JP2022543300A - 熱的に最適にされたホットフラッシュ溶媒再生を用いる吸収によるガス処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、除去化合物の化学的、物理的またはハイブリッドの吸収によってガスを処理するための方法であって、少なくとも:
a) 吸収器(1)中で前記除去化合物の吸収を行う工程であって、該吸収は、処理ガスの流れ(101)を溶媒流れ(117)であって、好ましくは20~60℃の温度にあり、「枯渇溶媒」と呼ばれるものと接触させることによるものであり、処理済みガス(102)および除去化合物に豊富な、「リッチ溶媒」と呼ばれる溶媒(103)を与える工程;
b) 中圧フラッシュ容器(2)中でリッチ溶媒(103)の場合による分離を行う工程であって、同時吸収された化合物(106)を脱着させ、コールドリッチ溶媒(104)であって、好ましくは40~80℃の温度にあるものを与える工程;
c) 熱交換器(3A)中でコールドリッチ溶媒流れ(104)のフラクション(104A)とホット枯渇溶媒流れ(110)との間で熱交換を行う工程であって、再加熱済みリッチ溶媒流れ(105A)であって、好ましくは60~170℃、大いに好ましくは100~130℃の温度にあるものおよび冷却済み枯渇溶媒流れ(115)であって、好ましくは45~90℃、大いに好ましくは60~90℃の温度にあるものを与える工程;
d) 熱交換器(3B)中でコールドリッチ溶媒流れ(104)の補足フラクション(104B)とホット脱着済みガス流出物(112)との間で熱交換を行う工程であって、該ホット脱着済みガス流出物(112)は、工程g)におけるフラッシュ分離からの脱着済みガス流れ(111)および工程e)における場合によるフラッシュ分離からのガス状化合物流れ(107)に対応し、再加熱済みリッチ溶媒流れ(105B)であって、好ましくは60~170℃、大いに好ましくは100~130℃の温度にあるものと、冷却・脱着済みガス流れ(113)であって、好ましくは45~90℃、大いに好ましくは60~90℃の温度にあるものを与える、工程;
e) 低圧フラッシュ容器(4)中で熱統合工程の出口のところの再加熱済みリッチ溶媒流れ(105A)および(105B)の場合による分離を行う工程であって、ガス状化合物(107)であって、好ましくは60~170℃、大いに好ましくは100~130℃の温度にあるものとリッチ溶媒流れ(108)であって、好ましくは60~170℃、大いに好ましくは100~130℃の温度にあるものとの分離を可能にする、工程;
f) リッチ溶媒(108)の再生を行う工程であって、該再生は、リボイラ(5)中で好ましくは70~180℃の温度で加熱することによるものであり、二相性の再生済み溶媒(109)を与える工程;
g) 低圧フラッシュ容器(6)中で二相性の再生済み溶媒(109)の分離を行う工程であって、ホット枯渇溶媒流れ(110)であって、好ましくは70~180℃、大いに好ましくは110~140℃の温度にあるものと、脱着済みガスの形態にある除去化合物を含んでいるガス状流れ(111)であって、好ましくは70~180℃、大いに好ましくは110~140℃の温度にあるものとの分離を可能とする、工程;
h) 冷却済み枯渇溶媒(115)の最終の冷却を行う工程であって、完全に冷却済み枯渇溶媒流れ(116)であって、20~60℃の温度にあるものを与え、該枯渇溶媒流れ(116)は、枯渇溶媒流れ(117)の形態で吸収器(1)に再度給送される用意が整っている、工程
を含んでいる方法に関係する。
少なくとも:
- 処理ガスを「枯渇溶媒」と呼ばれる溶媒と接触させて、処理済みガスおよび「リッチ溶媒」と呼ばれる除去化合物に豊富な溶媒を与えること可能にする吸収器(1)、
- 同時吸収された化合物を脱着するためのリッチ溶媒の中圧フラッシュ処理のための場合による容器(2)、
- コールドリッチ溶媒/ホット枯渇溶媒の熱交換器(3A)、
- コールドリッチ溶媒/ホットガス流出物の熱交換器(3B)、
- コールドリッチ溶媒/ホット枯渇溶媒の熱交換器(3A)に給送されるコールドリッチ溶媒のフラクションをコールドリッチ溶媒/ホットガス流出物の熱交換器(3B)に短絡させるための導管、
- リッチ溶媒の脱気を可能にする、熱統合工程の出口のところの場合による低圧フラッシュ容器(4)、
- リッチ溶媒の加熱を可能にするリボイラ(5)、
- 再生済み溶媒と脱着されたガスの形態にある除去化合物の分離を可能にする低圧フラッシュ容器(6)、
- 本方法における水および溶媒の喪失を制限することを目的とする脱着済みガスための場合による最後の凝縮器(7)、
- 枯渇溶媒のための最終の冷却器(8)、
- 溶媒の流通を可能にする、(枯渇および/またはリッチ)溶媒のための一式のポンプ(9)
を含むガス処理プラントにも関係する。
本発明による方法およびプラントの他の特徴および利点は、非限定的な典型的実施形態の以下の説明を添付の図1~4を参照しながら読めば明らかになるだろう。
- 吸収器(1)中で除去化合物の吸収を行う工程であって、処理ガスと枯渇溶媒との間の接触を可能にする、工程
- 容器(2)中でリッチ溶媒の場合による分離を行う工程であって、同時吸収された化合物(典型的には天然ガス処理適用における炭化水素)を脱着させることを目的とする中圧フラッシュ処理MPによるものである、工程
- コールドリッチ溶媒/ホット枯渇溶媒の熱交換器(3A)を採用する熱統合の工程
- コールドリッチ溶媒/ホットガス流出物の熱交換器(3B)を採用する熱統合の工程
- コールドリッチ溶媒/ホット枯渇溶媒の熱交換器からのコールドリッチ溶媒流れのフラクションのサンプリング
- リッチ溶媒の脱気処理を可能にする、熱統合工程の出口のところの場合による低圧フラッシュLP容器(4)中の分離
- 溶媒を加熱して溶媒を要求される品質に再生することを目的としてリッチ溶媒をリボイラ(5)に通すことによる再生、およびその次の低圧フラッシュLP容器(6)中の分離の工程であって、再生済みの溶媒と脱着させられたガスの形態にある除去化合物との分離を可能とする、工程
- 当該方法における水および溶媒の喪失を制限することを目的とする最終の凝縮器(7)中の脱着済みガスのための場合による最終の凝縮
- 冷却器(8)中の枯渇溶媒の最終の冷却
- 一式の(枯渇および/またはリッチ)溶媒ポンプ(9)による、吸収および再生のセクションの間の溶媒の流通;溶媒ループ中のポンプの数および位置は、適用のタイプによって(吸収および再生のセクションの操作圧力に依存して)変動してよい
を含んでいる。
本発明は、本発明による方法の実施を可能にするガス処理プラント(図1)であって、少なくとも:
- 処理ガスを「枯渇溶媒」と呼ばれる溶媒と接触させて、処理済みガスおよび「リッチ溶媒」と呼ばれる除去化合物に豊富な溶媒を与えること可能にする吸収器(1)
- 同時吸収された化合物を脱着させるようにリッチ溶媒の中圧フラッシュ処理のための場合による容器(2)
- コールドリッチ溶媒/ホット枯渇溶媒の熱交換器(3A)
- コールドリッチ溶媒/ホットガス流出物の熱交換器(3B)
- コールドリッチ溶媒/ホット枯渇溶媒の熱交換器(3A)に給送するコールドリッチ溶媒のフラクションをコールドリッチ溶媒/ホットガス流出物の熱交換器(3B)に短絡させるための導管(バイパス)
- リッチ溶媒の脱気を可能にする、熱統合工程の出口のところの場合による低圧フラッシュ容器(4)
- 溶媒を要求される品質に加熱・再生することに向けようとするリボイラ(5)
- 再生された溶媒と脱着させられたガスの形態にある除去化合物との分離を可能にする低圧フラッシュ容器(6)
- 本方法における水および溶媒の喪失を制限することを目的とする脱着済みガスのための場合による最終の凝縮器(7)
- 枯渇溶媒のための最終の冷却器(8)
- 吸収と再生のセクションの間の溶媒の流通を可能にする、(枯渇および/またはリッチの)溶媒のための一式のポンプ(9)
を含んでいる処理プラントにも関係する。
- 従来のフラッシュ再生によるスキーム(熱統合をしない)に相対して、いくつかのさらなる装置が考慮されるべきである(1種の交換器および1種の容器)
- 水蒸気ストリッピングによる再生を伴うスキームに相対して、再生塔は、簡単な容器によって置き換えられる。
エネルギー消費に関して本発明の利点を例証するために、実施例が以下にバイオガス洗浄のシナリオについて与えられる。
- 従来のホットフラッシュ再生様式に相対して44%、
- 水蒸気ストリッピング様式による再生に相対して30%。
Claims (15)
- 除去化合物の化学的、物理的またはハイブリッドの吸収によってガスを処理するための方法であって、少なくとも:
a) 吸収器(1)中で、前記除去化合物の吸収を行う工程であって、該吸収は、処理ガスの流れ(101)を溶媒流れ(117)であって、好ましくは20~60℃の温度にあり、「枯渇溶媒」と呼ばれるものと接触させることによるものであり、処理済みガス(102)および除去化合物に豊富な、「リッチ溶媒」と呼ばれる溶媒(103)を与える工程;
b) 中圧フラッシュ容器(2)中でリッチ溶媒(103)の場合による分離を行う工程であって、同時吸収された化合物(106)を脱着させ、コールドリッチ溶媒(104)であって、好ましくは40~80℃の温度にあるものを与える工程;
c) 熱交換器(3A)中でコールドリッチ溶媒流れ(104)のフラクション(104A)とホット枯渇溶媒流れ(110)との間で熱交換を行う工程であって、再加熱済みリッチ溶媒流れ(105A)であって、好ましくは60~170℃、大いに好ましくは100~130℃の温度にあるものおよび冷却済み枯渇溶媒流れ(115)であって、好ましくは45~90℃、大いに好ましくは60~90℃の温度にあるものを与える工程;
d) 熱交換器(3B)中でコールドリッチ溶媒流れ(104)の補足フラクション(104B)とホット脱着済みガス流出物(112)との間で熱交換を行う工程であって、ホット脱着済みガス流出物(112)は、工程g)におけるフラッシュ分離からの脱着済みガス流れ(111)および工程e)における場合によるフラッシュ分離からのガス状化合物流れ(107)に対応し、再加熱済みリッチ溶媒流れ(105B)であって、好ましくは60~170℃、大いに好ましくは100~130℃の温度にあるものと、冷却・脱着済みガス流れ(113)であって、好ましくは45~90℃、大いに好ましくは60~90℃の温度にあるものを与える、工程;
e) 低圧フラッシュ容器(4)中で再加熱済みリッチ溶媒流れ(105A)および(105B)の熱統合工程の出口のところの場合による分離を行う工程であって、ガス状化合物(107)であって、好ましくは60~170℃、大いに好ましくは100~130℃の温度にあるものとリッチ溶媒流れ(108)であって、好ましくは60~170℃、大いに好ましくは100~130℃の温度にあるものとの分離を可能にする、工程;
f) リボイラ(5)中でリッチ溶媒(108)の再生を行う工程であって、該再生は、好ましくは70~180℃の温度で加熱することによるものであり、二相性の再生済み溶媒(109)を与える工程;
g) 低圧フラッシュ容器(6)中で二相性の再生済み溶媒(109)の分離を行う工程であって、ホット枯渇溶媒流れ(110)であって、好ましくは70~180℃、大いに好ましくは110~140℃の温度にあるものと、脱着済みガスの形態にある除去化合物を含んでいるガス状流れ(111)であって、好ましくは70~180℃、大いに好ましくは110~140℃の温度にあるものとの分離を可能にする、工程;
h) 冷却済み枯渇溶媒(115)の最終の冷却を行う工程であって、完全に冷却済み枯渇溶媒流れ(116)であって、好ましくは20~60℃の温度にあるものを与え、該枯渇溶媒流れ(116)は、枯渇溶媒流れ(117)の形態で吸収器(1)に再度給送される用意が整っている、工程
を含んでいる方法。 - 熱交換器(3A)に送られるコールドリッチ溶媒流れのフラクション(104A)は、全リッチ溶媒の流れの重量で0.5重量%~50重量%、好ましくは5重量%~40重量%を示す、請求項1に記載の方法。
- 工程b)における中圧フラッシュ容器中の分離を、低圧フラッシュ容器中での分離より高い圧力3~10bar、好ましくは5~10bar、大いに好ましくは5~7barで行う、請求項1または2に記載の方法。
- 工程e)およびg)における中圧フラッシュ容器中の分離を、圧力0~9bar、好ましくは1~4barで行う、請求項1~3にいずれか1つに記載の方法。
- 工程e)およびg)における低圧フラッシュ容器中の分離を、同一の圧力1~4barで行い、工程b)における中圧フラッシュ容器中の分離を、圧力5~10barで行う、請求項4に記載の方法。
- 工程f)におけるリボイラ中の加熱および工程g)における低圧フラッシュ容器中の分離を行う際の圧力は、厳密に0~1barである、請求項4に記載の方法。
- リボイラ中の温度は、70~100℃である、請求項6に記載の方法。
- リボイラ中の操作圧力は、1~9bar、好ましくは1~4barであり、リボイラ中の温度は、100~140℃、好ましくは110~140℃である、請求項4または5に記載の方法。
- 溶媒は、少なくとも1種のアミンを含んでいる化学溶媒である、請求項1~8のいずれか1つに記載の方法。
- 溶媒は、三級および二級のアミンの混合物を含む、請求項9に記載の方法。
- 当該方法における水の喪失を制限することを目的として脱着済みガス流れ(113)の最終の凝縮を行う工程i)を含み、冷却・脱着済みの化合物の流れ(114)であって、好ましくは20~60℃の温度にあるものを与える、請求項1~10のいずれか1つに記載の方法。
- 吸収工程a)における操作圧力は、1~80barである、請求項1~11のいずれか1つに記載の方法。
- 処理ガスを、バイオガス、天然ガス、合成ガス(シンガス)、または工業的煙道ガス、例えば、石炭発電所、焼却炉または溶融炉の煙道ガスから選択する、請求項1~12のいずれか1つに記載の方法。
- 請求項1~13のいずれか1つに記載の方法の実施を可能にするガス処理プラントであって、少なくとも:
- 処理ガスを「枯渇溶媒」と呼ばれる溶媒と接触させて、処理済みガスおよび「リッチ溶媒」と呼ばれる除去化合物に豊富な溶媒を与えることを可能にする吸収器(1);
- 同時吸収された化合物を脱着させるようにリッチ溶媒の中圧フラッシュ処理のための場合による容器(2);
- コールドリッチ溶媒/ホット枯渇溶媒の熱交換器(3A);
- コールドリッチ溶媒/ホットガス流出物の熱交換器(3B);
- コールドリッチ溶媒/ホット枯渇溶媒の熱交換器(3A)に給送するコールドリッチ溶媒のフラクションをコールドリッチ溶媒/ホットガス流出物の熱交換器(3B)に短絡させるための導管;
- リッチ溶媒の脱気を可能にする、熱統合工程の出口のところの場合による低圧フラッシュ容器(4);
- リッチ溶媒の加熱を可能にするリボイラ(5);
- 再生済み溶媒および脱着されたガスの形態にある除去化合物の分離を可能にする低圧フラッシュ容器(6);
- 上記方法における水および溶媒の喪失を制限することを目的とする脱着済みガスための場合による最終の凝縮器(7);
- 枯渇溶媒のための最終の冷却器(8);
- 溶媒の流通を可能にする、(枯渇および/またはリッチの)溶媒のための一式のポンプ(9)
を含んでいるガス処理プラント。 - 熱交換器(3A)および熱交換器(3B)は、1種の同一の装置からなる、請求項14に記載のプラント。
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