[发明专利]纯化气体物流的方法

说明书

纯化气体物流的方法，所述气体物流源自其中将含甘油酯的原料转化为链烷烃的过程。所述气体物流含有作为主要组分的氢或二氧化碳，和作为杂质的选自硫化物化合物的至少一种含硫组分。根据发明，使气体同能够结合硫离子的过渡金属离子的酸性洗涤溶液接触；将气体中含有的显著部分的硫化物化合物结合在几乎不溶的过渡金属硫化物化合物中以从气体中去除硫化物化合物以制备经纯化的气体；且将获得的经纯化的气体回收。该方法将有效地将硫化物浓度降低至ppm或亚‑ppm水平，且其可在低投资成本下以工业规模来实施。可将金属回收。

发明领域

本发明涉及气体物流的纯化。特别地，本发明关注纯化气体物流的方法，所述气体物流源于其中将含有甘油酯，脂肪酸或其组合的原料转化为链烷烃（hydrocarbonparaffin）的过程。这种气体物流通常含有作为主要组分的最小量为约75 vol.%的氢或二氧化碳，以及作为杂质的至少一种选自硫化物化合物的含硫组分。

相关技术说明

天然的油和脂肪主要由甘油三酯构成。甘油三酯是脂肪酸和甘油的三酯。蔬菜油和动物脂肪还可含有一些游离脂肪酸（FFA），其在油和脂肪的制备过程中通过甘油三酯的水解形成。存在可作为用于制备柴油级别燃料的有价值的给料所使用的原料（在下文也称作“甘油酯原料”）。

用于将蔬菜油或其他脂肪酸衍生物转化为液体燃料的常规手段包括酯交换，催化加氢处理，加氢裂化，无氢催化裂化以及热裂化等。在蔬菜油的加氢处理（HVO）和动物脂肪的加氢处理中，使用氢来从甘油三酯蔬菜油分子中去除氧，并将甘油三酯分裂为分开的链，由此生成烃。在加氢处理过程中，特别是在加氢脱氧过程中，含氧基团同氢反应并经由水的生成被去除，并因此该反应需求相当大量的氢。脱羧和脱羰可作为副反应在加氢脱氧中发生，其分别产生二氧化碳和一氧化碳。

EP 1 681 337中公开了由可再生来源，例如植物和蔬菜的油和脂肪以及动物和鱼的油和脂肪来制造烃的催化方法，所述烃适合于柴油燃料池。该方法包括如下步骤：通过使起始材料同包含至少一种金属的非均相催化剂接触，在消耗最小量的氢的情况下来将起始材料转变成烃，所述金属选自属于元素周期表中 VIII 族的金属。经由脱羧/脱羰反应形成的烃比原始的脂肪酸或其衍生物的脂肪酸部分少一个碳原子。

通过上述方法获得的产品具有对应于那种传统柴油的化学组成。可将它们与石油柴油（fossil diesel），传统生物柴油（FAME）共混，或在柴油机中使用其本身。

在通过脱氧反应来转化甘油酯原料的过程中产生废气，其取决于原料和反应条件含有各种浓度的杂质，其损害对原料的处理并甚至潜在地损害最终产品的产品性质。典型的杂质为硫化物化合物（例如H₂S和COS），氨，和卤化物（例如氯化合物）。后面的化合物主要在对进料的处理过程中形成；例如在加氢脱氧反应器中在惯常使用的条件下，氮化合物产生氨，且氯化物产生盐酸。氨和氯化物的浓度在从脱氧反应中取出的气体的体积中处于ppm水平。

关于硫化物，存在多种来源。在加氢脱氧反应器中，催化剂金属在硫化的形式下通常是活性的，并通常需求在反应器的运行过程中存在硫或含硫化物化合物用于保持催化活性。出于此目的，一些硫化物化合物被活性地从工艺下游的点再循环。通常含有较少量的硫化物化合物的进料代表了硫化物化合物或硫化物的另一个来源。然而，在实践中，仍然存在对引入新鲜的（外部的）硫化物化合物以用于工艺控制的需要。

作为硫来源累加的结果，加氢脱氧反应器的排出气体将含有浓度通常为10-2000vol.-ppm的硫化物化合物。

加氢脱氧经常在使用过量的氢下进行。之后将未反应的氢回收并再循环。富含氢的废气通常经受胺洗，所述胺洗使用例如单乙醇胺（MEA）或二乙醇胺（DEA）来去除二氧化碳。所述胺还将去除硫化物化合物，所述硫化物化合物将污染胺，并且将二氧化碳与来自胺化合物的硫化物化合物分离需求特殊的安排。