CZ434199A3

CZ434199A3 - Způsob pro oddělování kyselých plynů ze svítiplynu

Info

Publication number: CZ434199A3
Application number: CZ19994341A
Authority: CZ
Inventors: Paul S. Wallace; Kay Anderson Johnson; Delome D. Fair
Original assignee: Texaco Development Corporation
Priority date: 1997-06-06
Filing date: 1998-06-05
Publication date: 2000-06-14
Also published as: DE69804787T2; ATE215908T1; CN1268098A; JP4063339B2; DE69804787D1; CA2292945C; ES2175719T3; PL193202B1; DK0986514T3; CN1110448C; JP2002504059A; AU7822498A; EP0986514A1; CA2292945A1; CZ294691B6; KR100518753B1; KR20010013496A; PL337213A1; WO1998055392A1; EP0986514B1

Description

Tato přihláška si činí nárok na přednost před prozatímní patentovou přihláškou s pořadovým číslem 60/048,784 podanou 6. června 1997 a nazvanou Filtrační systém s rozpouštědlem kyselých plynů.

Oblast techniky

Vynález se týká odstraňování kyselých plynů ze svítiplynu, a dále zejména oddělování a vracení vznikajících pevných částeček zpět do zplyňovacího reaktoru.

Dosavadní stav techniky

Výroba svítiplynu z pevných a kapalných uhlíkatých paliv, zvláště z uhelných, koksových a kapalných uhlovodíkových vsádek, se používá velmi dlouhou dobu a nedávno doznala značných zlepšení díky zvýšené poptávce po energii. Svítiplyn lze vyrobit ve zplyňovacím reaktoru zahříváním uhlíkatých paliv s reaktivními plyny, jako je vzduch nebo kyslík, často v přítomnosti vodní páry, čímž se získá plynné palivo, které je ze zplyňovacího reaktoru odváděno. Svítiplyn je pak podroben několika čistícím operacím, aby byl zbaven různých znečištěnin, které z navážky vzniknou nebo se z ní uvolní během zplynování. Tyto materiály, pokud nejsou během zplynování vhodně upraveny, mohou rychle kontaminovat kontinuální výrobní jednotku.

Mezi materiály, které často nacházíme ve svítiplynu, patří například sirovodík, amoniak, kyanidy a pevné částečky uhlíku a stopových kovů. Stupeň znečištění je dán typem navážky a použitého zplyňovacího procesu, jakož i reakčními podmínkami. V každém případě je odstranění těchto kontaminantů rozhodující pro to, aby zplynování bylo schůdné.

Když je vyrobený plyn vypuštěn ze zplynovače, je obvykle podroben ochlazování a čištění pomocí vypíracích technik, kdy se zavádí do pračky a uvádí do styku s vodní mlhou, která plyn ochlazuje a zbavuje pevných částeček a iontových složek. Takto ochlazený plyn pak může být před dalším použitím odsířen.

Podstata vynálezu

Podstatou vynálezu je způsob oddělování kyselých plynů ze svítiplynu a úprava vznikajících pevných látek. Směs složená ze svítiplynu a kyselého plynu je uvedena do styku

s kapalinou, která se zmíněným kyselým plynem reaguje za vzniku suspenze pevných částic, dispergovaných v kapalině, a svítiplynu. Tato suspenze, obsahující kapalinu a pevné částice, je oddělena od svítiplynu v běžném odlučovači nebo jiným způsobem. Suspenze je pak filtrována pomocí regenerovatelného filtru tak, aby tyto částice byly odděleny od zmíněné kapaliny. Pevné částice se odstraní z regenerovatelného filtru zpětným proplachováním pomocí kapaliny pro zpětné proplachování, čímž vznikne čerpatelná suspenze, složená ze směsi pevných částic a kapaliny pro zpětné proplachování.

Výraz „kapalina reagující s kyselým plynem“ je zde používán k označení kapalin, které přednostně rozpouštějí kyselé plyny, jakož i k označení kapalin, v nichž je rozpuštěna, dispergována nebo suspendována jedna nebo více sloučenin, reagujících s kyselými plyny. Kapalina sama může být inertní.

Výraz „kyselé plyny“ zde zahrnuje sirovodík, oxid uhličitý nebo jejich směs. Ve stopovém množství mohou být přítomny i jiné plyny. Kapalina může reagovat s jedním z těchto kyselých plynů nebo s oběma. Typickými takovými kapalinami jsou aminy, jako je ethanolamin. Těmito kapalinami mohou být rozpouštědla, jako jsou nižší monoíunkční alkoholy, např. methanol, nebo polyfunkční alkoholy, např. ethylenglykol a podobně.

Výraz „svítiplyn“ je zde používán k označení plynu, obsahujícího oxid uhelnatý, vodík a někdy také inertní plyny, jako je dusík.

Výraz „regenerovatelný filtr“ je zde používán k označení filtru, který poté, kdy je zaplněn a částečně zneprůchodněn, může být regenerován. Regenerace se obvykle provádí odstavením filtru, následovaném obrácením směru toku kapaliny a zpětným vymytím částic z povrchu filtru. Tento zpětně vymytý materiál je suspenze, která je tak výhodně izolována od průtokového procesu. Poté, kdy bylo zpětně vymyto dostatečné množství materiálu, se směr toku opět obrátí a filtr je znovu zapojen do funkce.

Vynález se týká způsobu oddělování kyselých plynů ze svítiplynu a úpravy vznikajících pevných látek. Svítiplyn lze vyrobit ve zplyňovacím reaktoru zahříváním uhlíkatých paliv s reaktivními plyny, jako je vzduch nebo kyslík, často v přítomnosti vodní páry, čímž se získá plynné palivo, které je ze zplyňovacího reaktoru odebíráno. Takto vyrobený svítiplyn často obsahuje zneěištěniny, jako jsou kyselé plyny. Směs složená ze svítiplynu a kyselého plynu je uvedena do kontaktu s kapalinou, která se zmíněným kyselým plynem reaguje za vzniku suspenze pevných částic, dispergovaných v kapalině, a svítiplynu. K tomuto kontaktu obvykle dochází v protiproudé probublávací nádrži nabo plněné věži, ale použít lze kterýkoliv typkontaktního zařízení, včetně tryskových praček, reverzních tryskových praček a Venturiho praček. Typ kontaktního zařízení není důležitý.

♦ ·

Podobně ani typ kapaliny, která reaguje s kyselým plynem, není důležitý. Existuje mnoho kapalin, částicových systémů a suspenzí, o nichž je v tomto oboru známo, že odstraňují kyselé plyny. Viz např. patenty USA č. 4,039,619, č. 4,052,176, č. 4,496,371, č. 4,769,045, č. 5,289,676, a č. 5,447,702, které jsou zde zahrnuty formou odkazu. Kapalina může obsahovat nějaký amin, jako například diethanolamin, dále methanol, TV-methylpyrolidon nebo dimethylether polyethylenglykolu. Kapalina může obsahovat částice železa, žíravé soli, uhličitany, oxidy železa, nikl, oxidy niklu, nebo jejich kombinaci.

Suspenze skládající se z kapaliny a pevných částic se odděluje od svítiplynu v separační zóně ve věži, v obvyklém separátoru nebo jinak. Oddělování suspenze od plynu je v tomto oboru dobře známo.

Suspenze je pak filtrována pomocí regenerovatelného filtru, aby se zmíněné pevné částice oddělily od zmíněné kapaliny. Často je výhodné provést zahušťovací kroky, jako je usazování v usazovací nádrži nebo centrifugace, aby se zvýšil obsah pevných látek v suspenzi ještě před filtrací. Suspenze však může být filtrována bez zahušťování.

Suspenze je filtrována přes filtr pomocí přetlaku. Filtry odstraní určitý podíl - často více než 70 % - pevných látek v suspenzi. Filtry umožní, aby kapalina - a občas i určité množství pevné látky - protekla a mohla být navrácena do kontaktního zařízení. Jelikož se tyto pevné látky na filtru hromadí, vytvoří se filtrační koláč. Rozdíl tlaků vzrůstá, dokud nedosáhne jisté hodnoty, kdy je průtok filtrem snížen. V jistém okamžiku před úplným zneprůchodněním se filtr odstaví z provozu.

Kapalina reagující s kyselým plynem je drahá, takže může být výhodné vytlačit ji méně drahou kapalinou pro zpětné proplachování. Je výhodné vytlačit kapalinu, reagující s kyselým plynem, přes filtr ve stejném směru, v jakém normálně proces probíhá, aby kapalina reagující s kyselým plynem nebyla zatěžována pevnými látkami. Typ média, které vytlačuje kapalinu reagující s kyselým plynem, není rozhodující. Kapalina reagující s kyselým plynem může být vytlačena mimo jiné vodou, uhlovodíkem, alkoholem, plynem nebo parou. Je výhodné vytlačit kapalinu reagující s kyselým plynem méně drahým médiem pro zpětné proplachování.

Pevné částice se odstraňují z regenerovatelného filtru zpětným proplachováním pomocí kapaliny pro zpětné proplachování, čímž se vytvoří ěerpatelná suspenze skládající se z pevných částeček a kapaliny pro zpětné proplachování. S touto suspenzí může být nakládáno jako s odpadem nebo může být vracena zpět do zplyňovacího reaktoru, kde se organické látky převedou do plynného stavu a pevné částice zeskelnatí, čímž se obě složky stanou pro životní prostředí neškodnými. Typ kapaliny pro zpětné proplachování by měl být slučitelný s jejím dalším osudem. Kapalinou pro zpětné proplachování může být voda, uhlovodík, alkohol nebo

444 4 · 44 4 4 4 · · · 444 444«

444 4 444 4*4

4 444 4444

4444 444 44 444 44 44 jiné kompatibilní médium. Samozřejmě, nejjednodušší a nejúspomější kapalinou pro zpětné proplachování může být kapalina reagující s kyselým plynem. Kapalina pro zpětné proplachování nemusí být nezbytně mísitelná s kapalinou reagující s kyselým plynem, i když je to často výhodné. Často je dávána přednost vodě, jelikož je levná, a lze ji využít ve formě odpadu z jiného procesu.

Regenerovatelným filtrem může být jakýkoliv typ zpětně promývatelného filtru. Jedním z výhodných obchodních provedení je punčoškový (vakový) filtr. Je to textilní filtr pokrývající zasunutou vnitřní podpůrnou podložku, do níž mohou přicházet kapaliny a být z ní odtaženy. Proud při procesu přichází z vnější strany vaku, pak skrze textil vaku do vnitřní podložky. Pevné látky se hromadí na vnější straně vaku, dokud nejsou vymyty zpětným tokem.

Je výhodné používat dva nebo více vaků, schopných fungovat v paralelním uspořádání. Ovládací systém může jeden filtr vypojit tím, že jej izoluje od kontaktního reaktoru. Pak může být kapalina reagující s kyselým plynem s výhodou vytlačena z filtru. Nakonec může být přes střed podložky nastříknuta kapalina směrem ven skrze vak, a to dostatečnou rychlostí na to, aby byly odstraněny pevné částice. Pak je kapalina pro zpětné proplachování s výhodou vytlačena kapalinou reagující s kyselým plynem, a filtr se opět zapojí do funkce.

Je výhodné, je-li suspenze čerpatelná. To snižuje operační náklady a umožňuje snadnou recyklaci do zplyňovacího reaktoru. Kapalina a jakákoliv organická látka se v reaktoru zplyní. Pevné látky zeskelnatí, což je stabilizuje pro bezpečnou likvidaci.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob pro oddělování kyselých plynů ze svítiplynu, vyznačující se tím, ž e se skládá z těchto kroků:

a) kontakt směsi obsahující svítiplyn a kyselý plyn s kapalinou, reagující s tímto kyselým plynem za vzniku pevných částic dispergovaných v kapalině a svítiplynu,

b) oddělení svítiplynu od suspenze tvořené kapalinou a pevnými částicemi,

c) oddělení těchto pevných částic od zmíněné kapaliny pomocí regenerovatelného filtru,

d) zpětné vymytí uvedených pevných částic z tohoto regenerovatelného filtru pomocí kapaliny pro zpětné proplachování za vzniku čerpatelné suspenze tvořené směsí pevných částic a kapaliny pro zpětné proplachování.

e) čerpání uvedené čerpatelné suspenze do zplyňovacího reaktoru, kde je tato suspenze zplyněna za vzniku svítiplynu a zeskelnatěných pevných látek.
2. Způsob podle nároku 1, v y z n a ě uj í c í se tím, že kapalina, reagující s kyselým plynem, je tvořena aminem.
3. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se tím, ž e pevné částice jsou tvořeny sulfidem železa.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačuj í cí se tím, že kapalina pro zpětné proplachování je tvořena vodou.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalina reagující s kyselým plynem obsahuje sloučeninu železa.
6. Způsob podle nároku 1, vy z n ač uj í c í se tím, že regenerovatelným filtrem je vakový filtr.
7. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že v kroku c) je použito více vakových filtrů.
8. Způsob podle nároku 1, oddělující uvedené pevné částice od uvedené kapaliny pomocí alespoň jednoho z alespoň dvou regenerovatelných filtrů, avyznačující se tím, že dále obsahuje krok, kterým se tento způsob ovládá tak, že alespoň jeden filtr odděluje uvedené pevné částice od uvedené kapaliny reagující s kyselým plynem, zatímco alespoň jeden regenerovatelný filtr je zpětně proplachován.
9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že kapalina reagující s uvedenými kyselými plyny v kroku a) se využívá jako kapalina pro zpětné proplachování v kroku d).

····
10. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že kapalina pro zpětné proplachování je tvořena sloučeninou vybranou ze skupiny obsahující uhlovodík, alkohol, vodu a jejich směsi.
11. Způsob podle nároku 1, vyznačuj ící se tím, že dále obsahuje vytlačení kapaliny, reagující s kyselým plynem, z regenerovatelných filtrů pomocí sloučeniny vybrané z jednoho či více uhlovodíků, alkoholu,vody nebo jiné kapaliny pro zpětné proplachování, a to před zpětným proplachováním.