CN101653688B - 一种混合气脱除co2、h2s的工艺流程 - Google Patents
一种混合气脱除co2、h2s的工艺流程 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101653688B CN101653688B CN2009100597327A CN200910059732A CN101653688B CN 101653688 B CN101653688 B CN 101653688B CN 2009100597327 A CN2009100597327 A CN 2009100597327A CN 200910059732 A CN200910059732 A CN 200910059732A CN 101653688 B CN101653688 B CN 101653688B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- gaseous mixture
- concentration
- stripping gas
- absorption
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
一种混合气脱除CO2、H2S的工艺流程,本发明提供一种混合气脱除CO2、H2S的工艺流程。其特点在于通过两段法真空变压吸附技术和H2S选择性催化氧化硫磺回收技术的结合,满足了含CO2、H2S杂质的混合气在净化过程中对有效成分的高回收率要求,并实现了硫磺产品和高浓度CO2的回收利用,从而有效地提高了混合气净化装置的经济性和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及到一种混合气脱除CO2、H2S的工艺流程,主要应用于对含CO2、H2S杂质的混合气的综合净化处理,尤其适用于合成氨联产尿素生产中变换气的综合净化处理以及甲醇生产中变换气的综合净化处理。
背景技术
含有CO2、H2S的混合气,特别是合成氨和甲醇生产中的变换气,为满足后继工艺需要,需脱除其中的CO2、H2S等杂质。变压吸附技术由于具备工艺简单、投资省、操作简便、运行费用低、且可同步脱除CO2、H2S等杂质的特点,目前已得到较为广泛的应用,尤其是在以煤为原料制合成氨、尿素以及甲醇的生产过程中更是如此。
发明专利ZL99115109.7发明了一种从煤造气的变换气中分离氢、氮气和二氧化碳的方法,所产氢、氮气体和高浓度CO2则用于后继尿素生产。该方法用第一、二组吸附塔串联操作,第一组制取CO2,其出口为含CO2的氢、氮混合气,第一组出口气进入第二组吸附塔制取氢、氮气。该方法虽对变换气中CO2杂质进行了脱除和回收,但未对变换气中的H2S提出回收处理方案,同时H2S混入CO2产品气也影响CO2产品气的纯度并对后继工序造成潜在不利影响。发明专利ZL200310104007.X和发明专利ZL01108694.7也分别提供了一种对合成氨联产尿素生产中合成氨变换气的变压吸附脱碳方法,二者皆实现了对变换气中CO2的提纯以及对变换气中氢、氮有效成分的分离,但二者同样没有对变换气中的H2S提出单独的分离、回收方案。
而目前在煤气化制甲醇的过程中,对于煤气化过程所产生的原料气或变换气,其净化大都采用低温甲醇洗工艺。低温甲醇洗除可从变换气或原料气中单独分离出纯度大于98%以上的CO2产品气外,同时这一净化过程还会另外产生大量的酸性解吸气,该酸性解吸气通常含有H2S 20%~30%(v/v)。出于环保目的和装置经济性的考虑,在以往工程装置中大多采用衍生克劳斯硫磺回收工艺(如SUPERCLAUS、EUROCLAUS等)对上述酸性解吸气进行后继处理,以脱除H2S,并生成高纯度的硫磺产品。上述以低温甲醇洗工艺和衍生克劳斯硫磺回收工艺二者所形成的工艺组合,可较好地满足气体净化及回收CO2和硫磺的双重目的,但其也存在三个明显的缺陷。首先是设备投资大,由于低温甲醇洗工艺及衍生克劳斯工艺工艺流程长,涉及大量的吸收塔、闪蒸塔、洗涤塔、换热器、燃烧器、催化反应器、冷凝器、各类泵以及制冷系统等,因此需要较大的设备投资;其次,由于大量传质、传热过程以及多次催化氧化(或还原)反应过程的存在,造成了较高的能耗和反应物的消耗,从而形成了较高的装置运行费用;再者,由于衍生克劳斯硫磺回收工艺自身的技术限制,其无法适用于H2S含量低于20%的气体的硫磺回收处理。
总的来看,目前,国内外尚无采用变压吸附对诸如变换气等含CO2、H2S杂质的混合气进行净化并同时回收CO2和硫磺的技术的报道。但由于变压吸附技术在气体分离领域具有如前所述的特定优势,并从混合气净化技术的经济性和环境保护角度出发进行考虑,则有必要将变压吸附技术与其它适宜技术相结合,形成新型的具备低投资、低运行费用特征的气体净化工艺,以实现在对含CO2、H2S杂质的混合气进行达标净化的同时,进一步回收其中的CO2和硫磺。
发明内容
本发明提供一种混合气脱除CO2、H2S的工艺流程,发明的目的在于通过该工艺流程将混合气中CO2、H2S等杂质进行达标净化,同时对于脱除出的H2S、CO2以硫磺和高浓度CO2的形式分别予以回收利用,从而实现对混合气中CO2、H2S杂质的综合净化处理。
本发明所提供的一种混合气脱除CO2、H2S的工艺流程,其内容主要包括:采用变压吸附技术对含CO2、H2S杂质的混合气予以脱CO2、脱H2S净化,对解吸出的低H2S浓度解吸气采用选择性催化氧化技术回收硫磺并副产高浓度CO2。
本发明中,混合气的变压吸附净化采用两段法变压吸附,且第一、二段变压吸附都为真空流程。其中,第一段变压吸附主要用以脱除混合气中的绝大部分CO2和全部H2S,形成富含有效成分的中间气并进入二段变压吸附进行再次净化。该段变压吸附主要通过采用多次均压、降低逆放压力、抽真空等方式,降低了混合气中有效成分的损失、提高了解吸气中CO2的浓度。同时,此段变压吸附中,脱除出的CO2和H2S共同组成解吸气。第二段变压吸附主要用以将中间气进行二次净化并生成符合后继工艺要求的净化气。该段变压吸附通过在控制净化气CO2浓度的情况下,采取了多次均压、顺放气体返回到第一段吸附回收、氮气吹洗以及抽真空等措施,从而有效回收了混合气中的有效成分并保证了净化气的质量。通过一、二段变压吸附的配合,可在满足混合气对CO2、H2S净化要求的情况下,实现混合气中有效成分的高效回收和获得高CO2浓度、低H2S浓度的解吸气。
本发明中,解吸气为低H2S浓度的酸性气体,其主要成分为CO2,而H2S浓度通常小于1.5%(v/v)。由于常规的改良Claus工艺、低温Claus工艺等硫磺回收工艺要求进气中H2S浓度需大于30%(v/v),而前述衍生克劳斯硫磺回收工艺对进气中H2S浓度也限定为20%~30%(v/v),所以上述硫磺回收工艺都无法应用于本发明解吸气中的硫磺回收。因此,本发明采用H2S选择性氧化催化剂对解吸气中H2S直接进行选择性催化氧化处理以回收硫磺。该反应的反应温度为200℃~270℃,反应式为H2S+1/2O2=S+H2O,反应生成的单质硫蒸汽、水蒸汽以及解吸气中的CO2,一起经空气冷却至114℃左右实现液态硫磺与水蒸汽和CO2的分离,液态硫磺再经冷却生成从固态硫磺,而实现了低H2S浓度酸性气体的硫磺回收。
本发明中,H2S选择性氧化催化剂采用SiO2为载体,以Fe2O3-Cr2O3为催化活性组分,并添加有一定的碱金属助剂。
本发明中,解吸气经硫磺回收处理后,解吸气内CO2浓度大于98.5%(V/V),可作为产品CO2外送或做进一步纯化处理。
本发明的有利之处在于,通过两段法真空变压吸附技术和H2S选择性催化氧化硫磺回收技术的结合,满足了含CO2、H2S杂质的混合气在净化过程中对有效成分的高回收率要求,并实现了硫磺产品和高浓度CO2的回收利用,从而有效地提高了混合气净化装置的经济和社会效益。本发明尤其适用于合成氨联产尿素生产中变换气的综合净化处理以及甲醇生产中变换气的综合净化处理。
附图说明
图1是根据本发明内容所实施的一种混合气脱除CO2、H2S的工艺流程的示意图。
具体实施方式
实施例1
以煤气化制合成氨联产尿素过程中的变换气为待净化混合气,并将其净化流程为实例,结合图1对本发明进行说明。
某以煤为原料的合成氨联产尿素装置,其变换气的组成(v/v)为:CO2 27.5%、CO 1.5%、H2 54%、CH4 0.8%、N2 16%;H2S含量:≤240mg/Nm3。变换气经第一段真空变压吸附VPSA-I进行净化处理,所形成的中间气进入第二段真空变压吸附VPSA-II。中间气中CO2浓度约为4.6~7.4%,脱除的CO2和H2S通过逆放和抽真空形成解吸气,解吸气中,CO2浓度约为98.0%。采用H2S选择性氧化催化剂对解吸气中H2S进行选择性催化氧化处理,反应温度为200℃~230℃,反应产物再经冷凝分离,得到固态产品硫磺,解吸气中剩余部分即为浓度大于98.5%的CO2产品气体。CO2产品气体送尿素车间用以合成尿素。中间气经第二段真空变压吸附VPSA-II再次净化后形成净化气,并通过抽真空形成放空气。净化气中CO2浓度小于0.2%,H2S含量小于0.5mg/Nm3。净化气经甲烷化、加压后送合成氨。为有效回收气体中的有效成分并稳定净化气质量,第二段真空变压吸附VPSA-II在流程上设有顺放气返回第一段VPSA-I再次净化以及氮气冲洗。
变换气采用上述脱除CO2、H2S流程处理后,可实现净化气中CO2浓度小于0.2%、H2S含量小于0.5mg/Nm3的净化目标,并使H2回收率大于99%,N2回收率大于97.5%。同时,还可副产纯度大于98.5%的CO2,以及纯度大于99.5%的硫磺。其中,CO2回收率大于85%,硫回收率大于99.3%。
实施例2
以煤气化制甲醇过程中由变换气与未变换水煤气组成的混合气体为待净化混合气,并将其进行净化的流程为实例,结合图1对本发明进行说明。
某煤制甲醇装置采用德士古水煤浆气化制水煤气,再经部分变换、气体净化处理后合成甲醇的流程,其进净化工段的混合气体(变换气与未变换粗煤气混合)成分为(v/v):H2 43.8%,CO 19.1%,CO234.4%,H2S 1.3%,其它1.4%。净化工段采用本发明提供的混合气脱除CO2、H2S的工艺。首先,变换气经第一段真空变压吸附VPSA-I进行净化处理,所形成的中间气进入第二段真空变压吸附VPSA-II,控制中间气中CO2浓度为6.5~11%。脱除的CO2和H2S通过逆放和抽真空形成解吸气,解吸气中,CO2浓度约为98.3%。采用H2S选择性氧化催化剂对解吸气中H2S进行选择性催化氧化处理,反应温度为200℃~230℃,反应产物再经冷凝分离,得到固态产品硫磺,解吸气中剩余部分即为浓度大于99%的CO2产品气体。CO2产品气体外送或做进一步纯化处理。中间气经第二段真空变压吸附VPSA-II再次净化后形成净化气,并通过抽真空形成放空气。净化气中CO2浓度小于3%,H2S含量小于0.1ppm。净化气经加压后送甲醇合成。为有效回收气体中的有效成分并稳定净化气质量,第二段真空变压吸附VPSA-II在流程上设有顺放气返回第一段VPSA-I再次净化以及氮气冲洗。
进净化工段的混合气经上述脱除CO2、H2S流程处理后,可实现净化气中CO2浓度小于3%、H2S含量小于0.1ppm的净化目标,并使H2回收率大于99.5%,CO回收率大于98%。同时,还可副产纯度大于99%的CO2,以及纯度大于99.5%的硫磺。其中,CO2的回收率大于80%,硫的回收率大于99%。
Claims (1)
1.一种混合气脱除CO2、H2S的工艺流程,其特征在于:采用两段变压吸附,氮气吹洗,在得到合格净化气的同时,将一段变压吸附的解吸气中的H2S经选择性催化氧化生成硫磺予以回收,并副产高浓度CO2产品;一、二段变压吸附为真空流程,二段加入吹洗的氮气,且氮气含氧量需符合混合气工艺要求;一段变压吸附将混合气中绝大部分CO2和全部的H2S分离到解吸气中,解吸气中的H2S在催化剂作用下直接进行选择性催化氧化生成气态硫;解吸气中H2S经选择性催化氧化生成气态硫后,解吸气再经冷凝分离则得到硫磺产品和高浓度CO2产品气;其中,第一段变压吸附用以脱除混合气中的绝大部分CO2和全部H2S,形成富含有效成分的中间气并进入二段变压吸附进行再次净化,第一段变压吸附主要通过采用多次均压、降低逆放压力和抽真空方式,降低了混合气中有效成分的损失、提高了解吸气中CO2的浓度,第一段变压吸附中,脱除出的CO2和H2S共同组成解吸气,第二段变压吸附主要用以将中间气进行二次净化并生成符合后继工艺要求的净化气,第二段变压吸附通过在控制净化气CO2浓度的情况下,采取了多次均压、顺放气体返回到第一段吸附回收、氮气吹洗以及抽真空措施,从而有效回收了混合气中的有效成分并保证了净化气的质量,解吸气为低H2S浓度的酸性气体,其主要成分为CO2,而H2S浓度小于1.5%(v/v);解吸气中的H2S催化氧化时,其所用催化剂为以SiO2为载体、以Fe2O3-Cr2O3为活性成分、并添加碱金属助剂的H2S选择性氧化催化剂,其催化氧化反应温度为200℃~270℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100597327A CN101653688B (zh) | 2009-06-24 | 2009-06-24 | 一种混合气脱除co2、h2s的工艺流程 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2009100597327A CN101653688B (zh) | 2009-06-24 | 2009-06-24 | 一种混合气脱除co2、h2s的工艺流程 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101653688A CN101653688A (zh) | 2010-02-24 |
CN101653688B true CN101653688B (zh) | 2013-07-10 |
Family
ID=41708272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2009100597327A Active CN101653688B (zh) | 2009-06-24 | 2009-06-24 | 一种混合气脱除co2、h2s的工艺流程 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101653688B (zh) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102660331A (zh) * | 2012-05-30 | 2012-09-12 | 平顶山市三源制氢有限公司 | 焦炉煤气变压吸附抽真空脱硫工艺 |
NO343817B1 (no) * | 2013-12-19 | 2019-06-11 | Simtronics As | Optisk gassdeteksjon |
CN105169887B (zh) * | 2015-07-21 | 2018-01-16 | 山东晋煤明水化工集团有限公司 | 一种能实现醇氨比可调的变压吸附脱碳方法及设备 |
CN107789949B (zh) * | 2016-08-30 | 2020-06-16 | 四川天采科技有限责任公司 | 一种负压变压吸附的气体分离方法 |
CN108126516A (zh) * | 2017-12-21 | 2018-06-08 | 宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司) | 一种等离子燃烧技术净化电石炉尾气工艺 |
CN108579324B (zh) * | 2018-07-11 | 2023-05-09 | 遵义师范学院 | 一种回收含溴烟气中Br2的装置及方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1049320A (zh) * | 1989-07-21 | 1991-02-20 | Veg气体研究所公司 | 用于选择氧化硫化物成为元素硫的催化剂,其制法及选择氧化硫化物成为元素硫的方法 |
CN1215625A (zh) * | 1997-10-24 | 1999-05-05 | 化学工业部西南化工研究设计院 | 从高炉废气中提取作燃料的一氧化碳的变压吸附法 |
US6293998B1 (en) * | 1998-12-11 | 2001-09-25 | Uop Llc | Apparatus for use in pressure and temperature swing adsorption processes |
CN1887405A (zh) * | 2005-06-27 | 2007-01-03 | 成都华西化工研究所 | 从烟道气中脱除和回收二氧化碳的方法 |
CN101380582A (zh) * | 2008-10-14 | 2009-03-11 | 淄博海川精细化工有限公司 | 选择性氧化硫化氢成为元素硫的催化剂及反应工艺 |
-
2009
- 2009-06-24 CN CN2009100597327A patent/CN101653688B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1049320A (zh) * | 1989-07-21 | 1991-02-20 | Veg气体研究所公司 | 用于选择氧化硫化物成为元素硫的催化剂,其制法及选择氧化硫化物成为元素硫的方法 |
CN1215625A (zh) * | 1997-10-24 | 1999-05-05 | 化学工业部西南化工研究设计院 | 从高炉废气中提取作燃料的一氧化碳的变压吸附法 |
US6293998B1 (en) * | 1998-12-11 | 2001-09-25 | Uop Llc | Apparatus for use in pressure and temperature swing adsorption processes |
CN1887405A (zh) * | 2005-06-27 | 2007-01-03 | 成都华西化工研究所 | 从烟道气中脱除和回收二氧化碳的方法 |
CN101380582A (zh) * | 2008-10-14 | 2009-03-11 | 淄博海川精细化工有限公司 | 选择性氧化硫化氢成为元素硫的催化剂及反应工艺 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN101653688A (zh) | 2010-02-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101653688B (zh) | 一种混合气脱除co2、h2s的工艺流程 | |
CN105948046B (zh) | 一种气化无解吸气循环同时制取纯氢气和纯一氧化碳的方法 | |
US4425317A (en) | Recycle of hydrogenated sulfur plant tail gas to sour gas scrubbing system | |
KR940005061B1 (ko) | 부식성 기류로부터 h₂s를 제거하는 방법 및 이를 위한 반응물 용액 | |
CN107986277B (zh) | 同时生产超高纯氧硫化碳和高纯二硫化碳的装置及方法 | |
EP2657215A1 (en) | Method and device for producing methanol | |
KR101351317B1 (ko) | 코크스 오븐 가스 및 제철 부생가스를 이용한 환원가스의 제조방법 | |
CN102050699A (zh) | 利用电石尾气联合生产甲醇和氨的工艺 | |
CN100579896C (zh) | 鲁奇炉出口煤气加纯氧非催化部分氧化制取合适氢碳比合成气的方法及系统 | |
CN101870479B (zh) | 费托合成联产合成氨工艺 | |
RU2283832C2 (ru) | Способ совместного получения аммиака и мочевины | |
CN101462940B (zh) | 利用电石炉尾气制备醋酸的工艺方法 | |
CN113336225B (zh) | 一种合成氨尾气制备电子级一氧化碳的生产装置及其工艺 | |
CN103952184B (zh) | 煤催化气化制备竖炉用还原气的方法和系统 | |
KR100653046B1 (ko) | 화학반응 촉매에 의한 황화수소 제거방법 | |
CN209854029U (zh) | 一种无变换系统的合成气制甲醇装置 | |
CN100513301C (zh) | 应用于合成氨或甲醇生产的原料气体的净化工艺 | |
CN100482319C (zh) | 氨气或甲醇一步法净化方法 | |
US3987147A (en) | Process to desulfurize gas and recover sulfur | |
CN113786811B (zh) | 一种可热再生和具有cos水解功能的吸附脱硫剂、制备方法及其应用 | |
CN114015481B (zh) | 一种短流程的低温甲醇洗系统及其工艺 | |
CN217578331U (zh) | 一种合成氨尾气制备电子级一氧化碳的生产装置 | |
CN1473911A (zh) | 制取高纯一氧化碳气体的脱除有机硫与脱氧工艺 | |
CN105367383A (zh) | 一种甲醇生产工艺 | |
US3875295A (en) | Process for withdrawing hydrogen sulfide from an industrial gas with sulfur production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |