NO854134L - Gass-utvinning. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører gass og spesielt en fremgangsmåte ved utvinning av karbondioksyd fra en blanding derav med en eller flere andre gasser med lavere kokepunkt.

Man ønsker ofte å utvinne karbondioksyd, (CO^) ^ra gassblandinger som inneholder hydrogen, (^K og en eller flere gasser med middels kokepunkt såsom nitrogen, (^J/metan, (CH4), karbonmonoksyd, (CO) og argon, (Ar). Hittil har slik CC^-utvinning i stor grad blitt utført ved absorpsjon i en væske såsom vandig potteaske eller en etanolamin eller et "fysikalsk" løsningsmiddel og CC^ er deretter frigjort fra dette. Det er nylig foreslått å utvinne CC>2 ved ;en trykksvingadsorpsjonsprosess ved bruk av et fast adsorpsjonsmiddel, men hittil har det utvunnede CC^ vært ved et så lavt partialtrykk at ytterligere behandling er uøkonomisk.

Det er nå funnet en trykksvingadsorpsjons- (PSA) prosess for utvinning av CC>2med betydelig høyere virknings-grad, sammenlignbar med den ved hvilke lavtkokende gasser renses i kjente adsorpsjonsprosesser.

Ifølge foreliggende oppfinnelse består en fremgangsmåte for å gjenvinne karbondioksyd fra en blanding derav med minst en middelskokende gass med et kokepunkt ved atmosfæretrykk på mellom -100°C og -2 30°Ci og eventuelt også minst en lavtkokende gass med et kokepunkt ved atmosfæretrykk under -2 30°C i at man

(i) kontakter blandingen ved høyere trykk med en første fylling av et fast adsorpsjonsmiddel som effektivt fortrinnsvis adsorberer karbondioksyd; (ii) når den første fylling adsorpsjonsmiddel er tilstrekkelig belastet med karbondioksyd, omkobler blandingsstrømmen til en ytterligere fylling av adsorbent som er ny eller regenerert; og (iii) oppnår en gass-strøm som er anriket med karbondioksyd sammenlignet med utgangsblandingen ved å trykkavlaste den første fylling;

og erkarakterisert vedat slike adsorpsjons- og trykkavlastningstrinn utføres ved en temperatur på minst 50°C.

Den andre gass vil i det følgende kalles "MB", en forkortelse for "middelskokende gass".

Typiske middelskokende gasser foreligger ofte i blanding med C02som følger:

Typiske lavtkokende gasser som kan foreligge i blanding med C02og MB er de følgende:

Gasser merket<*>vil i alminnelighet bare foreligge i små mengder om overhodet, i gassblandinger hvori minst en av MB er N2som stammer fra luft. Helium, (He), vil generelt bare foreligge i gassblandinger som stammer fra naturgass.

Problemet med å fremstille meget rent C02finner man spesielt når MB/CC^-volumforholdet i utgangsgassen er over 0,1,og oppfinnelsen er særlig anvendelig når dette forhold ligger i området 0,2 til 5. C02/MB-gassblandinger inneholder ofte H2, normalt i en mengde på minst 10, og gjerne minst 20 volum-% på tørrbasis..

En viktig anvendelse av oppfinnelsen er ved utvinning av C02fra rå ammoniakksyntesegass fremstilt ved katalytisk dampreformering eller luft/dampreformering med et flyktig hydrokarbonråmateriale etterfulgt av forskyvnings-reaksjonen. En slik syntesegass vil normalt ha et MB/C02-forhold i området 1 til 5, f.eks., 1,3 til 2,5, slik som i fremgangsmåten som er beskrevet i europeisk patentsøknad 85301022 som vil bli publisert som EP-A-157480 og til-svarer USSN 703531. H2-innholdet i utgangsgassen er da normalt minst 40, f.eks. i området 50 til 70 volum-% på tørrbasis. Som beskrevet i denne søknad er H2/MB-forholdet f.eks. i området 1,25 til 2,5, spesielt 1,5 til 2,1 i mol,og fortrinnsvis minst 90 volum-% av MB er N^.

En annen potensielt viktig anvendelse av oppfinnelsen er ved utvinning av en C02-strøm med lavt CO og E^-innhold fra en rågass fremstilt ved ikke-katalytisk partiell oksydasjon av et karbonholdig råmateriale, spesielt tungolje eller kull. En slik gass underkastes for-skyvningsreaksjonen i en grad som avhenger av det nødven-dige H2/C0-forhold etter C02~fjerning. Hvis rågassen er fremstilt med en partiell oksydasjonsprosess ved lav temperatur ved bruk av hovedsakelig rent oksygen, vil den normalt inneholde CH^: oppfinnelsen er effektiv ved å begrense CH^-innholdet i C02-strømmen. Hvis rågassen er blitt fremstilt ved partiell oksydasjon ved bruk av luft eller luft som er moderat anriket med oksygen, vil den inneholde N2: i dette tilfellet begrense oppfinnelsen på virksom måte N2"innholdet i C02-strømmen.

Enda en annen potensielt viktig anvendelse er ved utvinning av C02fra blandinger med CHj , f.eks. i naturgass.

Hvis utgangsgassen er fremstilt ved hjelp av en reak-sjon hvori damp inngår, bør den befris for ikke-reagert damp før adsorpsjonstrinnet, f.eks. ved kjøling til under 50°C og adskillelse av flytende vann slik at man får en gass-strøm som fortrinnsvis inneholder mindre enn ca. 1 volum-% vann. Gass-strømmen kan tørkes videre før adsorpsjonstrinnet, men da vann lett desorberes ved operasjons-temperaturen og lett kan fjernes fra den C02-rike strøm,

er slik ytterligere tørking generelt ikke nødvendig»

Adsorps jons/trykkavlastningstempera turen ligger f or- :■ trinnsvis i området 80 til 250°C. Den er gjerne omtrent den samme ved adsorpsjon og trykkavlasfening, bortsett fra forandringer som skyldes adsorpsjonseksotermer og desorp-sjonsendotermer. Hvis det ønskes å fremstille en C02~strøm med høy renhet og/eller trykk og fullstendigheten av CO^- fjerning fra utgangsgassen er mindre avgjørende, ligger innløpstemperaturen fortrinnsvis henimot den øvre ende av dette området og ligger spesielt i området 120

til 200°C, og absorpsjonsmidlet bør velges slik at ved driftstemperaturen, varierer mengde adsorbert CO^vesent-lig med trykket. Hvis på den annen side det ikke kreves en svært høy renhet i C02-strømmen, men det er viktig at den ikke-adsorberte gass har et lavt C02-innhold, ligger innløpstemperaturen fortrinnsvis henimot den nedre ende av området, og er spesielt i området 80 - 120°C.

PSA-behandlingen kan bredt sett være av den type

hvori det foreligger flere adsorbentfyllinger, heretter kalt sjikt, og hvert sjikt i rekkefølge tar del i trinn hvori adsorpsjon, trykkutjevning, trykkavlasning til utvendig trykk og ny trykkpålegning inngår.

I den etterfølgende beskrivelse av de foretrukne PSA-prosesser, refererer uttrykkene "innløp" og "utløp"

til strømningsretningen til gass under adsorpsjonstrinnet, og uttrykkene "medstrøms" og "utstrøms" betyr henholdsvis mot et slikt utløp eller innløp.

Trykket til den rå, eller utgangsgassblandingen som kommer inn i sjiktet ligger fortrinnsvis i området 25 til 50, spesielt 30 til 40 abs. bar.

I adsorpsjonstrinnet utføres omkoblingen av tilførsel av rågass til et andre sjikt når halen av C02~fronten er ved, eller nesten ved sjiktutløpet. Jo nærmere halen til C02~fronten er sjiktutløpet når det kobles om, jo større vil renheten til det utvunnede C02, men jo mindre vil fjerningsgraden av C02være. C02~innholdet i den ikke-adsorberte gass vil variere etter som adsorpsjonen skrider frem, men det foretrekkes at omkoblingen finner sted på en slik tid at den ikke-adsorberte gass inneholder 0,1 til 2 volum-% C02integrert over hvert adsorpsjonstrinn.

Etter at rågasstilførselen er omkoblet til et annet sjikt, reduseres trykket i det første sjikt ved et utjevningstrinn hvor gass fra utløpet av det første sjikt føres til et recipient sjikt som er blitt trykkavlastet til utvendig trykk, og kan være blitt delvis satt under nytt trykk. Fortrinnsvis utføres utjevningen ved å føre gassen fra utløpet av det første sjikt til utløpet av recipientsjiktet: dette beveger adsorpsjonsfronten bakover, og av-hengig av hvor mye CC^som fikk gå ut ved slutten av adsorps jonstrinnet , kan en liten mengde CC^innføres i ut-løpsenden av recipientsjiktet.

Det kan være ett eller flere trykkutjevningstrinn. Således kan det som i den relevante del av 4-sjiktsystemet som er vist i fig. 2 i U.S. patent 3430418, hvorpå det heretter beskrevne system bygger, være et enkelt utjevningstrinn. Alternativt kan det som i de relevante deler av det modifiserte 4-sjiktsystem vist i fig. 2 i U.S. patent 3564816 eller i 5-sjiktsystemet vist i fig. 3 i U.S. patent 3430418 være to utjevningstrinn. Alternativt kan det som i de relevante deler av systemer som bruker 6 eller flere sjikt, f.eks. 8-sjikt og 10-sjiktsystemene som er vist i U.S. patent 3986849, være tre utjevningstrinn. Selv om trykkutjevninger er vist i disse henvisninger, kan PSA-cyklene som er beskrevet nedenunder brukt i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse adskille seg fra de beskrevne cykler i andre henseender.

Etter trykkutjevningstrinnet trykkavlastes sjiktet. Mens trykkavlastningen i cykler som er vist i de ovennevnte henvisninger er medstrøms og den frigjorte gass brukes til å rense motstrøms et annet sjikt enn det som forut er blitt trykkavlastet til utvendig trykk motstrøms (normalt til avløp), brukes denne fremgangsmåten bare hvis det ønskes å maksimalisere C02_utvinning og middels C^-renhet er akseptabel.

En foretrukket trykkavlastningsprosess utføres i to eller flere deler og bevirker C02-produktfrigjøring med relativt lavt trykk. Den første del eller delene som heretter kalles "nest siste" trykkavlastning stoppes ved et slikt trykk at den desorberte gass-strøm er relativt fattig på C02, men rik på MB og E^(om tilstede). Når denne desorberte gass inneholder E^, CH^og/eller CO,

er den gjerne anvendelig som brensel, spesielt for en gassturbin. I en slik flere gangers trykkavlastning kan alternativt nest siste trykkavlastning brukes til å rense,

fortrinnsvis motstrøms, et annet sjikt. Deretter utføres en siste trykkavlastning som gir en strøm av desorbert gass som er rik på C02•

I en slik to eller flere delers trykkavlastning, kan nest siste trykkavlastning være nedstrøms eller motstrøms. Medstrøms nest siste trykkavlastning foretrekkes normalt, da den fjerner mer MB og H2(om tilstede) og mindre C02,

og således gir en gass-strøm med høyere C02-renhet i den siste trykkavlastning. Slutt-trykket til en slik med-strøms nest siste trykkavlastning med C02~produktfrigjøring er fortrinnsvis minst 2 abs. bar og gjerne opp til 10 abs. bar. Gassen som frigjøres i dette trinn er fattigere på C02jo høyere slutt-trykket er.

Den siste trykkavlastning er fortrinnsvis motstrøms, men ikke nødvendigvis. Slutt-trykket i den endelige trykkavlastning er gjerne i området 1 til 2 abs. bar. Den CO-?-rike strøm som frigjøres i dette trinn er rikere på C02

jo lavere slutt-trykket til nest siste trykkavlastning er. Jo lavere det siste trykket imidlertid er, jo mindre vil konsentrasjonen av C02i rågassen som utvinnes i den siste trykkavlastnings-C02~produkt-strøm være.

Det vil være klart at ytterligere anstrengelser er mulige, f.eks. hvori en første nest siste trykkavlastningsgass, fattig på C02, tas, en andre nest siste trykkavlastning brukes til å tilføre gass til å rense et annet sjikt, en motstrøms siste trykkavlastning utføres som gir en C02~rik produktgass-strøm, og deretter renses sjiktet motstrøms.

Som ovenfor nevnt kan sjiktet etter siste trykkavlastning renses med nest siste trykkavlastningsgass fra et annet sjikt. Dette kan gi ytterligere frigjøring og føl-gelig gjenvinning av C02. Imidlertid, trengs generelt ikke noe rensetrinn som anvender gass fra utenfor PSA-syklusen.

Som et alternativ til en flere delers trykkavlastning kan man ha en enkel trykkavlastning som gir en enkel C02~holdig gass-strøm uten behov for en rensing.

Etter siste trykkutjevning (og rensing, hvis brukt) settes sjiktet under nytt trykk. Den første del av dette kan foretas ved å tilføre sjiktutløpet gassen fra et annet sjikt som nettopp har avsluttet sitt adsorpsjonstrinn og som gjennomløper den forannevnte trykkutjevning.

Under eller etter denne første nye trykkpålegning, settes sjiktet under trykk på nytt med den ikke-adsorberte produktgass, d.v.s. gassblandingen som CC^er blitt utvun-net fra, ved å avlede denne produktgass fra utløpsstrømmen av et sjikt som gjennomløper adsorpsjonstjeneste inn i sjiktutløpet. Denne tilførsel av produktgass finner fortrinnsvis sted gjennom utjevningen samt etter den, slik at strømningshastigheten til en slik gass ikke varierer meget gjennom hele syklusen. Alternativt eller i tillegg, kan produktgassen tilføres fra et reservoir.

For å begrense størrelsen av fluktuasjonene i sammen-setningen og strømningshastigheten til gass-strømmene som kommer ut av PSA-systemet, inneholder det sistnevnte fortrinnsvis nok sjikt til å gjøre det mulig at minst to sjikt brukes samtidig, men ute av fase med hverandre, ved adsorpsjon, trykkavlastning under CC^-produktfrigjøring, og rensing med CC^-frigjøring (om brukt).

Adsorbenten kan være enhver som anses egnet for PSA og dette er kiselgeler, aktiverte karboner og zeolitter. Den er fortrinnsvis en zeolitt, da zeolitter er i stand til å adsorbere CO,, meget mer selektivt i forhold til MB-gassene enn de andre adsorbenter. En slik spesifitet er mindre ved de høye temperaturer som brukes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen enn ved vanlige PSA-temperaturer, men er fullstendig tilstrekkelig. Virkningen av den høye temperatur er å gi en C02~adsorpsjonsisoterm med en zeolitt som ligner romtemperaturisotermene for aktivert karbon og kiselgel. En egnet zeolitt er av A-typen, f.eks. kalsiumzeolitt A som er definert i D W Breck' s "Zeolite Molecular Sieves" og kan kjøpes fra flere fabrikanter under forskjellige handelsnavn. Tabell 1 angir verdier for adsorpsjonskonstantene K, hvor

for C02og N2og forholdet KC02^<K>N2 for en zeolitt°9et aktivt karbon. Verdiene ved 30, 70 og 100°C er referert fra side 565 i "GasPurification" av A L Kohl and S C Riesenfeld, 3rd ed. 1979 (Gulf Publications, Houston, Texas, USA) og de ved 150°C stammer fra Clausius Clapey-ron-type beregning. Foreliggende oppfinnelse er spesielt anvendelig i kom-binasjoner hvor (a) den ikke-adsorberte qass erholdt ved fremqanqsmåten ifølqe oppfinnelsen fra en qassblandinq inneholdende H2. samt MB og C02føres til et nedstrøms PSA-svstem som drives ved en lavere temperatur: i nedstrøms PSA-systemet fjernes noe eller alt MB i den ikke-adsorberte gass fra prosessen ifølge oppfinnelsen. I dette tilfellet hvor MB omfatter CO, kan den ikke-adsorberte gass fra fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen underkastes selektiv fjerning av CO, såsom ved oksydasjon eller metandannelse før det andre PSA-trinn; og/eller (b) produktet C02~holdig gass, enten den er en fullstendig eneste trykkavlastningsgass eller den e02~rike slutt-trinns-trykkavlastningsgass, føres til et C02~konsentrerings-system, såsom et adsorptivt eller væske-absorpsjons- eller destillasjons-CO^-gjenvinningssystem; og for dette formål kan produktet CO^-holdig gass om ønsket komprimeres; og/eller

(c) med eller uten ovenfornevnte CC^-konsentrering,

føres den CC^-holdige produktgass til ureasyntese; og/eller

(d) ikke-adsorbert gass fra nedstrøms PSA-systemet i den forannevnte to PSA-anordning føres til en hydrogenerings-prosess, eller, når MB omfatter N2 , til ammoniakksyntese, idet sistnevnte med fordel er kilde for ammoniakk for ureasyntesen, hvor det CO^-holdige produkt som foran nevnt føres til ureasyntese; og/eller (e) hvis prosessen som en helhet er for å produsere en hydrogen-rik gass-strøm eller ammoniakksyntesegass, er det kjemiske trinn som går forut for PSA-et ifølge oppfinnelsen et katalytisk dmvandlingstrinn som fortrinnsvis reduserer CO-innholdet til maksimalt 1, fortrinnsvis under 0,55 volum-% på tørrbasis. Kjøling og fjerning av vann og eventuelt tørking utføres før PSA-et. Hvis prosessen i sin helhet skal produsere hydrokarboner eller oksyge-nerte hydrokarboner, kan omvandelsestrinnet være et ikke-komplett eller delvis forbigått omvandelsestrinn; hvor prosessen som en helhet er for å produsere ammoniakksyntesegass, er det foretrukne trinn oppstrøms for forskyvning og fjerning av vann hydrokarbon-luft-damp-reformering hvori katalytisk primær damp-reformering utføres i indirekte varmeveksel med katalytisk luftre-formering, og produktrågassen har et (H2+ CO)/(MB + C0)-molart forhold i området 1,25 til 2,5, spesielt 1,5 til 2,1, et C02~innhold i området 10 til 25 volum-% på tørr-stoffbasis, og minst 90 volum-% av MB er N2. Foretrukne former av oppfinnelsen er vist i de vedlagte tegninger, hvor Fig. 1 er et blokk-diagram som viser bruken av oppfinnelsen ved fremstilling av konsentrert C02og ammoniakksyntesegass; og Fig. 2 er et diagram av trinnene som inngår i et PSA-system ved bruk av fremgangsmåten ifølge oppf innelsen.

I'fremgangsmåten ifølge fig. 1, som er et eksempel

på kombinasjonsprosess (a) ovenfor, produseres en strøm av rå ammoniakksyntesegass ved sekvensen av naturgass/ damp katalytisk primær-reformering, luft-sekundær-reformering ,varmeveksling mellom sekundær-reformeringsutløp som varmekilde for primær-reformering, katalytisk forskyvning, kjøling og vannseparasjon (kombinasjon (e) ovenfor). Den vanntappede gass føres ved 10 til "varm" PSA-enhet 12,

som inneholder minst 4 sjikt adsorbent og programmerte ventiler som gir en uavbrutt rekkefølge av trinn for adsorps jon, trykkutjevning, trykkavlastning og ny trykkpålegning. Syklusen i enhet 12 erkarakterisert vedto separate trinn for trykkavlastning, det første ned til et moderat nivå som gir en gass-strøm 14 relativt fattig på CO2, den andre fra det moderate nivå nedover som gir en gass-strøm 16 rik på CO^. Den C02-fattige gass 14 føres ut for bruk som brensel, f.eks. (idet den har et trykk over atmosfærisk) til en gassturbin (ikke vist). Den C02~rike gass 16 føres ut til C02forbrukere (ikke vist). Den ikke adsorberte gass fra enhet 12 er sterkt redusert med hensyn til C02, men krever videre justering og rensing for å gi ammoniakksyntesegass.

Den ikke-adsorberte gass 18 fra enheten 12 kjøles i varmeveksleren 20 til en temperatur ved hvilken H og MB-gasser kan separeres ved adsorpsjon. Som et resultat av betingelsene for primær og sekundær reformering, var H2/N2-forholdet av gassen som kom inn i enheten 12 mindre enn den som kreves i ammoniakksyntese, og dette er ikke meget forandret ved den "varme" PSA i oppfinnelsen. Således må en del av N2-et, samt C02og CH^fjernes, og av denne grunn føres den avkjølte gass fra varmeveksleren 20 til en PSA-enhet 22 av den spesielle type som er beskrevet i europeisk patentsøknad 85301022, hvori H2/N2~forholdet i hvert adsorpsjonstrinn først er lavt, deretter høyt, og til slutt lavt, men integrerer over hele trinnet til det nødvendige forhold, normalt i området 2,5 til 3,0. Den ikke-adsorberte gass 24 fra denne andre PSA-enhet 22

føres ut til en kompressor og et ammoniakksynteseanlegg som er av vanlig type og ikke vist. Trinnene i PSA-enheten 22 kan være trykkutjevning, trykkavlastning og ny trykkpålegning, men til forskjell fra enheten 12, er gassen som utvikles i medstrømstrykkavlastning ikke, eller overhodet ikke ført separat ut, men blir i det minste delvis brukt til å rense et sjikt som har gjennomgått motstrøms-trykkavlastning utad. Den resulterende trykkavlastning og rensegass 26 har en viss brenselsverdi.

For å unngå store svingninger i gass-sammensetninger, inneholder enhetene 12 og 22 begge nok sjikt, f.eks. 10 eller fler, til å la 3 sjikt være samtidig i hver drift, men ute av fase med hverandre.

Fig. 2 viser et 4-sjiktssystem som gir en foretrukket PSA-syklus for bruk i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. På denne figuren representerer hver sideveis innrettet "boks" et spesielt tidsrom, mens påfølgende "bokser" nedover representerer påfølgende tidsrom i PSA-syklusen. Gass-strømmene er slik fremstilt at innløpet til hvert sjikt er på venstre side og utløpet på høyre side. Selv om to adsorpsjons"bokser" for klarhets skyld er vist for hvert sjikt, vil det være klart at adsorpsjonstrinnet i hvert sjikt er kontinuerlig. Likeledes er to bokser for ny trykkpålegning vist. Som beskrevet ovenfor kan sjiktet i den første nye trykkpålegning motta både gass fra et sjikt som gjennomgår trykkutjevning og ikke-adsorbert gass fra et sjikt som er i adsorpsjonstjeneste. Videre vil det være klart at hver boks ikke nødvendigvis viser det samme tidsrom: når man således betrakter sjikt A, selv om trykk-ut jevningstrinnet må finne sted under den nye trykkpålegning av sjikt B, kan nest siste og siste trykkavlastningstrinn foregå på hvilket som helst etterfølgende tidspunkt før trykkutjevningstrinnet av sjikt B.

I fig. 2 anvendes de følgende forkortelser

AD = adsorpsjon

EQ = utjevning

PD = nest siste trykkavlastning

FD = siste trykkavlastning

FR = første nye trykkpålegning

SR = andre nye trykkpålegning

RG = rågass

UG = ikke-adsorbert gass

FG = siste trykkavlastningsproduktgass

PG = nest siste trykkavlastningsproduktgass

Som forklart ovenfor er fremgangsmåten ifølge oppfinnelsenkarakterisert veden høy driftstemperatur og i foretrukne former ved minst en nest siste trykkavlastning som gir minst en CO^-fattig gass 14 og en siste trykkavlastning som gir CC^-rik gass 16. Hvis den ikke-foretrukne syklus som bruker et rensetrinn anvendes, utføres den nest siste trykkavlastning (eller den siste av disse hvis det er flere enn en) motstrøms, og gassen føres motstrøms gjennom reci-pients j iktene som følger:

Gassen som forlater recipientsjiktet under rensing forenes normalt med gassen som forlot dette sjikt under siste trykkavlastning.

Som et eksempel på fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er typiske temperaturer, trykk og gass-strømningshastighe-ter vist i tabell 2 for utvinningen av CC^fra en rå ammoniakksyntesegass som skal brukes ved fremstilling av 1000 tonn pr.dag ammoniakk. I denne operasjonsform kalt A, som er den operasjonsform som er vist på fig. 2, er nest siste trykkavlastning medstrøms og stoppes ved et trykk på 3 abs..bar for å frigjøre en desorbert gass som er relativt C02_fattig og kan anvendes som brensel. Den siste trykkavlastning som er motstrøms er til et slutt-trykk på

1 abs. bar og gir en C02~rik produktstrøm.

Andre anvendelige driftsformer med den samme rågass, innløpstrykk og temperatur, er som følger:

Form B: som form A, men den nest siste trykkavlastning

er motstrøms.

Form C: den neste siste trykkavlastning er motstrøms og fortsetter til et slutt-trykk på 2 abs. bar;

sjiktet renses så, motstrøms med trykkavlastningsgass frigjort medstrøms fra et annet sjikt.

Den frigjorte gass som et resultat av den nest siste trykkavlastning blandes med den som er renset fra sjiktet og gir en enkel CG^-holdig

produktgass-strøm.

Form D: som form B, men sluttrykket i siste trykkavlastning er 1,1 abs. bar, og gassen som frigjø-res fra nest siste trykkavlastning blandes med den fra siste trykkavlastning og gir en enkel CC^-holdig produktstrøm.

Virkningen av disse driftsformer er sammenfattet i tabell 3 i sammenligning med en "kald" PSA som behandler den samme rågass ved en PSA-innløpstemperatur på 35°C.

Det er tydelig at form A gir en meget ren CC^produkt-strøm 16 som på meget økonomisk måte kan behandles til videre produkter, samt en lett brennbar oljestrøm 14. Pro-sentdelen r^-utvinning i ikke-adsorbert gass er også meget høy, men C02~innholdet av en slik gass er også relativt høy. Hvis CO fjernes fra ikke-adsorbert gass ved selektiv oksydasjon eller selektiv metandannelse, kunne den over-føres til syntese-klar ammoniakksyntesegass med et andre PSA-trinn som beskrevet i europeisk patentsøknad 85301022 uten metandannelse etter det andre PSA-trinn. Alternativt kunne den underkastes et slik andre PSA-trinn uten slik C0-fjerning, og den ikke-adsorberte gass kunne omdannes til metan og gi syntese-klar ammoniakk-syntesegass.

Formene B og D gir som ikke-adsorbert gass en B.^-

rik gass med lavere C02"innhold, og denne H2~rike gass kan f.eks. fremstilles ved å avkorte adsorpsjonstrinnet slik at mindre C02~gjennombrudd forekommer. Denne andel H2~gjenvinning er tilsvarende lavere enn i form A. For å oppnå en C02~rik strøm med tilstrekkelig renhet er den nest siste trykkavlastning i form B større, og således er bare en 5 0% gjenvinning av C02i siste trykkavlastning mulig. Alternativt tas i form D en eneste C02-strøm, med det • resultat at en 99% C02~gjenvinning med 62% renhet oppnås. Et slikt renhetsnivå er imidlertid større enn i den "kalde" PSA-prosess fra europeisk patentsøknad 85301022.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved utvinning av karbondioksyd fra en blanding derav med minst en middelskokende gass med et kokepunkt ved atmosfæretrykk mellom -100°C og -2 30°C og eventuelt også minst en lavtkokende gass med et kokepunkt ved atmosfæretrykk under -2 30°C omfattende en trykk-sving-adsorpsjonsrekkefølge hvori (i) blandingen ved høyere temperatur bringes i kon-takt med en første fylling av en fast adsorbent som fortrinnsvis adsorberer karbondioksyd; (ii) når den første fylling av adsorbent er tilstrekkelig belastet med karbondioksyd, omkobles blan-dingsstrømmen til en ytterligere fylling av adsorbent som er ny eller regenerert; og (iii) en gass-strøm anriket med karbondioksyd sammenlignet med utgangsblandingen gjenvinnes ved trykkavlastning av den første fylling, karakterisert ved at adsorpsjons- og trykkavlastningstrinnene alle utføres ved en temperatur på minst 50°C.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at adsorpsjons- og trykkavlastningstrinnene alle utføres ved en temperatur i området 80 til 250°C.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det er flere adsorbentfyllinger og hver fylling tar i rekkefølge del i trinn som innbefatter adsorpsjon, trykkutjevning, trykkavlastning til utvendig trykk og ny trykkpålegning og trykkavlastningen til utvendige trykk utføres i minst to trinn.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert ved at den nest siste trykkavlastning er medstrøms.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 3 eller 4, karakterisert ved at siste trykkavlastning er motstrøms.

6. Fremgangsmåte ifølge hvert av kravene 3 til 5, karakterisert ved at trykket til blandingen som føres til adsorbentfyllingen er i området 25 til 50 abs. bar, slutt-trykket til nest siste trykkavlastning er i området 2 til 10 abs. bar, og slutt-trykket til siste trykkavlastning er i området 1 til 2 abs. bar.

7. Fremgangsmåte ifølge hvert av kravene 1 til 6, karakterisert ved at det anvendes en gassblanding omfattende karbondioksyd, hydrogen og nitrogen.

8. Fremgangsmåte ifølge hvert av kravene 1 til 7, karakterisert ved at det anvendes et volumforhold av den minst ene middelskokende gass til karbondioksyd i området 0,2 til 5.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at det andvendes en gassblanding inneholdende minst 40 volum-% hydrogen, og som har et hydrogen til middelskokende gass molarforhold i området 1,5 til 2,5 og minst 90 volum-% av den ene middelskokende gass er nitrogen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7 eller 9, karakterisert ved at den ikke-adsorberte gass som omfatter middelskokende gass og hydrogen fra trykk-sving-adsorpsjonsrekkefølgen ved en lavere temperatur føres til en andre trykk-sving-adsorpsjonssekvens som bevirker adskillelse av noe eller all middelskokende gass fra hydrogenet.