CN85100809A - 从气体混合物中分离并同时制得酸性杂质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明介绍了通过压力涤气塔中溶剂的物理作用，从气体混合物中分离并同时制得酸性杂质(主要为CO2)的方法。在本方法中，将溶有CO2的溶剂的压力降至第一级中间压力(6)以使共吸收的惰性气体脱气；然后再逐步降压(经阀11、12)以便从该溶剂中分离大量被吸收的CO2；最后使该溶剂达到再生未级压力，以除去剩余的CO2。之后，该溶剂返回压力涤气塔。采用本方法从该溶剂中除去CO2而同时制得纯净的CO2，其优点是能耗少且成本低。

Description

本发明论及通过压力涤气塔中溶剂的物理作用，从气体混合物中分离并同时制得酸性杂质（主要为CO2）的方法。该方法中，将溶有CO2的溶剂的压力降至第一级中间压力以使共吸收的惰性气体脱气，然后再逐步降压，以便从该溶剂中分离大量吸收的CO2，最后使该溶剂达到再生末级压力以除去剩余的CO2，使脱气后的溶剂返回压力涤气塔。
在申请人以前申请的专利P3239605·8中已介绍了尿素合成气的制造方法。在此方法中溶有CO2的溶剂经部分膨胀后，其压力可达中间压力，并且加热该溶剂使部分CO2脱气，从而在加压情况下收集分离出的CO2，该CO2冷却后可用于合成尿素。部分已再生的溶剂被送入末级常压再生段，然后，通过重沸器再加热该溶剂，以除去残余的CO2，或用真空装置分离残余的CO2。
但是上述方法缺点很多，重沸器需要高压蒸气加热溶剂，弥补排出气体带走的热量，需要外部冷却以补偿热交换损失，此外，需要冷却设备以减少泵的发热和冷却原料气体。与此相联系的是需耗资添加设备如热交换器、重热器和带分离器和冷凝器的冷凝泵。
用真空装置也需附加设备，这些设备耗能较多。真空压缩机的负压决定了可得到的残余量。故原料气不能象在涤气塔那样得到很好的净化，用废热加热该溶剂可减少剩余的CO2量，但这会出现加热再生中存在的相类似的问题。
因此，本发明目的是为了提供一种与最初提到的方法同一类型的方法，从溶剂中除去CO2而同时能制得纯CO2，该方法与以前方法相比耗能少而且成本低。
按本发明的方法，使部分已洗涤的气体膨胀以达到该溶剂的再生末级压力，并用作从该溶剂中除去剩余CO2的洗提气体。
在本方法中，通过膨胀，从溶有CO2的溶剂中分离出CO2并得到CO2产品。汽提代替了带有重沸器的再生塔或真空装置，用汽提方法可得到足够纯的CO2气体。降低第一级中间膨胀区的压力可使CO2产品中所含的CO2浓度调节到所需的程度。增加洗提气体的量，因而增加部分已洗涤气体的量和增加该塔内的塔板数，可提高制得的CO2气体的纯度。此外，在溶有CO2的溶剂膨胀时，以及气体产物膨胀或洗提气体膨胀时结合使用膨胀透平，可进一步减少该设备所需的能量。溶有CO2的溶剂是经多级膨胀而后进行汽提的;因此，该溶剂的末级再生既不需要输入热量，也不需要热交换器使溶有吸收物的溶剂和已再生的溶剂进行热交换。
在开拓本发明的构思中，将洗提气体与已洗提的CO2一起压缩到气体原料压力，在涤气前加到气体原料中。进行这种方法时，使制得的CO2再返回涤气塔洗涤，经膨胀，以制得纯净的CO2。因此，通过洗提气体的循环洗提以及已洗提的剩余CO2的循环洗提可增加CO2的产率。
按本发明的又一个实施方法，在涤气前压缩气体原料，从而使环流的溶剂量大大减少，而且由于洗提气体和已洗提的剩余CO2是与气体原料一起进行压缩的，所以可省去循环压缩机。
在本发明方法中，可采用所有物理溶剂如醇类、酮类、N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇醚、二甲基甲酰胺、二元醇、丁内酯。制得的纯CO2可用于食品化学工业或增加油的收採。
下面将通过图示，对本发明的一个实施例作详细说明：
管1中的气体原料在涤气塔2中用已再生的溶剂进行洗涤，已再生的溶剂是在塔的上部通过管3加入的。洗涤后，CO2的残留量约为100PPm。可得到的纯度是该溶剂量和该溶剂纯度、温度和塔板数或填料深度的函数。
除CO2外，气体原料中的其它成份也按各自的溶解度溶解在该溶剂中，同时部分水也得到洗涤。
已洗涤的气体从涤气塔2顶部的管4排出，然后，在热交换器25中用气体原料进行加热，至少其中一部分由管26排出。
溶有CO2的溶剂通过涤气塔底部的管5输出，在阀6中、在分离器7中膨胀到中间压力，在分离器中放出的气体（最好为H2气）通过管8并经循环压缩机9返回气体原料中，在此过程中，循环压缩机执行两项任务：提高H2气率，同时提高CO2产物中CO2的浓度。
然后，管10中的溶剂在阀11、12和在分离器13、14中逐步膨胀，在这阶段排出的CO2分别从管15、16流出，这些CO2可用于食品化学工业或增加油的收採。膨胀级数和可以提供的压缩级数可互相适当调节。
该溶剂膨胀到1.3巴压力后（这溶剂中仍含有CO2），将此溶剂加到汽提塔中，用部分已洗涤的气体产物进行处理，该气体由管18加入，在这阶段中，将已洗涤气体加到汽提塔之前，先使其在阀19中膨胀。剩余的CO2气体与洗提气体一起从汽提塔17顶部的管20排出，经循环压缩机9压缩后，通过管21加到管1的气体原料流中。从汽提塔17的底部的管22流出的溶剂经过泵23达到涤气塔的压力，气体原料和泵产生的热量在冷凝器24中除去。
实例数据：
在蒸汽重整炉中，通过天然气的催化反应，可从气体原料（能制得H2的气体原料）中制得CO2。涤气前，CO必须在变换器中转化成H2+CO2。
气体原料的量：    4000千克分子/小时
压力：    22巴
成分：H277克分子%
N2+CO+CH45.3克分子%
CO217.7克分子%
气体产物（洗提后）
量：    3274千克分子/小时
压力：    20.5巴
成分：H293.8克分子%
N2+CO+CH46.0克分子%
CO20.2克分子%
CO2产物：
量：    726千克分子/小时
压力：    1.1bzw    3巴
成分：H21.0克分子%
N2+CO+CH41.7克分子%
CO297.3克分子%
洗提塔中洗提气体的量：
量：    340千克分子/小时
气体产物成分：
循环总数
量：    752千克分子/小时
压力：    22巴
成分：H249.7克分子%
N2+CO+CH43.8克分子%
CO246.5克分子%
溶剂：聚乙二醇醚
量： 1340米3/小时

Claims (3)

1、通过压力涤气塔中溶剂的物理作用，从气体混合物中分离并同时制得酸性杂质(主要为CO2)的方法，在本方法中，将溶有CO2的溶剂的压力降至第一级中间压力，以使共吸收的惰性气体脱气，然后再逐步降压，以便从溶有CO2的溶剂中分离大量吸收的CO2，最后使该溶剂达到再生末级压力以除去剩余的CO2，之后，使该溶剂返回涤气塔，该方法的特征为：部分已洗涤的气体膨胀至该溶剂的再生末级压力，并且用作洗提气体，以便从该溶剂中除去残余的CO2。
2、按权项1的方法，其特征为：洗提气体与已洗提的残余CO2一起被压缩到气体原料的压力，并在涤气前加到气体原料中。
3、按权项1或2的方法，其特征为：在涤气前压缩气体原料。
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