[發明專利]用于冷卻半貧物理溶劑的二氧化碳吸收器部分循環回流

無效

• 申請號: 200980123674.8
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN102065976A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: L·A·戴維斯
• 申請（專利權）人: 環球油品公司
• 主分類號: B01D53/02
• 分類號: B01D53/02;B01D53/62
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 林柏楠;彭飛

發明背景

本發明涉及使用物理溶劑(例如聚乙二醇的二甲醚，DMPEG)處理被污染的氣體(例如來自氣化過程的被污染的天然氣或合成氣)、以在降低的能量和資本需求下濃縮和除去二氧化碳和硫化氫的方法。

在從合成氣流中分別除去硫化氫和二氧化碳的現有技術設計中，使閃蒸再生的半貧溶劑在二氧化碳吸收器的底部與一個或多個較低壓閃蒸鼓之間循環。以從流經該二氧化碳吸收器的合成氣中除去二氧化碳。這種半貧溶劑(其含有相對少量的二氧化碳)在這種類型的設計中可以具有過大的流速。將該溶劑冷卻至在-30℃(-22°F)和15℃(59°F)之間的溫度提高了溶劑能力，并降低了所需溶劑流速，但由于所涉及的高制冷負荷和大設備尺寸，將這種流直接冷卻至低溫在經濟上不吸引人。運作中的商業裝置中的目前實踐在二氧化碳吸收器的底部附近使用全抽出塔盤，其中從該塔中提取出流下該塔的所有荷載溶劑，并在進入二氧化碳吸收器的底部貯槽區之前將其泵入制冷交換器，在此將其與離開上游硫化氫吸收器的氣體混合并用該氣體冷卻。這種全抽出模式有效降低了二氧化碳吸收器的底部貯槽區中荷載溶劑的溫度，并在通過一系列閃蒸鼓閃蒸再生該溶劑時，通過從該溶劑中閃蒸出的二氧化碳的冷卻效應進一步降低該半貧溶劑溫度。由于這種半貧溶劑的較低溫度提高該溶劑吸收二氧化碳的能力，可以降低溶劑流速。在連續二氧化碳閃蒸之前通過制冷來冷卻該溶劑能使最終閃蒸鼓中的溫度低于不這樣做的典型制冷交換器中的實用溫度。這種設計的負面性在于，該全抽出塔盤顯著提高二氧化碳吸收器切線長度，增加塔內件成本，由于需要專用泵而增加該單元的設備數，并顯著增加該單元的溶劑存量。用于現有技術設計的混合器/交換器也非常大，并且難以設計成具有可預測和令人滿意的性能。這種混合器/交換器的操作也令人擔憂。

發明概要

本發明涉及溶劑的部分循環回流。代替從抽出塔盤中抽取，用于循環回流的溶劑是從離開塔底部貯槽區的主流的分支中分離出來的。使用用于將荷載溶劑送往硫化氫吸收器的現有泵設施從二氧化碳吸收器的底部泵出所述荷載溶劑，并在與用于供給硫化氫吸收器的荷載溶劑共享的交換器中冷卻。就在冷卻至大約5℃(40°F)后，分離出該溶劑的循環回流部分，并在送往二氧化碳吸收器的底部貯槽區之前送往靜態混合器，在此將其與來自硫化氫吸收器頂部的氣體混合。該循環回流中的溶劑流速取決于閃蒸再生區的最終閃蒸鼓中所需的溫度。提高循環回流流速會降低二氧化碳吸收器底部溫度和最終閃蒸溫度。可實現低至-30℃(-22°F)的溫度而不降低單元中所用的制冷劑的所需溫度或不增加任何附加的泵、交換器或不顯著提高二氧化碳吸收器的切線長度。

附圖簡述

該圖顯示了使用物理溶劑處理合成氣流或其它氣流以除去和濃縮二氧化碳和硫化氫的流程圖。

發明詳述

本發明使用物理溶劑從氣流中除去雜質，例如硫化氫和二氧化碳。本發明中所用的代表性物理溶劑包括N-甲基吡咯烷酮、聚乙二醇的二烷基醚、磷酸三丁酯、環丁砜、碳酸亞丙酯、甲醇、鏈烷醇吡啶和環丁砜(二氧化四氫噻吩)。丙二醇的二甲醚是優選溶劑。