[發明專利]用于處理來自硫回收系統的含硫廢氣的方法和設備

在審

• 申請號: 201410191381.6
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN104176712A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: U·凱萊斯泰喬格魯;A·布蘭德爾
• 申請（專利權）人: 林德股份公司
• 主分類號: C01B17/04
• 分類號: C01B17/04;C01B3/52;B01D53/52;B01D53/62
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 苗征;于輝

本發明涉及一種用于回收硫的方法，其中，在包括洗滌部件(scrubbing?part)和再生部件(regeneration?part)的酸性氣體洗滌設備中，在循環洗滌劑的輔助下，從粗合成氣選擇性地除去硫組分和二氧化碳，并且將負載的洗滌劑再生期間產生的含硫氣體部分供應至硫回收系統，在所述硫回收系統中，形成包含二氧化碳以及硫組分的廢氣，將所述廢氣氫化，并隨后進行氣體洗滌操作。

本發明還涉及一種用于實施所述方法的設備。

在此，廢氣的氫化應理解為是指將廢氣中含有的二氧化硫氫化以形成硫化氫。

例如從專利說明書EP?0054772?B1可知所描述類型的方法。在上述文獻中描述的方法中，將氫化廢氣再循環到酸性氣體洗滌設備中，連同粗合成氣一起進行氣體洗滌操作或引入到酸性氣體洗滌設備的再生部件的硫化氫富集階段。該方法可以以元素形態完全回收粗合成氣中存在的硫。然而，由于含硫廢氣通常以很低的壓力到達硫回收系統，所述壓力難以抵消在引入點到酸性氣體洗滌設備途中的壓力損失，補償在引入點通常較高的操作壓力，對廢氣所要求的壓縮產生大量的操作成本，不利地影響該方法的經濟性。此外，需要配置較高的吞吐量，合成氣洗滌設備的至少一部分部件設計為壓力容器，導致投資成本增加。

因此，本發明的目的是提供上述類型的方法以及實施所述方法的設備，從而與現有技術相比能夠更經濟地回收硫。

在方法方面，該目的根據本發明通過以下方式實現：從待處理的粗合成氣單獨洗滌掉氫化廢氣，其中從酸性氣體洗滌操作的洗滌劑回路除去的洗滌劑用于洗滌掉硫組分。

根據本發明的方法能夠以顯著低于酸性氣體洗滌設備的操作壓力的壓力進行氫化廢氣的洗滌(廢氣洗滌操作)，在根據現有技術的適當的引入點，所述壓力通常大于2巴(a)。特別地，可以在廢氣源和廢氣洗滌操作之間建立梯度，所述壓力梯度足以將來自硫回收系統的廢氣送入廢氣洗滌操作，而不將其壓縮。雖然，相比于現有技術，確實需要提供另外的設備部件，但由于其較低的工作壓力，這些都可以在相對低的成本來實現。優選地，在0.2至5巴(a)之間的壓力下進行廢氣洗滌操作。

明智地將廢氣洗滌操作期間負載了硫組分的洗滌劑送入酸性氣體洗滌設備的再生部件中，以便在那里進行再生。

在根據本發明的方法的優選實施方案中，使用洗滌劑進行廢氣洗滌操作，所述洗滌劑已在粗合成氣的洗滌期間被預負載了二氧化碳，但幾乎不含硫組分。這使得可以從氫化廢氣基本上選擇性地除去硫組分，因此，廢氣中存在的幾乎所有的二氧化碳留在氣相中，并可以隨后例如通過釋放到大氣中來處理。

為了制備相對于廢氣洗滌操作具有足夠高的壓力梯度的含硫組分的廢氣，可能必須在升高的壓力下操作硫回收系統。為此，本發明提出將酸性氣體洗滌設備的再生部件的操作壓力提高到高于實際所需的值，從而可以獲得富含硫的氣體部分，并在升高的壓力下供應到硫回收系統。這通常只需要升高熱再生塔的操作壓力，富含硫的氣體部分累積在所述熱再生塔中。通常，當再生部件中的操作壓力需要升高不超過1巴，免去壓縮廢氣補償了由該操作模式產生的成本。

根據本發明的方法可以與所有已知的物理和化學的酸性氣體洗滌設備一起進行。然而，優選地，酸性氣體洗滌設備是甲醇洗滌設備，其中使用甲醇作為洗滌劑。

本發明還涉及一種用于回收硫的設備，其具有酸性氣體洗滌設備，所述酸性氣體洗滌設備包括洗滌部件和再生部件，其中在循環洗滌劑的輔助下，可以從粗合成氣選擇性地除去硫組分和二氧化碳，所述設備具有硫回收系統，所述酸性氣體洗滌設備的再生部件中累積的含硫氣體部分可以供應至所述硫回收系統，并且從所述硫回收系統可以排出包含二氧化碳以及硫組分的廢氣，所述設備還具有氫化設備，其中可以氫化所述廢氣。

在設備方面，所述目的根據本發明通過以下方式實現：所述設備包括洗滌設備，所述洗滌設備同時連接氫化設備和酸性氣體洗滌設備的洗滌劑回路，并且其中可以使用由所述酸性氣體洗滌設備的洗滌劑回路供應的洗滌劑對氫化廢氣進行洗滌操作。

另外有利地，所述洗滌設備連接到酸性氣體洗滌設備的再生部件，從而可以將廢氣洗滌操作期間負載硫組分的洗滌劑引入到再生部件進行再生。

在根據本發明的設備的優選實施方案中，將所述洗滌設備設計為具有規整填料的柱和/或盤或作為噴嘴洗滌設備或渦流濕分離器或文丘里洗滌設備或降膜吸收器，并配置用于0.2至5巴(a)之間的操作壓力。

下面輔助圖1中所示的示意性工作實施例詳細描述本發明。

圖1顯示根據本發明的方法的優選變化方案的工藝流程。

在所顯示的工作實施例中，主要由氫、一氧化碳、二氧化碳和硫化氫組成的粗合成氣通過管線1和熱交換器E1到達酸性氣體洗滌設備S，所述酸性氣體洗滌設備S例如是甲醇洗滌設備。酸性氣體洗滌設備S包括洗滌部件SP和再生部件RP，洗滌劑在它們之間的回路中循環。在洗滌部件SP中，從粗合成氣2中基本上選擇性地除去二氧化碳和硫化氫，所述粗合成氣2已在熱交換器E1中冷卻，在洗滌劑3的輔助下，并在最高80巴的壓力下，形成幾乎完全由氫氣和一氧化碳組成的合成氣4、僅負載二氧化碳的洗滌劑流6、以及負載二氧化碳和硫化氫的洗滌劑流7。而合成氣4在相對于待冷卻的粗合成氣1加熱之后，通過管線5被供應到構件邊緣之外的應用，將兩個負載的洗滌劑流6和7引入再生部件RP中，以在那里再生。在再生期間，除去由再生部件中的洗滌劑吸收的物質，形成再生洗滌劑3，以及富含硫化氫的氣相8。將富含硫化氫的氣相8從再生部件RP送到硫回收系統SR，從而以元素形式9回收所含的硫。同時產生的主要由二氧化碳和二氧化硫組成的廢氣10在一定壓力下產生，所述壓力足以通過氫化設備H引入到在0.2至5巴(a)之間的壓力下操作的洗滌設備Z中，而沒有中間壓縮。廢氣10中存在的二氧化硫在氫化設備H中被氫化，形成硫化氫，從而形成氫化廢氣11，其結果是基本上由二氧化碳和硫化氫組成的氣流12可以在除去水(未示出)并在熱交換器E2中冷卻后，被供應至洗滌設備Z。通過管線13由酸性氣體洗滌設備S的洗滌劑回路供應預負載二氧化碳的洗滌劑，并可以用于從氣體12基本上選擇性地除去硫化氫，從而形成主要由二氧化碳組成的流14，以及負載硫化氫和二氧化碳的洗滌劑流15。二氧化碳14例如被處理入大氣中，洗滌劑流15在泵P的輔助下到達酸性氣體洗滌設備的再生部件RP，在這里其被再生。