[发明专利]用于从粗合成气去除羰基金属的方法及设备

说明书

本发明涉及一种在气体洗涤过程中使用物理洗涤介质从粗合成气中去除羰基金属的方法。本发明还涉及用于所述方法的处理容器。将负载有硫化氢(H₂S)和羰基金属的洗涤介质送至具有停留时间区域和洗涤区域的处理容器。金属硫化物在停留时间区域中从羰基金属沉淀并且向洗涤区域供应再生的洗涤介质。停留时间区域和洗涤区域通过透气塔盘彼此分开。从停留时间区域逸出的羰基金属穿过透气塔盘并且在洗涤区域中被吸收，由此所述羰基金属由在洗涤区域中与透气塔盘相邻形成的液体层冷却。

技术领域

本发明涉及一种在气体洗涤过程中使用物理洗涤介质从粗合成气中去除羰基金属的方法。本发明还涉及用于从粗合成气中去除羰基金属的处理容器，包括此种处理容器的设备，以及根据本发明的方法或根据本发明的处理容器或设备在使用甲醇作为物理洗涤介质的气体洗涤过程中的用途。

背景技术

用于通过物理或化学吸收从工业粗气体中去除不希望的伴生物的方法是从现有技术熟知的。因此，此类方法可以用于从通过气化或重整含碳投入料而产生的粗合成气中去除不想要的酸性成分(例如二氧化碳(CO₂)和硫化氢(H₂S))，并且还从想要的合成气成分如氢气(H₂)和一氧化碳(CO)中去除羰基硫化物(COS)、硫醇和氰化氢(HCN))至痕量。

已知且经常使用的方法是低温甲醇洗(Rectisol)方法，其原则上从乌尔曼工业化学百科全书第6版，第15卷，第399页[Ullmann’s Encyclopedia of IndustrialChemistry,6th Ed.Vol.15,p 399]及以下等等已知。在低温甲醇洗方法中，上述不需要的破坏性组分被作为吸收剂或清洗介质的冷甲醇(即冷却至显著低于环境温度的甲醇)吸收，其中粗气体与吸收介质/洗涤介质之间的强烈质量传递在吸收塔(也称为吸收塔或洗涤塔)中进行。随着甲醇温度降低和压力增加，不想要的气体成分的溶解度急剧增加，而对于氢气和一氧化碳保持几乎恒定。甲醇还具有即使在低至-75℃的温度下也保持低粘度的优点，因此使之即使在低温下也以大工业规模上可使用。

由包含金属痕量成分(例如煤)的输入材料生产合成气形成羰基金属化合物，其在多种化学生产过程中可能损害合成气的使用。羰基金属是其中一氧化碳(CO)与金属原子配位键合的络合物。羰基金属特别是羰基镍例如四羰基镍(0)([Ni(CO)₄])和羰基铁，例如五羰基铁(0)([Fe(CO)₅])。羰基金属通常易溶于气体洗涤中使用的洗涤介质中并且因此可从粗合成气中去除。然而，尤其是当使用物理清洗介质例如甲醇时，羰基金属可能在清洗介质的随后再生过程中(例如在热再生过程中)引起问题，因为羰基金属与负载清洗介质中存在的硫化氢(H₂S)反应从而中得到金属硫化物，优先在气体清洗装置中温或热区域。基础平衡反应也由通过沉淀从反应平衡中去除的金属硫化物的不良溶解性所驱动，例如由五羰基铁(0)和硫化氢(H₂S)之间的反应所示，以提供硫化铁(II)、一氧化碳和氢气：

由于金属硫化物难溶，几乎不溶于所有常用溶剂，因此在气体清洗过程中所有含羰基金属和硫化氢的粗合成气都存在这样的问题，即通过沉积金属硫化物会导致受影响的装置零件中受阻或堵塞。

为了去除羰基金属化合物，WO 98/47602提供了一种方法，其中通过除去一氧化碳，例如通过从清洗介质中汽提，使以上平衡反应移动到金属硫化物的一侧，从而引起有意的金属硫化物从清洗介质中沉淀出。为此，负载洗涤介质被减压至减压容器，从而释放出还含有一氧化碳(CO)的减压气体。随后将由一定量CO耗尽的洗涤介质转移到反应和沉降容器中，其中根据容器中的停留时间和金属的类型，羰基金属通过沉淀为金属硫化物而大部分从洗涤介质中完全去除。由于在反应和沉降容器中包含金属硫化物的悬浮液的停留时间较长，因此这种容器也称为停留时间容器。然后将来自悬浮液的上清液(即基本上不含羰基金属的洗涤介质)从停留时间容器中抽出并送至热再生。