考虑的另一浓度测量方法。在某一特定时间段内监控污染物浓度,以评定是否该随时间变化呈现时间模式,例如污染物浓度相对高的时间段交替有污染物浓度相对低的时间段。基于该预先确立的时间依赖性,可以控制进入储槽的流量。
本发明的方法能够处理具有随时间变化的污染物浓度的任何负载溶剂物流。在此提及的污染物是从溶剂物流中脱除的一种或多种化合物。典型地,该污染物是酸性化合物如硫化合物。
在一优选实施方式中,污染物是选自H2S、RSH、CS2和COS的一种或多种化合物,优选RSH。特别是从含有这些化合物的气体物流中脱除H2S和硫醇(RSH)具有相当的重要性,因为H2S和硫醇的毒性和气味致使极不希望它们的存在。而且,H2S非常容易腐蚀气体管线网。考虑到越来越严格的环境要求,H2S和硫醇的脱除变得更重要。
这里提及的RSH是脂族硫醇,特别是C1-C6硫醇,更优选C1-C4硫醇,芳族硫醇,特别是苯基硫醇,或脂族和芳族硫醇的混合物。本发明特别涉及脱除甲基硫醇、乙基硫醇、正-和异-丙基硫醇和丁基硫醇异构体。
适合的溶剂物流是包含物理溶剂的溶剂物流或包含化学溶剂和物理溶剂的混合溶剂物流。适合的化学溶剂是从链烷醇胺或其水溶液得到的伯、仲和/或叔胺。最常用的胺从乙醇胺得到,特别是单乙醇胺(MEA)、二乙醇胺(DEA)、三乙醇胺(TEA)、二异丙醇胺(DIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA)。适合的物理溶剂选自环丁烷-砜及其衍生物、脂族酸酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-烷基化吡咯烷酮和相应的哌啶酮、甲醇、乙醇、聚乙二醇的二甲基醚的混合物、聚乙二醇的二烷基醚的混合物、聚乙二醇的二烷基醚和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)的混合物。
优选溶剂物流是包含化学溶剂(特别是DIPA和/或MDEA)和物理溶剂(特别是环丁烷-砜)的含水混合物的溶剂物流。该混合物相对于合适的投资成本和操作成本,显示了好的吸收能力和好的选择性。其在高压时,特别是20-90bara时表现很好。
另一种优选溶剂物流是含有N-甲基-2-吡啶烷酮(NMP)的溶剂物流。NMP是高沸点溶剂,其对H2S具有特别高的溶解度。该溶剂特别适合于在CO2存在时选择吸收H2S。
另一个优选溶剂物流是含有聚乙二醇的二甲基醚的混合物和/或聚乙二醇的二烷基醚的混合物的溶剂物流。H2S在这些溶剂中的溶解度高,能够选择性除去H2S。而且,硫醇,特别是甲基硫醇,在聚乙二醇的二甲基醚的混合物中极易溶解,能够选择脱除硫醇。
吸收器单元中除去的污染物的量可以通过调整溶剂/气体比来优化。适合的溶剂/气体比为1.0-10(w/w),优选2-6。
除如CO2、H2S、RSH和/或COS的污染物之外,负载溶剂还可以包含少量来自纯化气体混合物的其它化合物,例如烃、一氧化碳、氢等。优选通过闪蒸至高于污染物的分压总和的压力从负载溶剂中至少部分脱除这些(非酸性)化合物。按这种方式,只有少量污染物与(非酸性)化合物一起从溶剂中释放。优选在第二步骤中将负载溶剂闪蒸至低于主要温度下污染物分压的压力。通常闪蒸在压力1-15bara下进行,优选1-10bara,更优选环境压力。
典型地,储槽保持压力在约1-150bara,适合地是2-100bara,优选约3-15bara。储槽保持的典型温度是0-130℃,优选30-70℃,更优选40-60℃。
在再生器单元中,再生可以在高温常压或常温高压下进行。典型地,再生器单元保持在比吸收器单元更高的温度。
优选实施方式中,负载溶剂任选在上述闪蒸后在再生器单元中通过加热再生,适合的温度为30-170℃,优选70-150℃,合适的压力是1-2bara。优选用蒸汽或热油加热。
在另一优选实施方式中,负载溶剂任选在上述闪蒸后在相对高的压力下再生,优选为2-120bara,更优选5-100bara,合适的温度是10-30℃。从再生器单元中流出的贫吸收剂溶剂如上所述再以用于吸收器单元中。合适地贫溶剂与负载溶剂进行热交换。
在特别优选的实施方式中,从再生器单元中得到的负载气体物流引导入回收装置,其中从汽提剂物流中脱除污染物。
适合地,通过如下步骤获得负载溶剂:(d)将贫溶剂引入吸收器单元;(e)使污染气体物流引入吸收器单元;(f)将污染气体物流与贫溶剂在吸收器单元中接触,从而将污染物转移到溶剂中以得到处理过的气体和负载溶剂物流。污染的气体物流可以是任何含有污染物的惰性气体物流,也可以包含合成气体,例如通过烃的(催化)部分氧化和/或蒸汽甲烷重整得到的,例如甲烷、天然气或伴生气、石脑油、柴油和液体剩余馏分、从煤气化得到的气体、焦炉气、炼厂气、氢气和含氢气体、合成气或天然气。
在特别优选的实施方式中,进入吸收器单元的含污染物的气体物流是从分子筛床流出的再生气体物流,其被再生,并使用分子筛床从进料气体物流中吸收污染物。典型地,分子筛床通过在常压下升高温度或在常温下升高压力来再生。如上所述,当在方法中从再生气体物流中脱除污染物从而污染物从再生气体物流中转移到溶剂中时,得到负载有污染物的溶剂物流。再生气体物流中的峰值和谷底污染物浓度转换为负载溶剂物流中的峰值和谷污染物浓度。
任选地,该方法可以包括其它步骤:(g)在再生器单元中,使步骤(c)的平稳负载溶剂物流与汽提剂物流接触,以得到负载汽提剂物流和贫溶剂物流,和(h)将负载汽提剂物流引入污染物回收装置。然后将贫溶剂物流引回吸收器单元中(步骤(i))。
通过使平稳的负载溶剂物流与汽提剂物流接触,将污染物从负载溶剂物流转移到汽提剂物流,使得汽提剂物流负载有污染物。通常在污染物回收装置中从该汽提剂物流中脱除污染物。
在硫污染物的情况下,回收装置是硫回收装置。典型地,在硫回收装置中硫污染物通过催化转化为单质硫来脱除,例如使用公知的Claus方法。如果负载气体物流包含随时间变化的硫污染物浓度,硫回收装置中的操作条件必须调整以能够转化硫污染物。这需要更复杂的硫回收装置并导致繁琐的方法。本发明的方法可以脱除随时间变化的污染物浓度,使得负载汽提剂物流具有恒定的污染物浓度。这一方法优于负载溶剂中随时间变化的污染物浓度未处理并导致负载汽提剂物流具有随时间变化的污染物浓度的传统方法。
在此参照附图描述本发明的典型方法。具有随时间变化的污染物浓度的污染气体物流通过管线6导入吸收器5。在吸收器5中,污染的气体物流以逆流方式与溶剂接触,由此污染物从气体物流中转移到溶剂中。
已从中脱除污染物的处理过的气体物流从吸收器通过管线7流出。具有随时间变化的污染物浓度的负载溶剂物流流出吸收器单元,通过管线9流入平稳污染物峰值浓度3的装置。
在时间间隔t1内,污染物的浓度相对高(峰值浓度),按一定方式调整入口分配器10,使其将管线9连接到第一储槽11的入口13,从而使负载溶剂物流收集在第一储槽11中。在时间间隔t1结束时,按一定方式调整入口分配器10,使其在时间间隔t2内将管线9连接到第二储槽12的入口14,从而使负载溶剂物流收集在第二储槽12中,该时间间隔t2内的污染物浓度相对低(谷底浓度)。
第一储槽11的出口15装有第一出口阀,其可以通过一定方式调节第一储槽的出口流量,使第一储槽的出口流量是(t1/T)*溶剂的循环流量,T为运行周期时间,定义为t1和t2的总和。在再生器单元中,负载溶剂物流被加热,并与汽提气体物流接触,从而污染物从溶剂物流中转移到气体物流中,生成负载气体物流和再生溶剂物流,再生溶剂物流现在含有少量或不含污染物,其通过管线21导回到吸收器5中。负载气体物流含有污染物,其经管线20流出再生器。在优选实施方式中,管线20连接到回收装置。
本发明将通过下述非限制性实施例来说明。
溶剂循环流量为5m3/min,时间t1为90min,循环时间T为240min,双储槽系统,第一储槽的体积为450m3,第二储槽的体积为750m3,使得最后出口溶剂物流中污染物的浓度变化小于0.05%(基于开始的变化计)。术语“变化”在此处用来指污染物浓度在最大峰值浓度和最大谷底浓度之间的差值。两个储槽的总体积为1200m3。
当使用体积为1200m3的单一连续搅拌槽代替双储槽系统时,观察到的最终出口溶剂物流中污染物浓度变化为20%。即使当使用体积为2500m3的单一连续搅抖槽时,观察到的最终出口溶剂物流中的污染物浓度变化仍为10%(基于开始变化计)。为了进一步降低最终出口溶剂物流中的污染物浓度变化到接近0-0.05%的范围,单一搅拌槽的尺寸必须增加,以接近无限大单一搅拌槽的极限值。
本发明的方法和气体处理设备使得污染物浓度变化降低到少于0.05%(基于开始变化计)。另外,与使用单一搅拌槽的方法和气体处理设备相比,需要明显更小的储槽总体积。
Claims (17)
1.一种处理具有随时间变化的污染物浓度的负载溶剂物流的方法,该方法包括如下步骤:(a)提供多个储槽;(b)根据其污染物浓度将负载溶剂物流输送到一个或多个储槽中;和(c)使负载溶剂从一个或多个储槽流出,以获得具有降低的随时间变化污染物浓度平稳负载溶剂物流。
2.如权利要求1所述的方法,其中负载溶剂物流在时间间隔t1内被导入第一储槽,第一储槽流出第一出口溶剂物流,其中负载溶剂物流在时间间隔t2被导入第二储槽,第二储槽流出第二出口溶剂物流,和其中从储槽流出的第一和第二出口物流合并成最终的出口物流,其形成平稳负载溶剂物流。
3.如权利要求2所述的方法,其中t1是其中污染物浓度超过阈值的时间间隔,t2是其中污染物浓度未超过阈值的时间间隔。
4.如权利要求2或3所述的方法,其中从第一储槽采出的溶剂物流是溶剂的(t1/T)*循环流量,从第二储槽采出的溶剂物流是溶剂的(t2/T)*循环流量,T为运行周期时间。
5.如权利要求4所述的方法,其中t1和t2的总和等于运行周期时间T,其中t1的数值范围为0.05-0.9T。
6.如权利要求1或2所述的方法,其中负载溶剂物流中污染物浓度随时间的变化是已知的,并且其中通过根据该时间变化信息进料而根据污染物浓度将负载溶剂物流加入一个或多个储槽中。
7.如权利要求1或2所述的方法,其中测量负载溶剂物流中污染物浓度随时间的变化,并且其中通过考虑该测量结果而根据污染物浓度将负载溶剂物流加入一个或多个储槽中。
8.如权利要求1或2所述的方法,其中通过如下步骤得到负载溶剂物流:(d)将贫溶剂引入吸收器单元;(e)将污染气体物流引入吸收器单元;(f)使污染气体物流与贫溶剂在吸收器单元中接触,由此将污染物转移到溶剂中以得到处理过的气体和负载溶剂物流。
9.如权利要求8所述的方法,进一步包括如下步骤:(g)在再生装置中使步骤(c)的平稳负载溶剂物流与汽提剂物流接触以得到负载汽提剂物流和贫溶剂物流;(h)将负载汽提剂物流引入污染物回收装置。
10.如权利要求1或2所述的方法,其中所述污染物是硫化合物。
11.如权利要求1或2所述的方法,其中所述污染物包括选自H2S、RSH和COS的一种或多种化合物。
12.如权利要求9所述的方法,其中在步骤(d)中引入吸收器单元的贫溶剂是在步骤(g)之后获得的贫溶剂物流。
13.一种处理设备,其包含用于循环溶剂物流的环路,该环路包括用于平稳污染物峰值浓度的装置,所述装置包括多个储槽,每个储槽具有至少一个入口和装有出口阀的出口,该装置进一步包括入口分配器以控制进入一个或多个储槽的溶剂流量。
14.如权利要求13所述的处理设备,其中第一储槽的体积约等于溶剂的循环流量(m3/s)乘以第一时间间隔t1(s)再乘以范围为0.3-1.7的系数,和第二储槽的体积约等于溶剂的循环流量(m3/s)乘以第二时间间隔t2(s)再乘以范围为0.3-1.7的系数。
15.如权利要求14所述的处理设备,其中t1和t2的总和等于运行周期时间T,t1的数值范围为0.05-0.9T。
16.如权利要求13-15任一项所述的处理设备,进一步包括吸收器单元,该吸收器单元包括带有出口和入口的吸收器,该吸收器的一个出口与入口分配器相连。
17.如权利要求13-15任一项所述的处理设备,进一步包括再生器单元,该再生器单元包括具有入口和出口的再生器,该再生器的一个出口与吸收器相连,再生器的一个入口与入口分配器相连。
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