RU2734348C1 - Способ и установка для очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% co2 - Google Patents

Способ и установка для очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% co2 Download PDF

Info

Publication number
RU2734348C1
RU2734348C1 RU2020109294A RU2020109294A RU2734348C1 RU 2734348 C1 RU2734348 C1 RU 2734348C1 RU 2020109294 A RU2020109294 A RU 2020109294A RU 2020109294 A RU2020109294 A RU 2020109294A RU 2734348 C1 RU2734348 C1 RU 2734348C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas stream
stream
catalytic oxidation
resistant
feed gas
Prior art date
Application number
RU2020109294A
Other languages
English (en)
Inventor
Гийом РОДРИГ
Филипп АРПЕНТЬЕ
Орельен ФРАНКО
Реми ЖАБ
Франсуа ЛЯГУТТ
Лоран ПЕРРУ
Этьенн ВЕРЛЕН
Original Assignee
Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод filed Critical Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод
Application granted granted Critical
Publication of RU2734348C1 publication Critical patent/RU2734348C1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/002—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by condensation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8659—Removing halogens or halogen compounds
    • B01D53/8662—Organic halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8678—Removing components of undefined structure
    • B01D53/8681—Acidic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/8678—Removing components of undefined structure
    • B01D53/8687—Organic components
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1021—Platinum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2256/00—Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/22—Carbon dioxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/204—Inorganic halogen compounds
    • B01D2257/2045—Hydrochloric acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/20—Halogens or halogen compounds
    • B01D2257/204—Inorganic halogen compounds
    • B01D2257/2047—Hydrofluoric acid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/30—Sulfur compounds
    • B01D2257/302—Sulfur oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2257/00—Components to be removed
    • B01D2257/40—Nitrogen compounds
    • B01D2257/404—Nitrogen oxides other than dinitrogen oxide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
    • B01D2259/416—Further details for adsorption processes and devices involving cryogenic temperature treatment
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Drying Of Gases (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к способу и установке для очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% CO2, предпочтительно 95% CO2. Способ очистки потока сырьевого газа включает следующие последовательные стадии: a) стадию подвергания потока сырьевого газа каталитическому окислению с получением как минимум одной кислотной примеси (HCl, NOx). Следующая стадия b) поддержания температуры потока газа, поступающего со стадии a), выше наивысшего значения из точки росы воды и точки росы кислоты или кислот, содержащихся в газе после каталитического процесса. Далее стадия c) удаления по меньшей мере части кислотных примесей путем помещения потока газа, поступающего со стадии b). Следом стадия d) отделения кислотных конденсатов от потока газа, поступающего со стадии c), с помощью сепаратора, устойчивого к коррозии, таким образом, чтобы получить поток газа, обогащенного CO2. Также представлена установка для осуществления способа очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% CO2. Группа изобретений обеспечивает высокоэффективное удаление примесей из сырьевого потока газа, обогащенного CO2. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к способу и установке для очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% CO2, предпочтительно 95% CO2.
Диоксид углерода используют в различных областях применения, например, для рынка продовольственных товаров, где требуется, чтобы CO2 содержал очень низкие уровни примесей. В качестве примера стандарт ISBT (Международное сообщество технологов по производству напитков) требует, чтобы композиция, указанная ниже, соответствовала следующему.
Чистота: 99,9% об./об. миним.
Содержание влаги: 20 ppm об./об. макс.
Кислород: 30 ppm об./об. макс.
Монооксид углерода: 10 ppm об./об. макс.
Аммиак: 2,5 ppm об./об. макс.
Оксид азота/диоксид азота: 2,5 ppm об./об. макс. (каждый).
Нелетучий осадок: 10 ppm вес/вес макс.
Нелетучий органический осадок: 5 ppm вес/вес макс.
Фосфин: 0,3 ppm об./об. макс.
Общее количество летучих углеводородов: (таких как метан) 50 ppm об./об. макс. с 20 ppm об./об. макс. для общего количества углеводородов, отличных от метана.
Ацетальдегид: 0,2 ppm об./об. макс.
Содержание ароматических углеводородов: 20 ppm об./об. макс.
Общее содержание серы * (S): (* все примеси, содержащие серу, за исключением диоксида серы) 0,1 ppm об./об. макс.
Диоксид серы: 1 ppm об./об. макс.
Сырьевой поток, обогащенный CO2, может поступать из различных источников, таких как заводы по производству аммиака, природные скважины, биоферментация, производственные блоки получения синтез-газа и т.д., с содержанием различных следов примесей, включая углеводороды, серосодержащие соединения, азотсодержащие соединения, хлорированные соединения и многие другие примеси, которые необходимо эффективно и экономично удалять.
В настоящее время различные технологии используются отдельно или в комбинации для удаления этих примесей из сырьевого потока, обогащенного CO2:
- абсорбция: промывание водой, промывание с помощью CO2 (физическая абсорбция) или другие типы очистителей на основе химических реакций (химическая абсорбция),
- адсорбция: регенеративные системы, такие как PSA (адсорбция при переменном давлении = адсорбция с изменением давления), TSA (адсорбция при переменной температуре = адсорбция с изменением температуры) или комбинация PSA и TSA; или нерегенерируемые системы, такие как пропитанный активированный уголь,
- каталитическое окисление (Catox): устойчивое или неустойчивое к воздействию серы, при этом углеводороды и другие частицы в присутствии избытка воздуха полностью окисляются при температуре выше 350°C с применением выбранных катализаторов.
Среди абсорбционных технологий применение мокрого сепаратора является частым решением, которое можно адаптировать к условиям высокого содержания примесей. Оно заключается в пропускании сырьевого газа через среду с обеспечением жидкостного контакта, например, с помощью структурированной или неупорядоченной упаковки внутри контейнера. Воду распыляют или разбрызгивают из верхней части контейнера. Хотя это решение оказывается эффективным при удалении кислородсодержащих растворимых в воде углеводородных соединений, таких как, например, этанол и метанол, из сырьевых потоков, оно является неэффективным для удаления углеводородов, которые не растворимы в воде, растворимость которых в воде очень низка. Другим недостатком является то, что вода должна вводиться в систему. В области получения пищевого CO2 эта вода должна представлять собой питьевую воду. Такая вода на промышленном предприятии может быть недоступна или может быть доступна по высокой цене.
В качестве альтернативы основные анионы гидроксильной группы, карбоната или бикарбоната вводят в сырьевой газ в (измельченной) твердой форме или жидкой форме. Основные анионы вступают в реакцию с кислыми газами с образованием солей. Соли затем отфильтровывают в рукавном фильтре или отделяют в контейнере. Недостатком этого решения является то, что оно не используется для высокоэффективного удаления. Его традиционное применение представляет собой обработку дымовых газов для их соответствия стандартам охраны окружающей среды. Эти стандарты намного менее жесткие, чем те, что применяются для пищевого CO2. Как и в случае с водоочистителем, это решение включает добавление стороннего компонента.
Работа с химическими реагентами, такими как гидроксид натрия, требует особой осторожности и дополнительного оборудования (хранилища, системы дозирования). Например, использование бикарбоната натрия приводит к сильным ограничениям. Конечно, это решение можно применять при температуре от 140°C до 300°C.
Адсорбционные слои могут быть обеспечены на основе физической адсорбции. Слабая адсорбционная сила подразумевает легкую регенерацию, а также довольно слабую или умеренную адсорбционную способность. Таким образом, с одной стороны, это обеспечивает регенеративный процесс, характеризующийся длительным сроком службы; с другой стороны, это может требовать больших количеств адсорбентов, что увеличивает стоимость, или очень быстрой продолжительности цикла (время, включающее стадии адсорбции, а затем регенерации), что требует наличия значительных количеств регенерационного газа.
Для регулирования рассматриваемых примесей физическую адсорбцию часто объединяют с химической адсорбцией. Это заключается в использовании "мертвых" загрузок пропитанных адсорбентов, которые химически реагируют с примесями. Поскольку регенерация этих адсорбентов на месте часто является экономически невыгодной, когда слой насыщен примесями, загрузку заменяют на новую. Например, серосодержащие соединения, содержащие CO2, можно приводить в контакт с материалом-подложкой (активированным углем, оксидом алюминия и т.д.), пропитанной оксидами металлов (FeO, ZnO, CuO и т.д.). Затем оксиды металлов вступают в реакцию с серосодержащими соединениями и образуют сульфиды металлов и водяной пар.
Таким образом, задача, которая возникает, заключается в обеспечении улучшенного и экономичного способа очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% CO2.
Решением настоящего изобретения является способ очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% CO2, предпочтительно по меньшей мере 95% CO2, характеризующегося по меньшей мере 20% относительной влажностью и содержащего по меньшей мере одну примесь, выбранную из хлорированных, серосодержащих, нитрованных или фторированных соединений, включающий следующие последовательные стадии:
a) стадия подвергания потока сырьевого газа каталитическому окислению таким образом, чтобы получать поток газа, содержащий по меньшей мере одну кислотную примесь, выбранную из HCl, HNO3 , NOx, SOx, H2SO4 и HF;
b) стадия поддержания температуры потока газа со стадии a) выше наивысшего значения из точки росы воды и точки росы кислоты(кислот), содержащихся в газе после каталитического процесса (будет использоваться термин критическая точка росы);
c) стадия удаления по меньшей мере части кислотных примесей путем приведения потока газа со стадии b) в контакт с по меньшей мере одним теплообменником, устойчивым к коррозии, таким образом, чтобы конденсировать кислотные соединения при регулировании температуры выходящего потока газа ниже точки росы воды; и
d) стадия отделения кислотных соединений от потока газа со стадии c) с помощью сепаратора, устойчивого к коррозии, таким образом, чтобы получить поток газа, обогащенного CO2.
Стадия b) позволяет избежать какого-либо образования кислотной жидкости, которая будет вызывать коррозию трубопровода и других стандартных материалов. Следует принимать меры, чтобы ни разу не допускать снижения температуры ниже критической точки росы с помощью подходящих рабочих условий, а также за счет термоизоляции или даже внешней системы поддержания температуры (электрической или паровой) с предотвращением образования холодных точек (температуры ниже критической точки росы в определенных местах) в оборудовании.
На стадии c), если композиция сырьевого газа для каталитического процесса изменяется, температуру на выходе конденсационного теплообменника с непрямым контактом пластинчатого или кожухотрубного типа необязательно будут регулировать с помощью расхода охлаждающей жидкости/газа, подаваемого в него, или его температуры.
В зависимости от случая способ в соответствии с настоящим изобретением может иметь один или несколько из следующих признаков:
- указанный способ включает после стадии d) следующие последовательные стадии:
e) стадия ожижения потока газа, обогащенного CO2,
f) стадия высушивания сжиженного потока и
g) стадия направления высушенного потока в криогенный блок.
Высушивание обычно проводят с помощью блока обратимой адсорбции, что позволяет достигать содержания воды, соответствующего рассматриваемой криогенной температуре (<10 ppmv и предпочтительно <1 ppmv), при этом
- теплообменник и сепаратор состоят из материалов, выбранных из аустенитной стали, стекла или композита, устойчивого к воздействию азотной, серной или хлористоводородной кислоты,
- каталитическое окисление проводят с помощью блока каталитического окисления, катализатор которого устойчив к воздействию серы и хлора,
- поток сырьевого газа, подвергнутый каталитическому окислению, находится при температуре по меньшей мере 300°C, предпочтительно по меньшей мере 425°C,
- поток сырьевого газа, подвергнутый каталитическому окислению, находится под абсолютным давлением выше 1 бар,
- поток сырьевого газа может поступать из различных источников, таких как блоки получения моноэтиленгликоля или биоферментаторы,
- на стадии c) воду или смесь вода/гликоль предпочтительно использовали в качестве охлаждающего вещества в теплообменнике.
Для увеличения теплообменной поверхности с сохранением при этом стандартных размеров теплообменника или для осуществления конденсации при 2 уровнях температуры можно будет использовать несколько теплообменников параллельно или последовательно, соответственно, с общей камерой сепаратора ниже по потоку или камерой сепаратора, связанной с каждым из теплообменников.
Предпочтительно вода, нагретая в теплообменнике потоком газа, находится в закрытом контуре и охлаждается во втором теплообменнике с аммиаком/водой.
Объектом настоящего изобретения также является установка для очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 95% CO2, характеризующегося по меньшей мере 20% относительной влажностью и содержащего по меньшей мере одну примесь, выбранную из хлорированных, серосодержащих, нитрованных или фторированных соединений, содержащая в направлении циркуляции потока газа:
a) блок каталитического окисления, выполненный с возможностью подвергать поток газа каталитическому окислению таким образом, чтобы получать поток газа, содержащий по меньшей мере одну кислотную примесь, выбранную из HCl, NOx и SOx;
b) средства для поддержания температуры потока газа, выходящего из блока каталитического окисления, выше точки росы кислоты;
c) теплообменник, устойчивый к коррозии, выполненный с возможностью конденсировать кислотные соединения потока газа;
d) сепаратор, устойчивый к коррозии, выполненный с возможностью отделять кислотные соединения от потока газа таким образом, чтобы получать поток газа, обогащенного CO2.
Предпочтительно на стадии d) будут использовать барабанный сепаратор, устойчивый к коррозии.
Предпочтительно на стадии d) сепаратор оборудован автоматической системой выгрузки.
В зависимости от случая установка в соответствии с настоящим изобретением может иметь один или несколько из нижеследующих признаков:
- указанная установка содержит ниже по потоку относительно сепаратора и в направлении циркуляции потока газа, обогащенного CO2:
e) ожижитель, выполненный с возможностью ожижать поток газа, обогащенного CO2;
f) сушилку, выполненную с возможностью высушивать сжиженный газ; и
g) криогенный блок,
- теплообменник и сепаратор состоят из материалов, выбранных из аустенитной стали, стекла или композита, устойчивого к воздействию азотной, серной или хлористоводородной кислоты. Например, можно упомянуть стали 254SMO и 904L, сплавы на основе никеля или титан. Предпочтительно, когда хлорированные соединения присутствуют в сырьевом потоке, теплообменник изготавливается из нержавеющей стали 254SMO в частях, находящихся в контакте с технологическим газом, при этом остальные части изготовлены из стали SS 316L, специально разработанной против сильного коррозионного воздействия, создаваемого HCl,
- каталитическое окисление проводят с помощью блока каталитического окисления, устойчивого к воздействию серы и хлора.
Пример. Очистка потока, содержащего хлорированные молекулы
Поток из блока получения моноэтиленгликоля, содержащий 1 ppmv хлорированных соединений:
Название Неочищенный газ
Молярный расход см3/ч. 4456
Весовой расход кг/ч. 8462
Температура °C 39
Давление бар абс. 1,823
Паровая фракция
Мольная доля CO2 0,933453
Мольная доля кислорода 0,000000
Мольная доля ацетальдегида 0,000250
Мольная доля метана 0,002496
Мольная доля воды 0,039930
Мольная доля этана 0,000032
Мольная доля изобутана 0,000480
Мольная доля бензола 0,000029
Мольная доля этилена 0,021506
Мольная доля диоксида углерода 0,001823
Мольная доля ClC2 0,000001
Мольная доля HCl 0,000000
Поток приводили в контакт с каталитическим слоем, содержащим первый слой платинового катализатора и второй слой палладиевого катализатора, что делает возможным превращение большей части углеводородов в воду и диоксид углерода. На выходе из каталитического реактора поток газа при температуре свыше 300°C и с содержанием HCl охлаждали до температуры выше точки росы воды (43°C) для предотвращения конденсации.
На практике будут поддерживать минимальную температуру 55°C, т.е. на 12°C выше теоретической температуры, с исключением тем самым неточностей измерений и повреждения изоляции оборудования.
Название Вход в платформу
Молярный расход см3/ч. 4819
Весовой расход кг/ч. 8999
Температура °C 55
Давление бар абс. 1,19
Паровая фракция 1
Мольная доля CO2 0,910992
Мольная доля кислорода 0,011299
Мольная доля ацетальдегида 0,000000
Мольная доля метана 0,000036
Мольная доля H2O 0,077672
Мольная доля этана 0,000000
Мольная доля изобутана 0,000000
Мольная доля бензола 0,000000
Мольная доля этилена 0,000001
Мольная доля диоксида углерода 0,000000
Мольная доля ClC2 0,000000
Мольная доля HCl 0,000001
Жидкость при температуре 55°C затем будут направлять на платформу, содержащую теплообменник, изготовленный из материала, устойчивого к воздействию хлористоводородной кислоты, такого как сталь марки 254SMO. Холод будут подводить к теплообменнику с помощью жидкого теплоносителя, такого как вода, при температуре ниже 43°C, предпочтительно ниже 10°C, чтобы минимизировать размер теплообменника.
Название Охлаждающая вода, подаваемая в теплообменник
Молярный расход см3/ч. 9953
Весовой расход кг/ч. 8000
Температура °C 7
Давление бар абс. 3,95
Паровая фракция 0
В этом примере конденсация воды в сочетании со значительной площадью теплообменной поверхности сама по себе будет обеспечивать удаление HCl, содержащегося в газовой фазе, из-за очень высокой растворимости HCl в воде (720 г/л при 20°C).
Отделение капель жидкости, содержащих молекулы кислоты, будут обеспечивать с помощью камеры сепаратора (установленной непосредственно ниже по потоку относительно теплообменника), изготовленной из материала, устойчивого к коррозии, вызываемой хлором, такого как сталь марки 254 SMO, или просто из материала, изготовленного из полимера.
Технологический газ на выходе из камеры сепаратора и конденсированная жидкость, выгружаемая из нижней части сепаратора, будут иметь следующие составы.
Название Выход газа из камеры сепаратора Выход жидкости из камеры сепаратора
Молярный расход см3/ч. 4688 131
Весовой расход кг/ч. 8893 106
Температура °C 35 35
Давление бар абс. 1,14 1,14
Паровая фракция 1 0
Мольная доля CO2 0,936535 0,000055
Мольная доля кислорода 0,011615 0,000000
Мольная доля ацетальдегида 0,000000 0,000000
Мольная доля метана 0,000037 0,000000
Мольная доля H2O 0,051811 0,999942
Фракция (этан) 0,000000 0,000000
Мольная доля изобутана 0,000000 0,000000
Мольная доля бензола 0,000000 0,000000
Мольная доля этилена 0,000001 0,000000
Мольная доля диоксида углерода 0,000000 0,000000
Мольная доля ClC2 0,000000 0,000000
Мольная доля HCl 0,000000 0,000003

Claims (24)

1. Способ очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% CO2 в пересчете на сухое вещество, характеризующегося по меньшей мере 20% относительной влажностью и содержащего по меньшей мере одну примесь, выбранную из хлорированных соединений, включающий следующие последовательные стадии:
a) стадия подвергания потока сырьевого газа каталитическому окислению таким образом, чтобы получать поток газа, содержащий по меньшей мере одну кислотную примесь, а именно, HCl;
b) стадия поддержания температуры потока газа со стадии a) выше наивысшего значения из точки росы воды и точки росы кислоты(кислот), содержащихся в газе после каталитического процесса;
c) стадия удаления по меньшей мере части кислотных примесей путем приведения потока газа со стадии b) в контакт с по меньшей мере одним теплообменником, устойчивым к коррозии, таким образом, чтобы конденсировать кислотные соединения при регулировании температуры выходящего потока газа ниже точки росы воды;
d) стадия отделения кислотных конденсатов от потока газа со стадии c) с помощью сепаратора, устойчивого к коррозии, таким образом, чтобы получить поток газа, обогащенного CO2;
e) стадия ожижения потока газа, обогащенного CO2,
f) стадия высушивания сжиженного потока и
g) стадия направления высушенного потока в криогенный блок.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что теплообменник и сепаратор состоят из материалов, выбранных из аустенитной стали, стекла или композита, устойчивого к воздействию хлористоводородной кислоты.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что каталитическое окисление проводят с помощью блока каталитического окисления, устойчивого к воздействию хлора.
4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что поток сырьевого газа, подвергнутый каталитическому окислению, находится при температуре по меньшей мере 300°C, предпочтительно по меньшей мере 425°C.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что поток сырьевого газа, подвергнутый каталитическому окислению, находится под абсолютным давлением по меньшей мере 1 бар.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что поток сырьевого газа поступает из блока получения моноэтиленгликоля, после промывки CO2 путем абсорбции, из блока синтеза моноэтиленгликоля, после биоферментации или после любого другого процесса получения потока, обогащенного CO2.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что на стадии c) воду используют в качестве охлаждающего вещества в теплообменнике.
8. Установка для очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 95% CO2, характеризующегося по меньшей мере 20% относительной влажностью и содержащего по меньшей мере одну примесь, выбранную из хлорированных соединений, содержащая в направлении циркуляции потока газа:
a) блок каталитического окисления, выполненный с возможностью подвергать поток газа каталитическому окислению таким образом, чтобы получать поток газа, содержащий по меньшей мере одну кислотную примесь, а именно, HCl;
b) средства для поддержания температуры потока газа, выходящего из блока каталитического окисления, выше точки росы кислоты;
c) теплообменник, устойчивый к коррозии, выполненный с возможностью конденсировать кислотные соединения потока газа;
d) сепаратор, устойчивый к коррозии, выполненный с возможностью отделять кислотные соединения от потока газа таким образом, чтобы получать поток газа, обогащенного CO2;
e) ожижитель, выполненный с возможностью ожижать поток газа, обогащенного CO2;
f) сушилку, выполненную с возможностью высушивать сжиженный газ; и
g) криогенный блок.
9. Установка по п. 8, отличающаяся тем, что теплообменник и сепаратор состоят из материалов, выбранных из аустенитной стали, стекла или композита, устойчивого к воздействию хлористоводородной кислоты.
10. Установка по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что каталитическое окисление проводится с помощью блока каталитического окисления, устойчивого к воздействию хлора.
RU2020109294A 2017-08-10 2018-07-13 Способ и установка для очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% co2 RU2734348C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1757639 2017-08-10
FR1757639A FR3070016B1 (fr) 2017-08-10 2017-08-10 Procede et installation de purification d'un flux gazeux d'alimentation comprenant au moins 90% de co2
PCT/FR2018/051788 WO2019030437A1 (fr) 2017-08-10 2018-07-13 Procédé et Installation de purification d'un flux gazeux d'alimentation comprenant au moins 90% de CO2

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2734348C1 true RU2734348C1 (ru) 2020-10-15

Family

ID=60182724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020109294A RU2734348C1 (ru) 2017-08-10 2018-07-13 Способ и установка для очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% co2

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11400413B2 (ru)
EP (1) EP3664917A1 (ru)
CN (1) CN111065445A (ru)
FR (1) FR3070016B1 (ru)
RU (1) RU2734348C1 (ru)
SG (1) SG11202000945VA (ru)
WO (1) WO2019030437A1 (ru)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4305386A1 (de) * 1993-02-22 1994-08-25 Leuna Werke Gmbh Katalysator und Verfahren zur Reinigung von Kohlendioxid
EP1084744B1 (en) * 1999-09-13 2005-08-24 Saudi Basic Industries Corporation (Sabic) Carbon dioxide purification process for ethylene glycol plants
JP2010172878A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Babcock Hitachi Kk 酸素燃焼用石炭焚ボイラの排ガス処理装置と方法
DE112011104855T5 (de) * 2011-02-08 2013-11-07 Ihi Corporation Abgasbehandlungssystem für Oxyfuel-Verbrennungsvorrichtung
RU2013126201A (ru) * 2010-11-09 2014-12-20 Инеос Коммершиал Сервисиз Юк Лимитед Способ и устройство для получения этилена посредством получения синтез-газа
US20160067651A1 (en) * 2013-06-10 2016-03-10 Ihi Corporation Device for removing impurities from water-containing gas and impurities removal system

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5321946A (en) * 1991-01-25 1994-06-21 Abdelmalek Fawzy T Method and system for a condensing boiler and flue gas cleaning by cooling and liquefaction
FR2829401B1 (fr) * 2001-09-13 2003-12-19 Technip Cie Procede et installation de fractionnement de gaz de la pyrolyse d'hydrocarbures
TWI263537B (en) * 2002-02-19 2006-10-11 Praxair Technology Inc Method and system for removing contaminants from gases
US7416716B2 (en) * 2005-11-28 2008-08-26 Air Products And Chemicals, Inc. Purification of carbon dioxide
DE102006051899A1 (de) * 2006-10-31 2008-05-15 Bayer Technology Services Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Oxidation von SO2-haltigen Gasen mit Sauerstoff
FR2918578B1 (fr) * 2007-07-13 2010-01-01 Air Liquide Procede de purification d'un gaz contenant du co2
WO2010103259A2 (en) * 2009-03-09 2010-09-16 Bp Alternative Energy International Limited Separation of carbon dioxide and hydrogen
CN101607708A (zh) * 2009-07-27 2009-12-23 申屠晶 工业级和食品级液体二氧化碳的联产方法及装置
US8784757B2 (en) * 2010-03-10 2014-07-22 ADA-ES, Inc. Air treatment process for dilute phase injection of dry alkaline materials
US8282901B2 (en) 2010-07-08 2012-10-09 Air Products And Chemicals, Inc. Integration of catalytic CO2 oxidation and oxyfuel sour compression
US9458022B2 (en) * 2014-03-28 2016-10-04 L'Air Liquide Société Anonyme Pour L'Étude Et L'Exploitation Des Procedes Georges Claude Process and apparatus for separating NO2 from a CO2 and NO2—containing fluid
FR3112966B1 (fr) * 2020-07-29 2022-11-11 Ifp Energies Now Procédé et système de prétraitement d’effluent gazeux pour le captage de CO2en post combustion

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4305386A1 (de) * 1993-02-22 1994-08-25 Leuna Werke Gmbh Katalysator und Verfahren zur Reinigung von Kohlendioxid
EP1084744B1 (en) * 1999-09-13 2005-08-24 Saudi Basic Industries Corporation (Sabic) Carbon dioxide purification process for ethylene glycol plants
JP2010172878A (ja) * 2009-02-02 2010-08-12 Babcock Hitachi Kk 酸素燃焼用石炭焚ボイラの排ガス処理装置と方法
RU2013126201A (ru) * 2010-11-09 2014-12-20 Инеос Коммершиал Сервисиз Юк Лимитед Способ и устройство для получения этилена посредством получения синтез-газа
DE112011104855T5 (de) * 2011-02-08 2013-11-07 Ihi Corporation Abgasbehandlungssystem für Oxyfuel-Verbrennungsvorrichtung
US20160067651A1 (en) * 2013-06-10 2016-03-10 Ihi Corporation Device for removing impurities from water-containing gas and impurities removal system

Also Published As

Publication number Publication date
EP3664917A1 (fr) 2020-06-17
US20200206686A1 (en) 2020-07-02
FR3070016A1 (fr) 2019-02-15
WO2019030437A1 (fr) 2019-02-14
FR3070016B1 (fr) 2019-08-23
US11400413B2 (en) 2022-08-02
CN111065445A (zh) 2020-04-24
SG11202000945VA (en) 2020-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9155990B2 (en) Method and plant for amine emission control
US6592829B2 (en) Carbon dioxide recovery plant
KR101301805B1 (ko) 가스로부터 불순물을 제거하는 방법
JP2011506080A (ja) 吸収剤溶液の再生システム及び方法
MXPA00005731A (es) Recuperacion de dioxido de carbono de una mezcla conteniendo oxigeno
BRPI0614335A2 (pt) sistema e método para purificação de um gás
KR20190126184A (ko) 폐가스로부터의 이산화황의 재생 회수
KR20130114069A (ko) 액체 이산화탄소를 사용하여 이산화탄소를 정제하기 위한 방법 및 장치
CN102933283A (zh) 干燥和压缩富含co2的流的方法和装置
US4842835A (en) Process of purifying flue gases
CN111375271B (zh) 一种含二氧化硫烟气的处理方法及装置
RU2734348C1 (ru) Способ и установка для очистки потока сырьевого газа, содержащего по меньшей мере 90% co2
CA2316136A1 (en) Nitrogen system for regenerating chemical solvent
RU2520554C1 (ru) Способ очистки газа от сероводорода
RU2385180C1 (ru) Способ очистки углеводородных газов
US4894179A (en) Absorbent composition containing a tertiary amino azabicyclic alcohol and an amine salt
KR100659355B1 (ko) 고 순도 이산화탄소의 제조방법 및 장치
US6652826B1 (en) Process for elimination of low concentrations of hydrogen sulfide in gas mixtures by catalytic oxidation
CN102448587A (zh) 洗涤包含氮氧化物的气体
JP3485116B2 (ja) 硫化水素を含むガス流れから硫黄を回収する方法及び装置
White ASPEN Plus simulation of CO2 recovery process
US20230356147A1 (en) Process and appliance for the purification of a gas flow containing at least one nitrogen oxide
US10464008B2 (en) Process for purifying a CO2 stream in order to avoid corrosion by hydrochloric acid
JP2007022906A (ja) 二酸化炭素の精製方法
DK156472B (da) Fremgangsmaade til kontinuerlig fjernelse af nitrogenoxider fra gasblandinger samt anlaeg til brug ved fremgangsmaaden