[发明专利]用于再生物理气体洗涤中的负载洗涤剂的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于再生来自于物理气体洗涤的负载洗涤剂的方法，在该物理气体洗涤中，一种或多种气体组分在很大程度上选择性地至少在至少两个连续洗涤步骤中的第一洗涤步骤中从待净化的气体混合物(原料气体)中被去除。本发明还涉及一种用于实施该方法的设备。

背景技术

物理气体洗涤(或洗气)利用了液体吸收气态物质并将它们保留在溶液中而不需要在该过程中化学结合气体的能力。气体被液体吸收的优劣程度由溶度系数表示：气体在液体中溶解得越多，其溶度系数越大。溶度系数依赖于温度，并且通常随着温度的降低而增大。

如果通过物理洗涤将气体组分i从气体混合物中溶出，这需要最小量W_min的液体来用作洗涤剂，其可用下列公式很容易地计算：

W_min＝V/(p·λ_i)

在该公式中，V表示气体混合物的总量，p表示气体混合物中的主导压力，λ_i表示与所用洗涤剂相关的将被洗出的气体组分的溶度系数。如果气体混合物的组分的溶度系数彼此之间充分不同，便可以通过相应地调整洗涤剂的量在单一洗涤步骤中很大程度地独立于其余气体组分分离具有最大溶度系数的气体组分，即以选择方式去除它。通过更多量的洗涤剂，可以利用同样的原理在随后的洗涤步骤中进一步选择性地洗出具有类似溶度系数的气体组分或气体组分组。

在气体洗涤之后，将洗出的气体组分从负载洗涤剂中去除，由此洗涤剂被再生。再生的洗涤剂经常在气体洗涤中再次使用，而洗出的气体组分或者被处理，或者用作经济开发。

为了对原料合成气体进行净化，优选采用物理洗涤方式，该原料合成气体在气化装置中由煤或/和烃原料以工业规模产生，例如，通过水蒸汽重整或部分氧化，而且这些气体通常包含一些多余组分，如水、二氧化碳(CO₂)、硫化氢(H₂S)和硫化羰(COS)。这些方法是有利的，因为目前原料合成气体通常在高压下产生，而且物理气体洗涤效率按一次逼近法随着工作压力线性提高。甲醇洗涤特别适合对原料合成气体进行净化。其利用了以下事实，即H₂S、COS、CO₂在液态低温甲醇中的溶度系数与氢气(H₂)和一氧化碳(CO)的溶度系数具有数个数量级的差异。在洗涤过程之后，甲醇被再生并返回该过程中。一些物质、例如也存在于原料合成气体中的氰化氢(氢氰酸，HCN)使得甲醇洗涤剂的再生实质上更加困难，因为它们的高溶度系数使得它们非常强烈地与甲醇结合。然而，残留并因此浓缩在甲醇中的氰化氢需要被避免，因为该有害气体是腐蚀性的，并且仅仅由于该原因，其不容许存在于由合成气体(CO、H₂、氧气)产生的产品中。

根据现有技术，HCN例如在进行甲醇洗涤之前在一个独立的洗涤塔中用水洗出。氢氰酸以大大稀释的形式存在于其中的负载洗涤水随后必须以复杂的方式进行处理或再生一例如利用空气进行汽提(或解吸)。

另一种方法利用这样的事实，即与CO₂、H₂S、COS相比，HCN具有在液态甲醇中的明显更大溶解度。这使得可以在一预洗步骤中使用相对较小量的甲醇从合成气体中洗出HCN(Lurgi出版物“The RectisolProcess for Gas Purification”)。此处，在一甲醇洗涤塔中，在第一洗涤步骤中完成HCN的预洗，并且使用与HCN的溶度相适应的甲醇量，在第二洗涤步骤中洗出含硫气体。为了再生，将载有HCN的甲醇洗涤剂供给至汽提塔的上部区域，而仅仅载有含硫气体的甲醇洗涤剂被引入汽提塔的下部区域。随后，经汽提的含硫气体和HCN一起导入一克劳斯装置(Claus plant)，在这里，从含硫气体中获得硫并且HCN不会带来干扰。

为了防止HCN在甲醇洗涤剂中很大程度地浓缩，用于从原料合成气体中分离含硫气体和HCN的所有甲醇洗涤剂必须在由HCN的溶度系数确定的条件下进行汽提，因此，需要大量的专用设备和运行费用。如果汽提在要求不高的条件下进行，则必须接受HCN在甲醇洗涤剂中的浓缩及其负面影响。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种范型方法，利用该方法，可以解决现有技术中关于含有氰化氢的原料合成气体的净化问题。

根据本发明，该目的通过提供一种方法实现，在该方法中，与负载洗涤剂的剩余量无关，从第一洗涤步骤中提取出来的负载洗涤剂经受一再生步骤，以分离已经在第一洗涤步骤中从原料气体中选择性地去除的气体组分。