[发明专利]用于净化气体和获得酸性气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于去除粗煤气中的酸性气体的方法，其中，粗煤气输送至吸收塔并且在那里在工作压力升高的情况下与吸收剂进行接触，被加载的吸收剂在吸收塔的底部离开。例如WO 2004/105919 A1公开了一种这样的方法。

背景技术

粗煤气、如天然气或合成气除包含有价值成分外还包含杂质、如硫化氢、二氧化碳或有机硫成分。有机硫杂质尤其是指硫醇和羰基硫。粗煤气中的这些杂质必须去除以便进一步使用。例如硫化氢或羰基硫形式的硫对许多催化剂来说是有害物质，其妨碍催化剂的效果。法律规定也迫使降低硫排放。基于全球变暖也需减少二氧化碳排放，此外，天然气中二氧化碳的存在会降低热值。为去除粗煤气中中的上述成分(其下面称其为酸性气体)，可使用许多技术方法，其中，借助吸收剂来净化煤气。为去除酸性气体既可以使用化学吸收剂也可以使用物理吸收剂。

对纯度的要求取决于产品气体的进一步应用和酸性气体的类型。在硫成分的情况下，对于进一步的技术应用来说通常需要将粗煤气中的硫成分去除至ppm级。在二氧化碳的情况下，根据产品气体的进一步应用，或全部或部分或仅尽可能少地去除二氧化碳。

在去除硫成分时通常将吸收剂再生装置中分离的酸性气体在克劳斯装置中进一步加工成硫，这导致附加的用于克劳斯装置的投资成本。基于世界各地的供过于求，所制造的硫几乎不能获得值得一提的销售收益，因此分期偿还该项投资成本变得很困难。所以，作为获得元素硫的替换方案，越来越考虑将酸性气体贮存于气体空穴中。在此，借助昂贵的压缩机将酸性气体压缩至一定压力，该压力使酸性气体能够输送到为此设置的地下气体贮存器、如开发完的天然气田中。因而为此目的特别有利的是使再生时出现的酸性气体处于尽可能高的压力水平，由此可节省可观的用于酸性气体压缩的投资和运行成本。对于二氧化碳隔离来说在尽可能高的再生压力下回收去除的二氧化碳也是有利的。

在化学吸收剂的情况下，酸性气体出现的再生压力仅可略微提高，否则将导致化学吸收剂加速分解，这是因为再生压力的提高引起沸点温度的提高。

在物理吸收剂的情况下，原则上能够在更高的压力水平上获得一部分酸性气体。为此通过借助多个依次连接的闪蒸级(Flashstufe)的压力降低实施再生。在闪蒸级中释放出的酸性气体在此输入给压缩级，该压缩级相应于各个闪蒸级相应的压力水平。通过这种方法虽然可以减小重新压缩酸性气体的能量消耗，但大部分酸性气体必须从大气压力压缩到贮存最终压力上。此外，通过借助多个闪蒸级的压力降低的再生仅能够有限地去除酸性气体，因为在闪蒸再生的情况下在吸收剂中总是余留一定的剩余酸性气体。由此导致不能达到要求的产品气体纯度。例如按规定去除硫化氢时要求产品气体纯度达到几个ppm的酸性气体成分。此外，物理吸收剂还具有如下缺点：物理吸收剂相对于有价值成分不如化学吸收剂那样有选择性地起作用。物理吸收剂除酸性气体外还一同吸收相当量的有用气体。有用气体例如是合成气制造中的氢气和一氧化碳或者说天然气净化时的甲烷。

发明内容

本发明的任务是：提供一种方法，其中，去除的酸性气体在高的再生压力下产生，去除粗煤气中的酸性气体成分直至几个ppm，并且一同吸收的有用气体在吸收剂再生之前与酸性气体中分离。

本发明以下述方式解决了该任务：被加载的吸收剂输送至高压汽提塔，在高压汽提塔中通过蒸发一部分吸收剂产生汽提蒸汽，一同被吸收于吸收剂中的有用气体通过汽提蒸汽逐出并在高压汽提塔顶部排出，将同样包含于顶部蒸汽中的吸收剂液化并且再次导回到高压汽提塔中，并且将离开高压汽提塔的底部(Sumpf)的、仍加载有酸性气体的吸收剂输送至高压再生塔，在高压再生塔中将酸性气体分离并在高压再生塔顶部在高压下排出，并且将再生的吸收剂在高压再生塔的底部排出并且导回至吸收塔。

优选使用一种物理的、沸点较低的吸收剂。在此甲醇证明是特别有利的。甲醇可以在高压下也蒸发，而且沸点不超过导致吸收剂分解的极限值。此外甲醇还具有在高的酸性气体分压力的情况下可加载与化学吸收剂相比更多的硫成分的优点。

证明特别有利的是使用这样的吸收剂，其沸点在大气压力下小于100℃、优选小于65℃。

吸收塔优选在5至150巴的工作压力下运行。在甲醇用作吸收剂的情况下，除酸性气体外，包含于粗煤气中的有用气体的一部分也一同被吸收。被加载的吸收剂在吸收塔底部排出并且根据本发明输送至高压汽提塔。