[发明专利]用于处理包含CO2的工艺气流的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于处理包含CO₂的工艺气流的方法，所述包含CO₂的工艺气流是在由如下粗气生产纯净的合成气的过程中获得的，所述粗气是重油、石油焦或废料的部分氧化的粗气，或者在煤的气化过程中，或者在处理天然气或石油伴生气时获得的，其中通过物理吸收或化学吸收从所述包含CO₂的工艺气流中除去CO₂，将负载有CO₂的溶剂减压至较低压力，从而解吸CO₂。

背景技术

以名称和热钾碱洗涤公知的工艺用于由如下粗气，该粗气是重油、石油焦或废料的部分氧化的粗气，或者由煤的气化，或者由处理天然气或石油伴生气来生产纯净的合成气。

在工艺中，将来自重油、石油焦或废料的部分氧化，或者来自煤的气化的粗气用作原料。除了需要的产物组分H₂和CO之外，所述粗气还包含不需要的产物组分CO₂、H₂O、H₂S、CS₂、COS、HCN、NH₃、有机硫化合物、金属羰基化合物以及烃，这些不需要的产物组分必须被分离，为此使用冷甲醇作为物理溶剂。然后，将所吸收的产物组分通过对溶剂进行减压和沸腾除去而重新解吸，并在后续设备中进行处理。由于所述不需要的产物组分在冷甲醇中的溶解度差异很大，可以选择性地分离所述产物组分，例如选择性地分离H₂S和CO₂。将冷却的粗气供应给H₂S吸收器，所述H₂S吸收器采用30至60巴的绝对压力以及用负载CO₂的冷甲醇进行操作，在所述H₂S吸收器的预洗涤阶段中，首先除去例如HCN和NH₃的杂质。在所述H₂S吸收器的第二阶段中，H₂S和其它的硫化合物被吸收，从而残余的硫含量为＜0.1ppm。将离开所述H₂S吸收器的经负载的甲醇膨胀至中等压力，并将由此解吸的气体H₂和CO再循环到所述粗气中。然后，将甲醇加热至沸点并“沸腾除去”；在该过程中，释放出所有吸收的气体，并将富含H₂S的气体进料到用于回收硫的CLAUS设备。将不含硫的合成气中所包含的CO的一部分转化为CO₂，使得CO₂浓度通常升高至约33％。然后将冷却的气体供给到二级CO₂吸收器。将从所述CO₂吸收器排出的经负载的甲醇膨胀至较低的压力并由此冷却。由此释放的CO₂不含硫并且可以要么排放至大气中，要么例如用于制备尿素。将在所述CO₂吸收器中获得的、CO₂含量为约3％的合成气引入到甲醇合成中。在方法中使用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)代替甲醇作为物理溶剂。将来自粗气的CO₂以做功的方式膨胀到燃气轮机中。

在方法中，将待处理的粗气在具有结构化的或堆放的填料床的吸收塔的底部引入，在所述吸收塔中使用在该吸收塔顶部供应的甲基二乙醇胺(MDEA)的冷却的水性溶液以逆流洗涤所述粗气，其包含用于提高CO₂收率的活化剂(a)。在所述吸收塔顶部排出净化的气体。从吸收塔底部排出的、负载有CO₂和H₂S的aMDEA溶液可以要么直接加热，要么在膨胀至较低压之后加热。将来自所述再生塔的热的再生的MDEA溶液用作热源。在所述再生塔中，通过再次加热使经负载的aMDEA溶液再生完全，并在冷却后将其再循环至所述吸收塔顶部。在所述再生塔的顶部排出包含CO₂和H₂S的气体流。将分离的富含H₂S的气体要么供应到CLAUS设备，要么供应到后燃烧过程。胺对于H₂S和CO₂不同的反应速度形成了选择性吸收H₂S和分离CO₂的基础。