NO330396B1

NO330396B1 - Process and system for desorption

Info

Publication number: NO330396B1
Application number: NO20075293A
Authority: NO
Inventors: Gelein De Koeijer
Original assignee: Statoilhydro Asa
Priority date: 2007-10-16
Filing date: 2007-10-16
Publication date: 2011-04-04
Also published as: NO20075293L

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og et system for å desorbere karbondioksid fra et fluid omfattende karbondioksid, en absorbent og et fortynningsmiddel omfattende et fortynningsmiddel/absorbent-separeringstrinn i en væskeekspansjonstripper ved anvendelsen av en separator, slik som en revers osmosemembran eller pervaporasjonsenhet.The present invention relates to a method and a system for desorbing carbon dioxide from a fluid comprising carbon dioxide, an absorbent and a diluent comprising a diluent/absorbent separation step in a liquid expansion stripper using a separator, such as a reverse osmosis membrane or pervaporation unit.

Description

Område for oppfinnelsen Field of the invention

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og system for å desorbere karbondioksid fra en strøm, spesielt en karbondioksidrik absorbent-fortynningsmiddelstrøm, slik som en strøm fra en karbondioksid absorpsjonsenhet i et absorpsjons/desorpsjons-kretsløp. The present invention relates to a method and system for desorbing carbon dioxide from a stream, especially a carbon dioxide-rich absorbent-diluent stream, such as a stream from a carbon dioxide absorption unit in an absorption/desorption circuit.

Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention

Den nåværende oppmerksomheten rundt miljøpåvirkning av frigivingen av karbondioksid i atmosfæren har ført til utviklingen av nye teknologier for å separere karbondioksid fra gasser, slik som naturlige gasser og utslippsgasser, f.eks. avgass fra forbrenningen av fossile brennstoff eller avgass fra sementovner. For at disse teknologiene skal være anvendbare i en større industriell skala er det viktig at de er effektive og økonomisk gjennomførbare. The current attention to the environmental impact of the release of carbon dioxide into the atmosphere has led to the development of new technologies to separate carbon dioxide from gases, such as natural gases and emission gases, e.g. exhaust gas from the combustion of fossil fuels or exhaust gas from cement kilns. For these technologies to be applicable on a larger industrial scale, it is important that they are efficient and economically feasible.

Én av de lovende teknikkene for separasjon og isolering av karbondioksid er basert på en absorpsjons/desorpsjonskrets som benytter en løsning av en aminbasert absorbent i One of the promising techniques for the separation and isolation of carbon dioxide is based on an absorption/desorption circuit that uses a solution of an amine-based absorbent in

en væskefortynningsmiddel. Prinsippene for denne teknikken er for eksempel beskrevet i Perry's Chemical Engineerings' Handbook, 7. utgave, kapittel 14. Den karbondioksid-rike absorpsjonsløsningen oppnådd i absorberen overføres vanligvis til en desorber eller stripper der fortynningsmidlet og absorbenten varmes opp for å frigjøre karbondioksidet. Den magre absorpsjonsløsningen derved oppnådd kan resirkuleres til absorberen etter kjøling. Behovet for varme, vanligvis i formen av damp for oppvarming av desorberen er høy, delvis på grunn av den store mengden av fortynningsmiddel til stede. Absorberen som er følsom for varme, kan nedbrytes ved høy temperatur, derved bestemmes det tillatte driftstrykket og -temperaturen innen desorberen delvis av stabiliteten av absorbenten. a liquid diluent. The principles of this technique are described, for example, in Perry's Chemical Engineerings' Handbook, 7th edition, Chapter 14. The carbon dioxide-rich absorption solution obtained in the absorber is usually transferred to a desorber or stripper where the diluent and absorbent are heated to release the carbon dioxide. The lean absorption solution thus obtained can be recycled to the absorber after cooling. The need for heat, usually in the form of steam to heat the desorber is high, partly due to the large amount of diluent present. The absorber, which is sensitive to heat, can be broken down at high temperature, thereby the permissible operating pressure and temperature within the desorber is partly determined by the stability of the absorber.

Når et slikt desorpsjonssystem tilpasses til naturlige gasser eller utslipp slik som industrielle avgasser nevnt over, vil desorberen(e) ha en betydelig størrelse. Det er velkjent at store desorbere eller strippere har krevende masseoverføringsegenskaper. For å desorbere karbondioksidet fra en absorbentstrøm er det kjent i teknikken å anvende en konvensjonell stripper. En mer avansert mulighet er en væskeekspansjonsstripper. When such a desorption system is adapted to natural gases or emissions such as industrial exhaust gases mentioned above, the desorber(s) will have a significant size. It is well known that large desorbers or strippers have demanding mass transfer properties. To desorb the carbon dioxide from an absorbent stream, it is known in the art to use a conventional stripper. A more advanced option is a liquid expansion stripper.

En konvensjonell stripper er beskrevet i Perry's Chemical Engineerings' Handbook, 7. utgave, kapittel 14. En slik stripper har et stort behov for damp samt kjølevann. I tilegg erfares nedbryting av absorbent grunnet høye temperaturer. Den konvensjonelle stripperen er et rigid system, dvs. med meget små muligheter for optimering. A conventional stripper is described in Perry's Chemical Engineerings' Handbook, 7th edition, Chapter 14. Such a stripper has a large demand for steam as well as cooling water. In addition, degradation of the absorbent is experienced due to high temperatures. The conventional stripper is a rigid system, i.e. with very little scope for optimization.

En konvensjonell væskeekspansjon er beskrevet av King, Separation processes, 1980, andre utgave, side 696. Systemet består av å ekspandere en del av bunnproduktet av en stripper, fordampe den ekspanderte strømmen ved å kondensere topproduktet, og å komprimere dampen og mate den tilbake til kokeren. Systemet fungerer derved som en intern varmepumpe. Væskeekspansjon anvendes for å eliminere dampbehov, men krever store varmevekslere, samt betydelige mengder elektrisitet og kapitalkostnader. Generelt er systemet mer effektivt enn konvensjonell desorpsjon uten væskeekspansjon. På lignende måte som den konvensjonelle stripperen, erfares også termisk nedbryting av absorbenten i det konvensjonelle væskeekspansjonssystemet ettersom amin innføres i kompressoren der temperaturen økes. Væskeekspansjonssystemet er også et relativt stivt system med begrenset mulighet for optimering, selv om noe bedre enn den konvensjonelle stripperen ettersom det kun er noen få frihetsgrader for å justere parameterne for variasjoner i tilførsel av C02-rik gass eller for krav til CC^-utslipp. A conventional liquid expansion is described by King, Separation processes, 1980, second edition, page 696. The system consists of expanding a portion of the bottom product of a stripper, vaporizing the expanded stream by condensing the overhead product, and compressing the vapor and feeding it back to the cooker. The system thereby functions as an internal heat pump. Liquid expansion is used to eliminate the need for steam, but requires large heat exchangers, as well as significant amounts of electricity and capital costs. In general, the system is more efficient than conventional desorption without liquid expansion. In a similar manner to the conventional stripper, thermal degradation of the absorbent is also experienced in the conventional liquid expansion system as amine is introduced into the compressor where the temperature is increased. The liquid expansion system is also a relatively rigid system with limited scope for optimization, although somewhat better than the conventional stripper as there are only a few degrees of freedom to adjust the parameters for variations in the supply of C02-rich gas or for CC^ emission requirements.

I US 2004/0206242 beskrives en fremgangsmåte og apparat for å dehydrere gass. Fremgangsmåten inkluderer et absorpsjonstrinn og et membran pervaporasjonstrinn for å regenerere en væskesorbent. US 2004/0206242 describes a method and apparatus for dehydrating gas. The method includes an absorption step and a membrane pervaporation step to regenerate a liquid sorbent.

Målet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en ny fremgangsmåte og system for desorpsjonen av karbondioksid ved å tilveiebringe en mer effektiv væskeekspansjon desorpsjonsprosess med mindre absorbentnedbryting, mindre behov for elektrisitet, damp og kjølevann, samt flere frihetsgrader og bedre kapitalkostnader. The aim of the present invention is to provide a new method and system for the desorption of carbon dioxide by providing a more efficient liquid expansion desorption process with less absorbent degradation, less need for electricity, steam and cooling water, as well as more degrees of freedom and better capital costs.

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

De ovennevnte problemene og utlistrekkeligheter har blitt løst ved fremgangsmåten og systemet ifølge foreliggende oppfinnelse. The above-mentioned problems and list deficiencies have been solved by the method and system according to the present invention.

Fremgangsmåte for å desorbere karbondioksid fra et fluid omfattende karbondioksid, en absorbent i form av en aminløsning og et eller flere fortynningsmidler, fremgangsmåten omfatter trinnene av å: a) desorbere CO2fra fluidet i en stripper, for å oppnå en CC^-rik strøm; b) fjerne en CC^-mager, absorbent-fortynningsmiddelstrøm fra stripperen, særpreget ved trinnene av å: c) separere en del av fortynningsmidlet fra minst en del av det CCh-magre, absorbent-fortynningsmiddel-fluidet fra stripperen i en fortynningsmiddelrik strøm og en CCh-mager, anriket absorbentstrøm idet separasjonen utføres i én eller flere separatorer valg fra: en revers osmosemembran- eller en revers pervaporasjonsenhet; d) ekspandere den fortynningsmiddelrike strømmen; e) fordampe den ekspanderte fortynningsmiddelrike strømmen; Process for desorbing carbon dioxide from a fluid comprising carbon dioxide, an absorbent in the form of an amine solution and one or more diluents, the process comprising the steps of: a) desorbing CO2 from the fluid in a stripper, to obtain a CC^-rich stream; b) removing a CCh-lean absorbent-diluent stream from the stripper, characterized by the steps of: c) separating a portion of the diluent from at least a portion of the CCh-lean absorbent-diluent fluid from the stripper in a diluent-rich stream; and a CCh-lean, enriched absorbent stream as the separation is carried out in one or more separators selected from: a reverse osmosis membrane or a reverse pervaporation unit; d) expanding the diluent-rich stream; e) evaporating the expanded diluent-rich stream;

f) komprimere den fordampete fortynningsmiddelrike strømmen; og f) compressing the vaporized diluent-rich stream; and

g) tilbakeføre den fordampete og komprimerte fortynningsmiddelrike strømmen i g) returning the vaporized and compressed diluent-rich stream i

stripperen. the stripper.

Videre tilveiebringer foreliggende oppfinnelse et system for å desorbere karbondioksid fra en karbondioksidholdig strøm, ved anvendelsen av et absorpsjonsmedium omfattende en absorbent i form av en aminløsning og et eller flere fortynningsmidler, der systemet omfatter: - en stripper med et innløp for CCVrikt absorpsjonsmedium, et CCVutløp, et utløp for C02-utarmet absorbentmedium, og ett eller flere innløp for gjenoppvarmet medium; - en ekspansjonsventil; - en varmeveksler for å fordampe en ekspandert fortynningsmiddelrik strøm; - en varmeveksler for å kondensere fortynningsmidlet fra stripper topproduktet; Furthermore, the present invention provides a system for desorbing carbon dioxide from a carbon dioxide-containing stream, by the use of an absorption medium comprising an absorbent in the form of an amine solution and one or more diluents, where the system comprises: - a stripper with an inlet for CCV-rich absorption medium, a CCV outlet , an outlet for C02-depleted absorbent medium, and one or more inlets for reheated medium; - an expansion valve; - a heat exchanger for vaporizing an expanded diluent-rich stream; - a heat exchanger to condense the diluent from the stripper top product;

og and

- én eller flere kompressor(er); - one or more compressor(s);

der utløpet for C02-utarmet absorbentmedium er i fluidkommunikasjon med ekspansjonsventilen, ekspansjonsventilen er i fluidkommunikasjon med varmeveksleren, varmeveksleren er i fluidkommunikasjon med kompressoren(e), og kompressoren(e) er i fluidkommunikasjon med innløp(ene) for gjenoppvarmet medium fra stripperen, særpreget ved at systemet ytterligere omfatter én eller flere fortynningsmiddel/absorbentseparator(er) (346) med et innløp i fluidkommunikasjon med wherein the outlet for C02-depleted absorbent medium is in fluid communication with the expansion valve, the expansion valve is in fluid communication with the heat exchanger, the heat exchanger is in fluid communication with the compressor(s), and the compressor(s) is in fluid communication with the inlet(s) for reheated medium from the stripper, characterized in that the system further comprises one or more diluent/absorbent separator(s) (346) with an inlet in fluid communication with

stripperutløpet for det CCh-utarmete absorbentmediet, og et utløp for fortynningsmidlet i fluidkommunikasjon med ekspansjonsventilen og et utløp for et CC^-magert absorbentrikt medium, idet separatorene er valgt fra gruppen av: en revers osmosemembranenhet og en revers pervaporasjonsenhet (346). the stripper outlet for the CCh-depleted absorbent medium, and an outlet for the diluent in fluid communication with the expansion valve and an outlet for a CCh-lean absorbent medium, the separators being selected from the group of: a reverse osmosis membrane unit and a reverse pervaporation unit (346).

Betegnelsen "CCh-rik gass" som anvendt i dette dokumentet er ment å dekke enhver karbondioksidholdig gass til stede i kraftanlegg slik som kull-, olje- eller naturgass-drevne kraftanlegg, sementovner, jern- og stålverk, raffinerier, reformere, krakkere, svovelfjerning i naturgass etc. The term "CCh-rich gas" as used in this document is intended to cover any carbon dioxide-containing gas present in power plants such as coal, oil or natural gas-fired power plants, cement kilns, iron and steel plants, refineries, reformers, crackers, desulfurization in natural gas etc.

Betegnelsen "absorbent" som anvendt her inkluderer ethvert karbondioksidabsorbent som benyttes som en løsning i et anvendbar fortynningsmiddel. Eksempler på anvendbare absorpsjonsmidler er primære, sekundære, tertiære, sykliske og sterisk hindrete aminer slik som monoetanolamin (MEA), diglykolamin (DGA), dietanolamin (DEA), diisopropanolamin (DIPA), methyletanolamin (MMEA), metyldietylamin (MDEA), trietanolamin (TEA), 2-amino-2-metyl-l-propanol (AMP), piperazin (PZ), diglykolamin (DGA) og andre substituerte aminer, og absorpsjonsmidler med forbedrete karakteristikker slik som CASTOR-1 fra BASF og KS-1 fra Mitsubishi Heavy Industries. The term "absorbent" as used herein includes any carbon dioxide absorbent which is used as a solution in an applicable diluent. Examples of usable absorbents are primary, secondary, tertiary, cyclic and sterically hindered amines such as monoethanolamine (MEA), diglycolamine (DGA), diethanolamine (DEA), diisopropanolamine (DIPA), methylethanolamine (MMEA), methyldiethylamine (MDEA), triethanolamine ( TEA), 2-amino-2-methyl-l-propanol (AMP), piperazine (PZ), diglycolamine (DGA) and other substituted amines, and absorbents with improved characteristics such as CASTOR-1 from BASF and KS-1 from Mitsubishi Heavy Industries.

Betegnelsen "fortynningsmiddel" som anvendt her dekker enhver væske eller blanding av væsker som er blandet med en absorbent for å senke konsentrasjonen av absorbenten og derved forbedre egenskapene med hensyn til viskositet og korrosivitet. Fortynningsmidlet kan for eksempel være vann og/eller sulfolan (tetrahydrotiofen-1,1-dioksid). The term "diluent" as used herein covers any liquid or mixture of liquids which is mixed with an absorbent to lower the concentration of the absorbent and thereby improve its viscosity and corrosivity properties. The diluent can be, for example, water and/or sulfolane (tetrahydrothiophene-1,1-dioxide).

Betydningen av betegnelsene "fordampet" eller "fordampe" og "kondensert" eller "kondensere" som anvendt i dette dokumentet bør forstås som også å dekke delvis fordamping og kondensering. Ettersom strømmene beskrevet i systemet av foreliggende oppfinnelse kan ha store variasjoner i både sammensetninger og betingelser, kan de åpenbart være praktisk talt fullstendig fordampet eller kondensert i noen tilfeller og kun delvis fordampet eller kondensert i andre tilfeller, avhengig av den valgte driftsmodusen. The meaning of the terms "evaporated" or "evaporate" and "condensed" or "condense" as used in this document should be understood to also cover partial evaporation and condensation. As the streams described in the system of the present invention can have wide variations in both compositions and conditions, they can obviously be practically completely evaporated or condensed in some cases and only partially evaporated or condensed in other cases, depending on the selected operating mode.

Et viktig aspekt av foreliggende oppfinnelse er tillegget av fortynningsmiddel/absorbent separeringstrinnet i en væskeekspansjonsstripper ved anvendelse av en separator, slik som en revers-osmosmembran eller pervaporasjonsenhet, til den CC^-magre absorbent- fortynningsmiddelstrømmen som forlater bunnen av stripperen, som splitter strømmen i en nesten ren fortynningsmiddelstrøm og en CCh-mager, anriket absorbentstrøm (i forhold til strømmen som forlater stripperen). An important aspect of the present invention is the addition of the diluent/absorbent separation step in a liquid expansion stripper using a separator, such as a reverse osmosis membrane or pervaporation unit, to the CC^-lean absorbent-diluent stream leaving the bottom of the stripper, which splits the stream into an almost pure diluent stream and a CCh-lean, enriched absorbent stream (relative to the stream leaving the stripper).

Når absorbenten (dvs. aminet) her tendens til termisk nedbryting, unngås derved høye temperaturer ettersom absorbenten kan separeres fra en strøm før enhver termisk behandling, slik som oppvarming i en koker eller en kompressorenhet/syklus. When the absorbent (ie the amine) here tends to thermal decomposition, high temperatures are thereby avoided as the absorbent can be separated from a stream before any thermal treatment, such as heating in a digester or a compressor unit/cycle.

Det nye separasjonstrinnet og nye separatorenheten endrer også sammensetningen av den resulterende kaldstrømmen som løper gjennom en varmeveksler som kjøler det separerte CO2som forlater desorberen, ettersom mindre absorbent, slik som amin, er til stede i strømmen. Resultatet er en bedre avstemming mellom inngående og utgående temperatur som oppnås ettersom de tilsvarende linjene i et QT diagram for de varme og kalde strømmene kommer nærmere og blir mer parallelle. En god avstemming er viktig for mengden varme som kan overføres for å drive varmeveksleren optimalt og dessuten for en bedre total samlet energieffektivitet av væskeekspansjon-strippersystemet. The new separation stage and new separator unit also change the composition of the resulting cold stream that runs through a heat exchanger that cools the separated CO2 leaving the desorber, as less absorbent, such as amine, is present in the stream. The result is a better match between inlet and outlet temperature which is achieved as the corresponding lines in a QT diagram for the hot and cold streams come closer and become more parallel. A good tuning is important for the amount of heat that can be transferred to operate the heat exchanger optimally and also for a better overall overall energy efficiency of the liquid expansion stripper system.

Videre kan en koker tilsettes, som kan ha redusert kapasitet sammenlignet med en koker i et konvensjonelt strippersystem. Furthermore, a reboiler can be added, which may have a reduced capacity compared to a reboiler in a conventional stripper system.

Resultatene av de ovennevnte anstrengelsene er et lavere behov både for damp i kokeren og for kjølevann i kondensatoren enn hva som er normalt i et konvensjonelt desorbersystem, samt et lavere elektrisitetsbehov og kapitalkostnad sammenlignet med hva som er nødvendig i den konvensjonelle væskeekspansjonsstripperen. The results of the above efforts are a lower need both for steam in the boiler and for cooling water in the condenser than is normal in a conventional desorber system, as well as a lower electricity requirement and capital cost compared to what is needed in the conventional liquid expansion stripper.

Til slutt har systemet ifølge foreliggende oppfinnelse flere frihetsgrader grunnet separator- og kokerenhetene, slik som for optimering, som gir en enda større mulighet for forbedring og bedre muligheter for å finne den optimale avveiningen mellom kapitalkostnader, dampbehov, kjølevannbehov, elektrisitetsbehov, nedbryting og korrosjon. Finally, the system according to the present invention has several degrees of freedom due to the separator and boiler units, such as for optimization, which provides an even greater opportunity for improvement and better opportunities to find the optimal trade-off between capital costs, steam demand, cooling water demand, electricity demand, breakdown and corrosion.

I en alternativ utførelse, kan kondensatoren og kokeren fjernes fullstendig, og den interne væskeekspansjon varmepumpen vil kunne tilfredsstille hele varme- og kjølebehovet, lignende den konvensjonelle væskeekspansjonsstripperen. In an alternative embodiment, the condenser and boiler can be completely removed, and the internal liquid expansion heat pump will be able to satisfy the entire heating and cooling demand, similar to the conventional liquid expansion stripper.

Oppfinnelsen vil ytterligere bli illustrert ved eksempelutførelser, ingen av hvilke bør forstås som begrensende for omfanget av oppfinnelsen. The invention will be further illustrated by exemplary embodiments, none of which should be understood as limiting the scope of the invention.

Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

Figur 1 illustrerer en stripper ifølge kjent teknikk. Figure 1 illustrates a stripper according to known technology.

Figur 2 illustrerer en væskeekspansjonsstripper ifølge kjent teknikk. Figure 2 illustrates a liquid expansion stripper according to known technology.

Figur 3 illustrerer en utførelse av et system ifølge to foreliggende oppfinnelse. Figure 3 illustrates an embodiment of a system according to two present inventions.

Figur 4 illustrerer en alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse. Figure 4 illustrates an alternative embodiment of the present invention.

Figur 5 illustrerer en alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse. Figure 5 illustrates an alternative embodiment of the present invention.

Figur 6 illustrerer en alternativ utførelse av foreliggende oppfinnelse. Figure 6 illustrates an alternative embodiment of the present invention.

Detaljert beskrivelse av eksempeluftørelser Detailed description of example executions

Figur 1 illustrerer et konvensjonelt strippersystem hvori en C02-rik, absorbent-fortynningsmiddelblanding separeres i en C02-strøm og en C02-mager absorbent-fortynningsmiddelstrøm. Figure 1 illustrates a conventional stripper system in which a CO2-rich absorbent-diluent mixture is separated into a CO2 stream and a CO2-lean absorbent-diluent stream.

En C02-rik absorbent-fortynningsmiddelblanding slik som fra et C02-absorbersystem mates gjennom linje 25 inn i en stripper 15.1 stripperen 15, desorberes CO2grunnet oppvarming av blandingen. Varme tilsettes strippersystemet ved å sende del av en bunnstrøm fra stripperen i linje 26 gjennom en koker 17 og tilbakeføre en oppvarmet strøm i linje 34 inn i stripperen 15. Desorpsjon skjer i stripperen ved kokebetingelser ved hevet temperatur. Desorbert CO2forlater stripperen gjennom topputløpet via linje 30. C02-toppstrømmen avkjøles i en kondenser 18 der en væskefase separeres fra toppstrømmen og tilbakeføres til stripperen via linje 32. Nesten ren CO2forlater systemet via linje 31 for videre behandling og/eller lagring. En C02-mager absorbent-fortynningsmiddelblanding forlater bunnen av desorberen gjennom linje 26 som nevnt over. Den C02-magre absorbentblandingen introduseres i kokeren 17 og gjeninnføres delvis som en dampstrøm i stripperen 15 ved linje 34 og fjernes delvis gjennom linje 39 som en C02-mager absorbent-fortynningsmiddel-blandingsstrøm i væskefase som kan tilbakeføres til en absorber, valgfritt etter avkjøling. A C02-rich absorbent-diluent mixture such as from a C02 absorber system is fed through line 25 into a stripper 15.1 the stripper 15, CO2 is desorbed due to heating of the mixture. Heat is added to the stripper system by sending part of a bottom stream from the stripper in line 26 through a boiler 17 and returning a heated stream in line 34 into the stripper 15. Desorption takes place in the stripper under boiling conditions at an elevated temperature. Desorbed CO2 leaves the stripper through the top outlet via line 30. The C02 top stream is cooled in a condenser 18 where a liquid phase is separated from the top stream and returned to the stripper via line 32. Almost pure CO2 leaves the system via line 31 for further treatment and/or storage. A CO 2 -lean absorbent-diluent mixture leaves the bottom of the desorber through line 26 as mentioned above. The CO 2 -lean absorbent mixture is introduced into the digester 17 and partly reintroduced as a vapor stream into the stripper 15 at line 34 and partly removed through line 39 as a liquid phase CO 2 -lean absorbent-diluent mixture stream which can be returned to an absorber, optionally after cooling.

I det konvensjonelle strippersystemet gjeninnføres absorbenten i stripper 15 gjennom kokeren 17 som er hovedmåten for oppvarming av stripperen. Derved er store mengder damp og/eller elektrisitet nødvendig for å varme opp stripperen. I tillegg, vil absorbenten introdusert i kokeren nedbrytes grunnet dens følsomhet for varmen. Store mengder kjølevann er også nødvendig for å kondensere fortynningsmidlet i kondensatoren 18 og separere CO2i dampfase. Det kondenserte fortynningsmidlet forårsaker en refluksstrøm 32. In the conventional stripper system, the absorbent is reintroduced into the stripper 15 through the boiler 17, which is the main method of heating the stripper. As a result, large amounts of steam and/or electricity are required to heat up the stripper. In addition, the absorbent introduced into the boiler will degrade due to its sensitivity to heat. Large amounts of cooling water are also required to condense the diluent in the condenser 18 and separate the CO2 in vapor phase. The condensed diluent causes a reflux stream 32.

Figur 2 illustrerer en konvensjonell væskeekspansjons-strippersystem der en C02-rik absorbent-fortynningsmiddelblanding separeres til en CCh-strøm og en CCh-mager, absorbent-fortynningsmiddelstrøm. Enheter med en lignende funksjon som de i figur 1 er gitt et tilsvarende referansenummer med de samme to siste siffer. Figure 2 illustrates a conventional liquid expansion stripper system in which a CO 2 -rich absorbent-diluent mixture is separated into a CCh stream and a CCh-lean absorbent-diluent stream. Devices with a similar function to those in Figure 1 are given a corresponding reference number with the same last two digits.

En C02-rik absorbent-fortynningsmiddelblanding slik som fra et CCh-absorbersystem mates gjennom linje 225 inn i en stripper 215.1 stripperen 215, desorberes CO2grunnet oppvarming av blandingen. Varme tilsettes til strippersystemet ved å sende en strøm i linje 237 gjennom en varmeveksler 221 og en kompressor 222 og å tilbakeføre en oppvarmet strøm i linje 234 til stripperen 215. Desorpsjon skjer i stripperen ved kokebetingelser. Desorbert CO2forlater stripperen ved toppen via linje 230. Toppstrømmen avkjøles i varmeveksleren 221, (som varmer den ovennevnte strømmen i linje 237) og separeres i separator 222 der en væskefase separeres fra C02-gassfasen og tilbakeføres til stripperen via linje 232. Nesten ren CO2forlater systemet via linje 231 for ytterligere behandling og/eller lagring. En CC^-mager absorbent-fortynningsmiddelblanding forlater bunnen av stripperen gjennom linje 226 som er splittet i linje 235 og delvis gjeninnført i stripperen ved et senere trinn som nevnt over, og går delvis ut av systemet gjennom linje 239 som et CC^-magert absorbent-fotrynningsmiddel som kan tilbake-føres til en absorber, valgfritt etter kjøling. Den C02-magre absorbent-fortynningsmiddelblandingen i væskeform i linje 235 avkjøles ved å passere en ekspansjonsventil 219 inn i linje 236 og en kjøler 220 inn i linje 237, etter hvilket blandingen fordampes i varmeveksleren 221 ved å kondensere fortynningsmidlet i den desorberte CO2-strømmen i linje 230 som forlater stripperen 215 som nevnt over. Den fordampete blandingen fra linje 237 går ut av varmeveksleren inn i linje 238 og blir ytterligere komprimert og oppvarmet av kompressor 222, og introdusert inn i bunndelen av stripperen 215 gjennom linje 234. A CO2-rich absorbent-diluent mixture such as from a CCh absorber system is fed through line 225 into a stripper 215.1 the stripper 215, CO2 is desorbed due to heating of the mixture. Heat is added to the stripper system by sending a stream in line 237 through a heat exchanger 221 and a compressor 222 and returning a heated stream in line 234 to the stripper 215. Desorption occurs in the stripper at boiling conditions. Desorbed CO2 leaves the stripper at the top via line 230. The top stream is cooled in heat exchanger 221, (which heats the above stream in line 237) and separated in separator 222 where a liquid phase is separated from the C02 gas phase and returned to the stripper via line 232. Almost pure CO2 leaves the system via line 231 for further processing and/or storage. A CC^-lean absorbent-diluent mixture leaves the bottom of the stripper through line 226 which is split in line 235 and partially reintroduced into the stripper at a later stage as noted above, and partially exits the system through line 239 as a CC^-lean absorbent -precipitating agent which can be returned to an absorber, optionally after cooling. The liquid CO2-lean absorbent-diluent mixture in line 235 is cooled by passing an expansion valve 219 into line 236 and a cooler 220 into line 237, after which the mixture is vaporized in heat exchanger 221 by condensing the diluent in the desorbed CO2 stream in line 230 leaving the stripper 215 as mentioned above. The vaporized mixture from line 237 exits the heat exchanger into line 238 and is further compressed and heated by compressor 222, and introduced into the bottom of stripper 215 through line 234.

Det konvensjonelle væskeekspansjonssystemet eliminerer behovet for damp ettersom kokeren er erstattet av væskeekspansjonskretsen. Imidlertid har systemet fortsatt et viktig behov for elektrisitet grunnet arbeidet av kompressoren. Systemet krever en stor varmeveksler delvis grunnet sammensetningen av den kalde strømmen i linje 237 der de inngående og utgående temperaturene ikke ideelt er tilpasset behovet for varme-overføring, dvs. linjene i QT-diagrammet er ikke parallelle og er langt fra hverandre. I tillegg, passerer absorbenten gjennom kompressoren 222 der den vil bli oppvarmet og utsatt for termisk nedbryting. The conventional liquid expansion system eliminates the need for steam as the boiler is replaced by the liquid expansion circuit. However, the system still has an important need for electricity due to the work of the compressor. The system requires a large heat exchanger partly due to the composition of the cold stream in line 237 where the entering and exiting temperatures are not ideally suited to the need for heat transfer, i.e. the lines in the QT diagram are not parallel and are far apart. In addition, the absorbent passes through the compressor 222 where it will be heated and subjected to thermal degradation.

Figur 3 illustrerer én utførelse av et system ifølge foreliggende oppfinnelse. Enhetene med en lignende funksjon som de i Figur 1 og 2 er gitt et tilsvarende referansenummer med de samme to siste siffer. Figure 3 illustrates one embodiment of a system according to the present invention. The units with a similar function to those in Figures 1 and 2 are given a corresponding reference number with the same last two digits.

En C02-rik absorbent-fortynningsmiddelblanding slik som fra et CCh-absorbersystem mates gjennom linje 325 inn i en stripper 315.1 stripperen 315 desorberes CO2grunnet oppvarming av blandingen. Varme tilsettes til strippersystemet ved å sende en strøm i linje 337 gjennom en varmeveksler 321 og en kompressor 322, som resulterer i en oppvarmet strøm i linje 339 matet gjennom linje 334 inn i stripperen. A C02-rich absorbent-diluent mixture such as from a CCh absorber system is fed through line 325 into a stripper 315. The stripper 315 is desorbed by CO2-based heating of the mixture. Heat is added to the stripper system by passing a stream in line 337 through a heat exchanger 321 and a compressor 322, which results in a heated stream in line 339 fed through line 334 into the stripper.

I denne utførelsen, tilveiebringes ytterligere oppvarming ved å sende del av en bunnstrøm fra stripperen i linje 326 gjennom en koker 317 inn i en oppvarmet strøm i linje 340, og valgfritt å sammenføye strømmen med den nevnte oppvarmete strømmen 339 fra kompressoren inn i linje 334 før den går inn i stripperen. De to oppvarmete strømmene (339 og 340) kan alternativt introduseres separat i stripperen, slik som ved forskjellige diametriske og/eller høyde posisjoner, ifølge hva som er fordelaktig gitt temperaturen, trykket og sammensetningen av de to strømmene. In this embodiment, additional heating is provided by passing part of a bottoms stream from the stripper in line 326 through a reboiler 317 into a heated stream in line 340, and optionally joining the stream with said heated stream 339 from the compressor into line 334 before it goes into the stripper. The two heated streams (339 and 340) can alternatively be introduced separately into the stripper, such as at different diametrical and/or height positions, according to what is advantageous given the temperature, pressure and composition of the two streams.

Desorpsjon skjer i stripperen 315 ved kokebetingelser ved forhøyet temperatur. Desorbert CO2forlater stripperen ved toppen via linje 330. Toppstrømmen avkjøles i varmeveksleren 321 og separeres i en kondensator 323 der en væskefase, hovedsakelig bestående av fortynningsmiddel, separeres og tilbakeføres til stripperen via linje 332 som refluks. En nesten ren C02-strøm forlater systemet via linje 331 for ytterligere behandling og/eller lagring. Desorption takes place in the stripper 315 under boiling conditions at an elevated temperature. Desorbed CO2 leaves the stripper at the top via line 330. The top stream is cooled in the heat exchanger 321 and separated in a condenser 323 where a liquid phase, mainly consisting of diluent, is separated and returned to the stripper via line 332 as reflux. A nearly pure C02 stream exits the system via line 331 for further processing and/or storage.

En CCh-mager absorbent-fortynningsmiddelblanding forlater bunnen av stripperen gjennom linje 326 og splittes i denne utførelsen i kokeren 317 og gjeninnføres delvis i stripperen 315 ved linje 334 etter å ha blitt oppvarmet i kokeren 317 som nevnt over. Den gjenværende delen av den CC^-magre, absorbent-fortynningsmiddelblandingen forlater kokeren i linje 340, fortrinnsvis u-oppvarmet og introduseres inn den nye fortynningsmiddel/absorbent separasjonsenheten 346. A CCh-lean absorbent-diluent mixture leaves the bottom of the stripper through line 326 and in this embodiment splits in digester 317 and is partially reintroduced into stripper 315 at line 334 after being heated in digester 317 as mentioned above. The remaining portion of the CC^ lean absorbent-diluent mixture leaves the digester in line 340, preferably unheated, and is introduced into the new diluent/absorbent separation unit 346.

Separasjonsenheten 346 kan for eksempel være en revers osmosebembran eller per-vaporasjonshenhet og splitter blandingen i en nesten ren fortynningsmiddelstrøm i linje 335, slik som en nesten ren vannstrøm for eksempel, og en CC>2-mager absorbentanriket strøm i linje 341 (i forhold til strømmen som går inn i separasjonsenheten i linje 340). The separation unit 346 may be, for example, a reverse osmosis membrane or per-evaporation unit and splits the mixture into a nearly pure diluent stream in line 335, such as a nearly pure water stream, for example, and a CC>2 lean absorbent-enriched stream in line 341 (relative to the stream entering the separation unit in line 340).

Den C02-magre, anrikete absorbentstrømmen 341 som går ut av separasjonsenheten 346 kan tilbakeføres til en absorber, valgfritt etter avkjøling, slik som ved varmeveksling til et CCVrikt løsemiddel fra en absorber, ettersom lav temperatur kan være ønskelig. Avkjøling kan også utføres innen separasjonsenheten 346 ettersom behovet for kjøling kan variere mye. The CO 2 -lean, enriched absorbent stream 341 exiting the separation unit 346 may be returned to an absorber, optionally after cooling, such as by heat exchange to a CCV-rich solvent from an absorber, as low temperature may be desirable. Cooling can also be performed within the separation unit 346 as the need for cooling can vary widely.

Den separerte fortynningsmiddelstrømmen i linje 335 avkjøles ved å sende strømmen gjennom en ekspansjonsventil 319 inn i linje 336 og valgfritt også gjennom en kjøler 320 inn i linje 337 etter hvilket fortynningsmidlet forhåndsvarmes i varmeveksleren 321 av den desorberte CCVstrømmen 330 som forlater stripperen 315. Avkjølingen av fortynningsmiddelstrømmen ved anvendelse av ekspansjonsventilen 319, og spesielt kjøleren 320 tillater justeringer og tilpasning av den inngående temperaturen av strømmen som går inn i varmeveksleren 321 til den optimale temperaturen for avkjøling av den desorberte C02-strømmen i linje 330. En fordampet fortynningsmiddelstrøm går derved ut av varmeveksleren 321 inn i linje 338 som ytterligere oppvarmes ved en kompressor 322 som nevnt over, og fortsetter i linje 339 som deretter valgfritt blandes med den oppvarmete strømmen in linje 340 fra kokeren og mates til den nedre delen av stripperen gjennom linje 334. Som nevnt over kan strømmene i linjene 339 og 340 alternativt introduseres separat til stripperen. The separated diluent stream in line 335 is cooled by passing the stream through an expansion valve 319 into line 336 and optionally also through a cooler 320 into line 337 after which the diluent is preheated in the heat exchanger 321 by the desorbed CCV stream 330 leaving the stripper 315. The cooling of the diluent stream using the expansion valve 319, and in particular the cooler 320 allows adjustments and adaptation of the entering temperature of the stream entering the heat exchanger 321 to the optimum temperature for cooling the desorbed CO 2 stream in line 330. A vaporized diluent stream thereby exits the heat exchanger 321 into line 338 which is further heated by a compressor 322 as mentioned above, and continues in line 339 which is then optionally mixed with the heated flow in line 340 from the boiler and fed to the lower part of the stripper through line 334. As mentioned above, the currents in lines 339 and 340 a alternatively introduced separately to the stripper.

Det bør noteres at behovet for varme fra kokeren 317 er betydelig redusert i denne utførelsen sammenlignet med behovet av et konvensjonelt strippersystem, ettersom tilleggsvarme tilveiebringes av væskeekspansjonssystemet. Oppvarmingsbehovet fra kokeren 317 kan i noen tilfeller til og med bli redusert til null, i hvilket tilfelle kokeren 317 kan fjernes. Den interne væskeekspansjonsvarmepumpen vil da tilfredsstille hele oppvarmings- og kjølebehovet. Et slikt system er illustrert i figur 4, der kokeren kun er indikert som en valgfri enhet i stiplete streker. It should be noted that the need for heat from the digester 317 is significantly reduced in this embodiment compared to the need for a conventional stripper system, as additional heat is provided by the liquid expansion system. The heating demand from the boiler 317 can in some cases even be reduced to zero, in which case the boiler 317 can be removed. The internal liquid expansion heat pump will then satisfy the entire heating and cooling needs. Such a system is illustrated in Figure 4, where the boiler is only indicated as an optional unit in dashed lines.

Med den forbedrete temperaturkontrollen og optimerte sammensetningen av fortynningsmiddelstrømmen 337 som går inn i varmeveksleren 321, kan avkjølingen av det desorberte CO2i linje 330 kontrolleres på en slik måte at kondensatoren 318 i tillegg er overflødig og kan erstattes med en konvensjonell separator. Fordampingen av strømmen i linje 337 og avkjøling og kondensering av strømmen i linje 330 kan selvfølgelig alternativt utføres ved separate midler, slik som separate varmevekslere som leder andre strømmer som kan være tilgjengelige i systemet på stedet. With the improved temperature control and optimized composition of the diluent stream 337 entering the heat exchanger 321, the cooling of the desorbed CO2 in line 330 can be controlled in such a way that the condenser 318 is additionally redundant and can be replaced with a conventional separator. The vaporization of the stream in line 337 and the cooling and condensation of the stream in line 330 may of course alternatively be accomplished by separate means, such as separate heat exchangers directing other streams that may be available in the on-site system.

Figur 4 viser et alternativ der bunnstrømmen fra stripperen i linje 426 splittes før den valgfrie kokeren i stedet for inne i kokeren som beskrevet over. På denne måten splittes bunnstrømmen i denne utførelsen i en linje 450, som går inn den valgfrie kokeren eller blandes direkte med linje 439, og en linje 451 som går inn i separasjonsenheten 446. Denne løsningen krever noen ekstra rør og splittere sammenlignet med splittingen innen kokeren i seg selv vist i figur 3. Imidlertid er en fordel med dette oppsettet at fremtidige modifikasjoner kan forenkles ved å separere hver funksjon av systemet i separate enheter. Figure 4 shows an alternative where the bottom stream from the stripper in line 426 is split before the optional digester instead of inside the digester as described above. In this way, the bottom stream in this embodiment is split into a line 450, which enters the optional digester or mixes directly with line 439, and a line 451 which enters the separation unit 446. This solution requires some additional pipes and splitters compared to the splitting within the digester itself shown in Figure 3. However, an advantage of this setup is that future modifications can be simplified by separating each function of the system into separate units.

Når en koker 417 anvendes i tillegg til væskeekspansjonssystemet, vil noe av absorbenten fortsatt passere gjennom kokeren i systemene beskrevet over. Selv om mengden av absorbent ledet inn i denne syklusen er meget redusert på grunn av at kun en del av bunnstrømmen 426 anvendes, og at kokeren 417 i tillegg er av mindre størrelse enn i konvensjonelle systemer, kan noen absorbenter som er følsomme for varme fortsatt bli termisk nedbrutt ved oppvarmingen i kokeren. Imidlertid vil nedbrytingen være mindre enn i konvensjonelle strippersystemer. When a digester 417 is used in addition to the liquid expansion system, some of the absorbent will still pass through the digester in the systems described above. Although the amount of absorbent introduced into this cycle is greatly reduced due to the fact that only a portion of the bottom stream 426 is used, and that the digester 417 is also smaller in size than in conventional systems, some absorbents that are sensitive to heat may still be thermally decomposed by heating in the boiler. However, the degradation will be less than in conventional stripper systems.

Figur 5 viser en utførelse der nedbryting av absorbenten unngås ytterligere, ettersom bunnstrømmen 526 fra stripperen 515 behandles av separasjonsenheten 546 før en del av strømmen passerer gjennom en koker 517. På denne måten varmes og nedbrytes minimale mengder med absorbent i prosessen, ved å hovedsakelig være fjernet før oppvarmingen i en koker eller andre varmekilder. Sammensetningen av den oppvarmete strømmen som går ut av kokeren i linje 540 kan også være mer lik, spesielt i sammensetning, med strømmen i linje 539 fra kompressoren, enn i eksemplene over. Figure 5 shows an embodiment where degradation of the absorbent is further avoided, as the bottom stream 526 from the stripper 515 is treated by the separation unit 546 before a part of the stream passes through a boiler 517. In this way, minimal amounts of absorbent are heated and degraded in the process, by mainly being removed before heating in a boiler or other heat sources. The composition of the heated stream exiting the digester in line 540 may also be more similar, particularly in composition, to the stream in line 539 from the compressor than in the examples above.

Tilsetningen av de oppvarmete strømmene i linjer 539 og 540 fra henholdsvis kompressoren og den valgfrie kokeren, til bunndelen av stripperen kan valgfritt utføres separat i stedet for å bli blandet på forhånd inn i den felles innløpslinjen 534. Et separat tilsetningspunkt er illustrert ved den stiplete linjen 561 i figur 5, der linje 539 i en slik utførelse er rettet direkte mot stripperen 515 i stedet for å bli blandet med linje 540. Innløpspunktene kan i slike tilfeller være ved forskjellige steder på stripperen, slik som ved forskjellige diametriske og/eller høydeposisjoner, ifølge hva som er fordelaktig, gitt at temperaturen, trykket og sammensetningen av de to strømmene kan være forskjellige. Alternativt kan mer enn to innløp ved forskjellige posisjoner på stripperen anvendes. The addition of the heated streams in lines 539 and 540 from the compressor and the optional digester, respectively, to the bottom of the stripper can optionally be performed separately instead of being premixed into the common inlet line 534. A separate addition point is illustrated by the dashed line 561 in figure 5, where line 539 in such an embodiment is directed directly towards the stripper 515 instead of being mixed with line 540. In such cases, the inlet points can be at different places on the stripper, such as at different diametrical and/or height positions, according to what is advantageous, given that the temperature, pressure and composition of the two streams may be different. Alternatively, more than two inlets at different positions on the stripper can be used.

Figur 6 viser en utførelse der stripperen omfatter to seksjoner 615 og 616 og det anvendes en andre kompressor 660 i tillegg til kompressor 622, som derved tilveiebringer flere grader av frihet enn i eksemplene over. Den fordampete blandingen i linje 638 som forlater varmeveksleren 621 komprimeres til et første trykk i kompressor 622 og går ut i linje 639 som splittes i linjer 661 og 662. Linje 661 går inn i stripperen i en første posisjon på stripperen, slik som i en vertikalt høyere posisjon og/eller diametrisk forskjellig posisjon enn andre innløp, inn i trykksatt seksjon 616, som kan være ved et lavere trykk enn de(n) andre seksjonen(e). Linje 662 går inn i den andre kompressoren 660 der blandingen komprimeres ytterligere til et andre trykk, og går ut i linje 634 som går inn i stripperen i en andre trykksatt seksjon 615, slik som i en vertikalt lavere posisjon og/eller diametrisk forskjellig posisjon enn linje 661, ved et høyere trykk og temperaturer enn linje 661 i første seksjon. Figure 6 shows an embodiment where the stripper comprises two sections 615 and 616 and a second compressor 660 is used in addition to compressor 622, which thereby provides more degrees of freedom than in the examples above. The vaporized mixture in line 638 leaving heat exchanger 621 is compressed to a first pressure in compressor 622 and exits in line 639 which splits into lines 661 and 662. Line 661 enters the stripper at a first position on the stripper, such as in a vertical higher position and/or diametrically different position than other inlets, into pressurized section 616, which may be at a lower pressure than the other section(s). Line 662 enters the second compressor 660 where the mixture is further compressed to a second pressure, and exits into line 634 which enters the stripper in a second pressurized section 615, such as at a vertically lower position and/or diametrically different position than line 661, at a higher pressure and temperatures than line 661 in the first section.

Trykkseksjonene 615 og 616 kan være av like trykk men er fortrinnsvis av forskjellige trykk, der trykket av den nedre seksjonen 615 generelt er høyere enn trykket av den øvre seksjonen 616. Trykkene av begge seksjonene kan variere, samt trykkforskjellene mellom dem, som beskrevet i tre eksempelalternativer under, der ingen av alternativene er begrensende for omfanget av oppfinnelsen. The pressure sections 615 and 616 may be of equal pressure but are preferably of different pressures, where the pressure of the lower section 615 is generally higher than the pressure of the upper section 616. The pressures of both sections may vary, as well as the pressure differences between them, as described in three example alternatives below, where none of the alternatives are limiting for the scope of the invention.

A. I et første alternativ kan trykket av den øvre seksjonen 616 av stripperen i figur 6 A. In a first alternative, the pressure of the upper section 616 of the stripper in Figure 6

være likt det av driftstrykket av konvensjonelle strippere, slik som i eksemplene over. Trykket i den nedre seksjonen 615 er da ved et trykk som er høyere enn det konvensjonelle trykket. Det høyere trykket i den nedre seksjonen 615 oppnås be similar to that of the operating pressure of conventional strippers, such as in the examples above. The pressure in the lower section 615 is then at a pressure which is higher than the conventional pressure. The higher pressure in the lower section 615 is achieved

ved å komprimere en fraksjon (linje 662) av totalføden (linje 639). Et høyere trykk og temperatur kan resultere i en bedre separasjonsytelse av stripperen sammenlignet med strippere med konvensjonelle betingelser. by compressing a fraction (line 662) of the total feed (line 639). A higher pressure and temperature can result in a better separation performance of the stripper compared to strippers with conventional conditions.

I konvensjonelle strippere, slik som stripperen in figur 2, ville hele føden 238 måtte bli komprimert til et trykk høyere enn det konvensjonelle trykket for å øke effekten av stripperen likeledes. Dette kunne krevd omdimensjonering av kompressoren 222, som ville bære kostbart. In conventional strippers, such as the stripper in Figure 2, the entire feed 238 would have to be compressed to a pressure higher than the conventional pressure in order to increase the effect of the stripper as well. This could require resizing of the compressor 222, which would be costly.

En mer økonomisk fordelaktig løsning kan derfor oppnås ved å komprimere hele føden 638 ved den første kompressoren 622 til det konvensjonelle trykket og deretter komprimere kun en fraksjon av den totale føden i linje 662 til et høyere trykk ved anvendelsen av en mindre andre kompressor 660. Investeringen i utstyr kan derved reduseres sammenlignet med redimensjoneringen av kompressoren 222 i figur 2 som håndterer hele føden ettersom mindre kompressorer er mindre kostbare. A more economically advantageous solution can therefore be achieved by compressing the entire feed 638 at the first compressor 622 to the conventional pressure and then compressing only a fraction of the total feed in line 662 to a higher pressure using a smaller second compressor 660. The investment in equipment can thereby be reduced compared to the resizing of the compressor 222 in Figure 2 which handles the entire feed as smaller compressors are less expensive.

B. I et andre alternativ, kan trykket av den nedre seksjonen 615 av stripperen i figur 6 være lignende det av konvensjonelle strippere, som etterlater trykket i den øvre B. In a second alternative, the pressure of the lower section 615 of the stripper in Figure 6 may be similar to that of conventional strippers, leaving the pressure in the upper

seksjonen 616 ved et lavere enn konvensjonelt trykk. Fordelene med å anvende to eller flere separate seksjoner og tilsvarende kompressorer kan være et redusert behov for å komprimere hele føden (linje 638) til det konvensjonelle trykket før den går inn i stripperen, ettersom det kan være tilstrekkelig å komprimere kun en del av føden (linje 662) til dette trykket. En redusert grad av komprimering kan da være tilstrekkelig i den første kompressoren 622, og en redusert dimensjon kan være tilstrekkelig i den andre kompressoren 660 som tilveiebringer trykk lignende eksemplene over. C. I et tredje alternativ, er trykket av den øvre seksjonen 616 lavere enn i konvensjonelle strippere mens trykket av den nedre seksjonen 615 er høyere enn normalt. Denne løsningen kan tilveiebringe den samme effekten som en konvensjonell stripper, men kan igjen redusere kostnadene av utstyr ettersom en redusert komprimeringsgrad er nødvendig for den totale føden og redusert kapasitet for høyere komprimering er nødvendig. section 616 at a lower than conventional pressure. The advantages of using two or more separate sections and corresponding compressors may be a reduced need to compress the entire feed (line 638) to the conventional pressure before entering the stripper, as it may be sufficient to compress only a portion of the feed ( line 662) to this print. A reduced degree of compression may then be sufficient in the first compressor 622, and a reduced dimension may be sufficient in the second compressor 660 which provides pressure similar to the examples above. C. In a third alternative, the pressure of the upper section 616 is lower than in conventional strippers while the pressure of the lower section 615 is higher than normal. This solution can provide the same effect as a conventional stripper, but can again reduce the cost of equipment as a reduced degree of compression is required for the total feed and reduced capacity for higher compression is required.

Derved tilveiebringe eksempelet vist i figur 6 flere frihetsgrader ettersom det er et økt antall muligheter for justering av trykk, temperatur og mateforhold i innløpene av stripperen. Alternativt kan det forutses flere trykksatte seksjoner i stripperen med tilsvarende ytterligere kompressorer og innløp til stripperen i eksempelet vist i figur 6, som tilveiebringer enda flere frihetsgrader. The example shown in Figure 6 thereby provides more degrees of freedom as there is an increased number of possibilities for adjusting pressure, temperature and feed conditions in the inlets of the stripper. Alternatively, several pressurized sections can be foreseen in the stripper with corresponding additional compressors and inlets to the stripper in the example shown in Figure 6, which provide even more degrees of freedom.

I tillegg er alle kombinasjoner av eksemplene vist i figurer 2-6 forutsett og kan utføres av en fagperson, og slike kombinasjoner er innenfor omfanget av foreliggende oppfinnelse. In addition, all combinations of the examples shown in Figures 2-6 are foreseen and can be carried out by a person skilled in the art, and such combinations are within the scope of the present invention.

Foreliggende system tilveiebringer en fremgangsmåte og et system for å separere absorbent fra bunnstrømmen av en stripper ved en ny anvendelse av en separerings-enhet, som derved reduserer og i det optimale tilfellet eliminerer problemet med termisk nedbryting av absorbent. Sammensetningen av fortynningsmiddelstrømmen gjennom varmeveksleren optimeres også og tilveiebringer en bedre tilpassing av inngående og utgående temperatur som tilveiebringer forbedret varmeoverføring og effektivitet av systemet og kan eliminere behovet for en kondensator. Når det anvendes en koker, kan størrelsen på kokeren reduseres sammenlignet med konvensjonelle systemer og derved er behovet for damp og elektrisitet redusert. The present system provides a method and system for separating absorbent from the bottom stream of a stripper by a new application of a separation unit, thereby reducing and in the optimal case eliminating the problem of thermal degradation of absorbent. The composition of the diluent flow through the heat exchanger is also optimized and provides a better matching of inlet and outlet temperature which provides improved heat transfer and efficiency of the system and can eliminate the need for a condenser. When a boiler is used, the size of the boiler can be reduced compared to conventional systems and thereby the need for steam and electricity is reduced.

De optimerte driftsbetingelsene for en desorber ifølge foreliggende oppfinnelse vil i hvert tilfelle avhenge av utstyret som anvendes. De følgende eksempler gir betingelser. Det vil være åpenbart for en fagperson at disse varierer betydelig innen omfanget av foreliggende oppfinnelse. Eksemplene skal ikke betraktes som begrensende for foreliggende oppfinnelse. Dersom det benyttes konvensjonell 30 vekt% MEA i innløpet av stripperen, er temperaturen i kokeren rundt 120 °C og trykket rundt 1,8 bara. Den øvre grensen i optimering vil være 160 °C og 5 bara, mens nedre grense er 70 °C og 0,5 bara. The optimized operating conditions for a desorber according to the present invention will in each case depend on the equipment used. The following examples give conditions. It will be obvious to a person skilled in the art that these vary significantly within the scope of the present invention. The examples should not be regarded as limiting the present invention. If conventional 30% by weight MEA is used in the inlet of the stripper, the temperature in the digester is around 120 °C and the pressure around 1.8 bara. The upper limit in optimization will be 160 °C and 5 bara, while the lower limit is 70 °C and 0.5 bara.

Claims

1. Method for desorbing carbon dioxide from a fluid (325) comprising carbon dioxide, an absorbent in the form of an amine solution and one or more diluents, the method comprising the steps of: a) desorbing CO2 from the fluid in a stripper (315), to obtain a CCVrich electricity (330); b) removing a CCh-lean absorbent-diluent stream (326) from the stripper, characterized by the steps of: c) separating a portion of the diluent from at least a portion of the CC^-lean absorbent-diluent fluid (326) from the stripper (315) into a diluent-rich stream (335) and a CCV-lean, enriched absorbent stream (341), the separation being carried out in one or more separators selected from: a reverse osmosis membrane or a reverse pervaporation unit (346); d) expanding the diluent-rich stream (335); e) evaporating the expanded diluent-rich stream (337); f) compressing the vaporized diluent-rich stream (338); and g) returning the vaporized and compressed diluent-rich stream (339) to the stripper (315).

2. The method of claim 1, comprising the further step of: h) cooling the diluent-rich stream (336) after the expansion in step d).

3. A method according to any preceding claim, wherein the vaporization of the expanded diluent-rich stream (337) in step e) is performed by heat exchange in condensation of the CO2-rich stream (330) leaving the stripper (315).

4. A method according to any preceding claim, comprising the further steps of: i) heating a portion of the CO 2 -lean absorbent-diluent fluid (326) from the stripper, and j) returning the heated CCh-lean absorbent-diluent fluid ( 340) to the stripper.

5. The method of claim 4, comprising the further step of: k) mixing the heated absorbent-diluent fluid (340) from step i) with the separated diluent stream (339) from step f), and returning the mixture (334) to the stripper .

6. A method according to any preceding claim, comprising the further steps of: 1) heating a portion of a diluent-rich stream (535) separated in step c), and m) returning the heated diluent-rich fluid (540) to the stripper (515).

7. The method of claim 6, comprising the further step of: n) mixing the heated diluent-rich fluid (540) from step 1) with the separated diluent stream (539) from step f), and returning the mixture (534) to the stripper (515). .

8. A method according to any preceding claim, wherein the compression of the vaporized diluent-rich stream (638) is performed by one or more compressors (622,

660).

9. Method according to claim 8, where the stripper comprises the same number of stripper sections (615, 616) as the number of compressors (622, 660), each section preferably has a different pressure and each section preferably has a separate inlet.

10. A method according to any one of claims 2-6, wherein the expanded diluent-rich stream (336) is cooled in step h) by being passed through a cooler (320).

11. Method according to any one of claims 4-7, where the heating in step i) and/or 1) is carried out by a boiler (317).

12. Method any of claims 1-11, where the absorbent is selected from the group consisting of primary, secondary, tertiary, cyclic and sterically hindered amines such as monoethanolamine (MEA), diglycolamine (DGA), diethanolamine (DEA), diisopropanolamine (DIPA), methylethanolamine (MMEA), methyldiethylamine (MDEA), triethanolamine (TEA), 2-amino-2-methyl-l-propanol (AMP), piperazine (PZ), diglycolamine (DGA) and other substituted amines, and absorbents with improved characteristics such as CASTOR-1 from BASF and KS-1 from Mitsubishi Heavy Industries.

13. A system for desorbing carbon dioxide from a carbon dioxide-containing stream, using an absorption medium comprising an absorbent in the form of an amine solution and one or more diluents, where the system comprises: - a stripper (315) with an inlet for C02-rich absorption medium, a CCh outlet, an outlet for CO2-depleted absorbent medium, and one or more inlets for reheated medium; - an expansion valve (319); - a heat exchanger (321) for vaporizing an expanded diluent-rich stream; - a heat exchanger (321) to condense the diluent from the stripper top product; and - one or more compressor(s) (322); where the outlet for CCV depleted absorbent medium is in fluid communication with the expansion valve, the expansion valve is in fluid communication with the heat exchanger, the heat exchanger is in fluid communication with the compressor(s), and the compressor(s) is in fluid communication with the inlet(s) for reheated medium from the stripper, characterized in that the system further comprising one or more diluent/absorbent separator(s) (346) having an inlet in fluid communication with the stripper outlet for the C02-depleted absorbent medium, and an outlet for the diluent in fluid communication with the expansion valve and an outlet for a C02-lean absorbent medium, the separators is selected from the group of: a reverse osmosis membrane unit and a reverse pervaporation unit (346).

14. System according to claim 13, wherein the heat exchanger (321) for vaporizing the expanded diluent-rich stream and the heat exchanger (321) for condensing the diluent from the stripper top product are the same exchanger.

15. System according to claim 13 or 14, wherein the system comprises a cooler (320) in fluid communication with the expansion valve (319) and the heat exchanger (321), which preferably adjusts the inlet temperature of the stream entering the heat exchanger to an optimal temperature to condense the diluent stream from the stripper top product.

16. System according to any one of claims 13-15, wherein the system comprises one or more boiler(s) (317) in fluid communication with the outlet for CCV depleted absorbent medium and one or more inlets of the stripper (315).

17. System according to any one of claims 13-16, wherein the system comprises one or more boiler(s) (517) in fluid communication with the diluent outlet of the diluent/absorbent separator(s) (546) and one or more inlets of the stripper (515).

18. System according to claim 16 or 17, wherein the system comprises one or more mixers, the mixer(s) being in fluid communication with the outlet of the digester(s), the outlet of the compressor(s) and the reheated medium inlet(s) of the stripper.

19. System according to any one of claims 13-18, wherein the stripper comprises two or more sections (615, 616), each section preferably comprises a separate inlet, and each section is preferably operated at different pressures.

20. System according to claim 19, where each inlet is associated with a corresponding compressor (622, 660).

21. System according to any one of claims 13-20, where two or more compressors (622, 660) are connected in series, each compressor downstream is preferably operated at an increased pressure.