JPS63151330A - 二酸化炭素を回収するためのガス処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、二酸化炭素を特にアンモニア合成ガスから
回収する処理方法を、現行技術の方法以上に改良するこ
とに関する。物理的溶剤を用いてアンモニア合成ガスを
処理する場合の現在の処理方法は、供給二酸化炭素の５
５〜９０％のみを回収することが可能である。この発明
は、二酸化炭素を実質的に１００％回収させる。下記に
おいて検討する方法は、全ての物理的溶剤、及び化学的
溶剤と物理的溶剤との全ての混合物を用いて行なう処理
について適用可能である。とは言うものの、説明のため
に、この検討においてはセレクソール（Ｓｅｌｅｘｏｌ
）　（商標）溶剤（これは物理的溶剤であって、ポリエ
チレングリコールのジメチルエーテルである）を使用す
る。更に、下記において検討する方法の概要は、アンモ
ニア合成ガスを処理するほかにも、水素合成ガスやあら
ゆる石炭及び油誘導合成ガスの処理にも、天然ガスの処
理にも使用してよい。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕従来
のセレクソール処理装置においては、合成ガスは、典型
的には４００ｐｓ　ｉａ　（２７ｂａｒ）で運転する二
酸化炭素吸収器で冷たいセレクソール溶剤と接触させら
れる。二酸化炭素は、吸収器を流下するセレクソールに
より吸収される。吸収器の底部からの二酸化炭素に富む
溶剤は、その後より低い圧力（７０〜１４０ｐｓｉａす
なわち４．８〜９．７　ｂａｒ）で運転するフラッシュ
ドラムにフラッシュさせられる。

この結果、フラッシュが起こって、共に吸収された水素
、メタン、及び不活性ガスの大部分が上記の二酸化炭素
に冨むセレクソール溶剤から廃棄される。フラッシュし
たガスは、除去され、圧縮され、そして吸収器に再循環
させられ、あるいは他の用役に回される。本質的に二酸
化炭素を含有しているセレクソール液は、その後もう一
つのフラッシュドラムでほぼ大気圧までフラッシュさせ
られる。フラッシュした、供給量（Ｇｏ□）のおよそ５
５〜７０％の二酸化炭素は、その後この低圧フラッシュ
ドラム（１４〜２５ｐｓｉａすなわち１〜２２ｂａｒで
運転する）から分離除去され、そして二酸化炭素製品管
路に移送される。

回収された二酸化炭素の量が下流の必要量に対して十分
な場合、溶剤はストリッピング塔において再生される。

向流式の充填塔におけるストリッピング媒体としては、
空気が一般的に使用される。

ストリッピングされた二酸化炭素を含有している使用済
みの空気は、その後塔頂から大気へ放出される。再生し
た溶剤は、その後吸収器に再循環される。空気と共に放
出された二酸化炭素は、この処理に対する損失である。

５５〜７０％よりも高率の二酸化炭素の回収が要望され
る場合は、大気圧フラッシュドラムからの溶剤は、空気
を用いるストリッピング塔で溶剤を再生する前に真空フ
ラッシュドラムに回される。この真空フラッシュドラム
は、一般に１２ｐｓｉａ〜５ｐｓｉａ　（０，８〜０．
３　ｂａｒ）で運転する。この真空フラッシュドラムの
追加は、二酸化炭素の回収率が９０％はどに増加するこ
とに帰着する。このドラムの圧力は所望する二酸化炭素
回収率に依存する。

ドラムの運転圧力が低くなればなるほど、二酸化炭素の
回収率が高くなる。

〔問題点を解決するための手段、実施例、及び作用効果〕

本発明の方法は、従来技術の方法を大きく上回って二酸
化炭素の回収率を増加させるものであり、そして特定の
方法に従って、実質的に資本を節減させ且つ所要動力を
より軽減することができる。

第１図の方法では、処理すべきガスは矢印で示したよう
に塔Ｔ−１に底部から入り、塔頂から出てゆく。再生さ
れた液体溶剤は、ポンプで塔頂部に送られ、そして高圧
でタービン１０（動力回収用）を通って上で６明した従
来式の運転におけるようにより低い圧力で運転するフラ
ッシュドラムＤ−１へと出てゆく。フラッシュしたガス
は、図示するように、圧縮機１１で再圧縮し、任意的な
冷却器１２を通って吸収塔Ｔ−１の底部へ再循環させる
。フラッシュドラムＤ−２及びＤ−３は、先に説明した
ように５５〜７０％より多くを回収するために運転する
。従来の手順と区別されるように、１〜２　ｐｓｉａ　
（０，１〜０．２　ｂａｒ）で運転する追加のフラッシ
ュドラムＤ−４が、フラッシュドラムＤ−３及びこれと
組み合わされた圧縮機１３の下流側に挿入される。圧縮
機１４は、所望されるどのような用途のためにも他のフ
ラッシュドラムからの二酸化炭素と混合されるガスの圧
力を上昇させる。

フランシュドラムＤ−４から出てゆく吸収剤は、ポンプ
１５を経てストリッピング塔Ｔ−２の塔頂部へ進む。空
気は送風機１８により冷却器１７を通してストリッピン
グ塔Ｔ−２に押し込まれ、またポンプ１６は再生された
溶剤を、任意的な冷却器１９を通して吸収塔Ｔ−１の塔
頂部に移送する。

非慣用的に低い圧力で運転するフラッシュドラムＤ−４
の使用は、従来技術の集成装置と比べて溶剤から実質的
に一層多くの二酸化炭素を回収することを可能にする。

第２図に、第１図の慣用的なストリッピング塔に代えて
フラッシュドラムＤ−５を用い且つ溶剤の流れへの空気
（又はいずれかのガス）の併流式の注入を利用する修正
概要流れ図を示す。

タービン１０、熱交換器１９、並びに、圧縮機１１　、
１３　、１４及びポンプ１６は、全て第１図の対応する
機器の機能を果す。図示してはいないが、第１図におけ
るように脱水機があってもよい。

第２図の方法は、二酸化炭素の９７〜９８％の回収を達
成し、そしてストリッピング塔がなくなるため実質的に
資本を節減する。慣用的な充填式ストリッピング塔によ
って必要とされるよりも空気の容量を多く必要とはする
が、大きな塔についての高い費用がかからなくなる。

第３図では、処理方法はストリッピング塔の運転を除い
て第１図と本質的に同じである。この場合には、ストリ
ッピング塔は１〜５ｐｓｉ（０，０〜０、３　ｂａｒ）
の減圧で運転する。ストリッピングを低い圧力で行なう
ことによって、溶剤を再生するのに必要とされる空気量
は非常に小さくなる。結果として、酸素及び窒素による
有意の希釈を加えずに使用済みの空気を製品二酸化炭素
と混合することができる。

第３図の方法においては、二酸化炭素の実質的に１００
％が回収され且つ一層低い用役費用（動力）が達成され
、そしてこの二酸化炭素はアンモニアとの反応により尿
素を製造するのに利用することができる。

第４図の方法は、この場合ストリッピング塔Ｔ−２から
の空気及び二酸化炭素を放出せずに、これを圧縮し、そ
してアンモニア工場のプロセスが炭化水素−スチーム改
質法である場合には二次改質器での化学量論的要求量を
提供するのに十分な空気と混合することを除き、第１図
の方法と同じである。従って、ストリッピング塔Ｔ−２
からの再循環二酸化炭素は、合成ガス供給原料と混合さ
れて最終的に吸収塔Ｔ−１に戻される。使用済みの空気
は再循環させられるので二酸化炭素の損失はなく、本質
的に二酸化炭素の全てが回収される。この第４図の概要
流れ図は、英国特許第２０５１７５７号明細書に開示さ
れたものと同様である。

しかしながら、再循環に上記の英国特許の０．７　ｂａ
ｒ（１０ｐｓｉ）と比べて非常に低いＤ−３又はＤ−４
の圧力を組合わせることによって、圧縮する必要のある
ガス容量がより少なくなるので一層安い運転費が達成さ
れ、従って圧縮のための動力所要量が減少する。

第５図の方法も第１図のそれと同様であるが、ストリッ
ピング塔Ｔ−２のためのストリッピングガスとして空気
の代りに、処理された合成ガスを使用する。ストリッピ
ング塔Ｔ−２からのガス及び二酸化炭素は、吸収塔Ｔ−
１に戻される。ストリッピングは減圧で行なわれ、そし
て圧縮機２１は当該ガスを吸収塔Ｔ−１に導入するため
高い圧力に昇圧する。従って二酸化炭素は失われず、フ
ラッシュドラムＤ−２及びＩ）−３並びにフラッシュド
ラムＤ−４からの製品が、この設備から除去及び回収さ
れた全部の二酸化炭素である。

この概要流れ図は、リンデ（Ｌｉｎｄｅ）株式会社に対
する西ドイツ国特許第３４．０１７７３号明細書のそれ
と類似しているが、ストリッピング塔Ｔ−２において非
常に低い圧力を使用するため効率が改善されたものであ
り、はるかに少ないストリッピングガス必要量を要求す
る。これは、圧縮機２１の負担をずっと少なくすること
に帰着する。この方法は、エネルギー的に非常に効率的
である。

他の溶剤を使用することを含めて種々の修正を、上に説
明した方法において行なうことができる。

二酸化炭素除去の運転は、最後の溶剤再生工程からの二
酸化炭素を含有している使用済み空気を、二酸化炭素を
完全に除去するためアミン型溶剤の入った吸収塔で処理
してもよいということを除いて、第１図、第２図、又は
第３図におけるように行なってもよい。この溶剤は、そ
の後ストリッパーでの加熱により再生される。ストリッ
ピングされた二酸化炭素は、その後下流のフラッシュタ
ンクからの二酸化炭素製品と混合され、本質的に１００
％の二酸化炭素回収率が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は二酸化炭素の９０〜９Ｂ％を回収するための方
法の概要流れ図、第２図は同様に二酸化炭素の９０〜９
８％を回収するための方法の概要流れ図、第３図は二酸
化炭素の実質上１００％を回収するための方法の概要流
れ図、第４図はストリッピング塔からの使用済み空気を
プロセス内で再循環させて同様に二酸化炭素の実質的に
１００％を回収するための方法の概要流れ図、第５図は
ストリッピングガスとして処理された合成ガスを使用し
て二酸化炭素の実質上１００％を回収するための方法の
概要流れ図。 図中、１０はタービン、１１　、１３　、１４　、２１
は圧縮機、１５　、１６はポンプ、１８は送風機、Ｔ−
１は吸収塔、Ｔ−２はストリッピング塔、Ｄ−１〜５は
フラッシュドラム。 以下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、二酸化炭素が吸収塔においてガスから液体溶剤によ
   って除去され、そしてこの液体溶剤が上記の吸収塔に再
   循環するために再生されるガス処理方法において、最後
   のストリッピングガスを用いての再生工程の前に、上記
   の液体溶剤を５ｐｓｉ（０．３５ｂａｒ）より低い減圧
   にさらして再生器への液体溶剤の流れを準備し、この液
   体溶剤が吸収してきた二酸化炭素の９５％より多くを除
   去することを特徴とする方法。 ２、前記再生工程が、空気（又はいずれかのガス）を前
   記溶剤と共に混合し、且つ、当該空気（又はガス）と前
   記二酸化炭素とをフラッシュドラムにおいて前記溶剤か
   ら分離することにより行なわれる、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。 ３、前記溶剤の最後の再生を１〜５ｐｓｉ（０．１〜０
   ．３５ｂａｒ）の圧力で運転する向流式充填塔で行なう
   、特許請求の範囲第１項記載の方法。 ４、ストリッピング空気を製品二酸化炭素と混合し、且
   つ、それが更にアンモニアと二酸化炭素とから尿素を作
   るための反応器への供給原料についてのような二酸化炭
   素製品仕様を満たすことができるように、ストリッピン
   グ空気量が最小にされる、特許請求の範囲第３項記載の
   方法。 ５、処理をした合成ガスが製造され、そして前記溶剤が
   、前記ストリッピングガスが空気である向流式塔におい
   て再生され、この塔の塔頂ガスが圧縮されそして合成ガ
   スプロセスの二次改質器に供給される、特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ６、前記溶剤を、前記ストリッピングガスが処理をされ
   たガスの分岐流（ｓｌｉｐｓｔｒｅａｍ）である向流式
   塔において再生し、そしてこの塔からの塔頂ガスを前記
   吸収塔の底部に再循環させる、特許請求の範囲第１項記
   載の方法。 ７、再生塔からの使用済み空気を化学的液体吸収剤と接
   触させ、この吸収剤をストリッパーで再生し、そして製
   造された二酸化炭素が集められる、特許請求の範囲第１
   項記載の方法。