[发明专利]用于在气体洗中使洗涤介质再生的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使洗涤介质再生的方法以及一种实施该方法的装置，所述洗涤介质在升高的压力的情况下在物理的气体洗中被用来净化含有氢和一氧化碳的原料气体并且在此被加载二氧化碳和硫成分。

背景技术

物理的气体洗利用了液体的下述性质：即，可以吸收气态物质并且将其保持在溶液中，而这些气体在此不发生化合。液体吸收气体的好坏将通过溶解度系数来表示：气体在液体中溶解得越好，则它的溶解度系数就越大。溶解度系数一般随着温度下降而提高。

洗出的气体组分在气体洗后被从加载的洗涤介质中除去，由此洗涤介质得到了再生。再生后的洗涤介质通常又使用于气体洗，而洗出的气体组分要么被废物处理掉，要么又经济地得到了应用。

为了大规模地获得氢和一氧化碳，根据现有技术，将含碳的原料物质通过气化转化为合成粗煤气。这种合成粗煤气除了所需要的成分氢和一氧化碳外，也含有不需要的成分，例如二氧化碳(CO₂)、硫化氢(H₂S)和硫氧化碳(COS)。为了将不需要的成分与需要的成分进行分离，合成粗煤气优选经历物理的气体洗。为此之所以提供这种方法，是因为目前合成粗煤气大多在高压下产生并且物理洗涤的效力以第一近似地随工作压力线性地增加。甲醇洗涤对于合成粗煤气的净化具有特别的意义。甲醇洗涤使用了下列的事实，不需要成分的溶解度系数在深冷甲醇中要比H₂和CO的溶解度系数大多个数量级。因为二氧化碳，硫组分H₂S和COS的溶解度系数随温度的下降而强烈增加，所以甲醇洗涤介质多半以低于零度的温度引入吸收塔中并与待净化的合成气体强烈接触。被加载了不需要成分的甲醇在洗涤过程后得到再生并又返回洗涤过程。

为了再生，被加载后的甲醇洗涤介质根据在先技术从吸收塔中取出并且在所谓的浓缩塔的上部区域中输送给该浓缩塔，所述浓缩塔是汽提塔。在浓缩塔中通过逆流引导的多半涉及到氮气的气提气体、优选CO₂从甲醇洗涤介质中排出，由此硫组分被浓缩。在CO₂排出时产生的冷量被用来降低甲醇洗涤的不可避免的冷量损失。

由浓缩塔顶部排出的优选由CO₂和气提气体组成的气体混合物一般不能在经济上加以利用，因此随后对所述气体混合物进行废物处理。一种废物处理的方法在于将气体混合物放入大气中，然而从加热地球大气的角度来看，这被认为是越来越有问题。气体混合物在地层深处的蕴藏(储藏)或在开采石油矿床时气体混合物的应用(提高油田采收率)也是可想象的。然而为此其氮含量限制在小于约4mol％的低值上，因此不允许将氮(正如现在所流行的那样)作为气提气体。

发明内容

因此本发明的任务在于，如此地构造所述类型的方法以及实施所述方法的装置，通过它们能够克服在先技术的缺点。

本发明的任务通过以下方式得到解决，即，将载带有二氧化碳和硫组分的洗涤介质减压到0.4-1.7巴、优选地1.0-1.3巴之间的压力并且将减压时释放的富二氧化碳、含硫组分的气体压缩并导入到洗涤塔中，在洗涤塔中借助于无硫洗涤介质将硫组分从富二氧化碳的气体中洗去。

在这种关系上，无硫洗涤介质应被理解为这样一种洗涤介质，这种洗涤介质的硫组分含量低于10ppm。

富二氧化碳的气体被富有意义地引入洗涤塔的下段并且在那里与无硫洗涤介质逆流地往上引导。所述无硫洗涤介质优选涉及二氧化碳饱和的洗涤介质，其在净化已经很大程度上除去了硫组分的原料气体时被有目的地加载二氧化碳。在富二氧化碳的气体中所含的硫组分通过所述无硫洗涤介质吸收，而二氧化碳很大程度上留在气相中。

留在被加载的洗涤介质中的二氧化碳的浓度基本上通过下述压力确定，洗涤介质被减压到所述压力上。通过压力减压到接近或低于环境压力，被加载的洗涤介质的二氧化碳含量将降低到最低值。同时，洗涤塔中分离出的二氧化碳可以以任意的纯度表示并且作为产物给出、例如应用于提高油田采收率。

为了提高本方法的经济效益，有意义的是：被加载的洗涤介质以至少两个步骤减压，因此在至少两个不同的压力级上产生富二氧化碳的气体并且在最低的压力级上仅仅出现从被加载的洗涤介质中分离出的二氧化碳的一部分。因此，为了将分离出的二氧化碳的总量压缩到一个统一的、为引入洗涤塔而必要的压力，所需的能量耗费比在单级洗涤介质减压的情况下低。