[其他]从气体混合物中脱除酸性气体的方法之改进

说明书

本发明论及从气体混合物中脱除诸如二氧化碳和硫化氢之类的酸性气体的一种改进方法。更具体地说，本发明可大大降低用于再生富碱性洗涤液所需的热量消耗。碱性洗涤液则是用来从气体混合物中脱除酸性气体的。

涉及从各种原料气体混合物中大批脱除酸性气体（特别是二氧化碳和硫化氢）的气体洗涤方法的工业价值正在稳步增长。随着从燃料源（诸如天然气、石油和煤）中得到的合成燃料和合成气体需要量的增加，对从所生成的原料气体混合物中有效地脱除酸性气体的方法之需求也在不断增长。例如，当从石脑油、燃料油或煤中制取合成甲烷时，起始物料经过重整或部分氧化，得到一种含有20%至50%之多二氧化碳的原料气体，如果使用的起始物料含有硫，则气体中还含有少量H₂S。与此类似，在重整天然气以生产合成氨或氢化反应所需的氢气时，所得的原料气体通常含有16%至20%的二氧化碳，在氨合成步骤之前，二氧化碳必须全部脱除。

从气体混合物中脱除酸性气体的一种典型系统，例如美国专利3    823    222号和4    160    810号中所描述的，其中设有一吸收器，含有酸性气体成分的进料气体在高压下在吸收器中被碱性洗涤液逆流洗涤。生成的含有被洗酸性气体的富液进入蒸汽气提塔的蒸气域时，第一次闪蒸掉一小部分所吸收的酸性气体而得到再生，在气提塔中，富液经沸腾及蒸汽气提后，再生成贫液，可用于循环返回吸收器。

在另一种方法中，例如象美国专利4    537    753号和4    551    158号中所描述的，去掉了前述方法中的蒸汽气提塔，富液仅通过一级或多级闪蒸而得到再生。

在美国专利3    622    267号中，富洗涤液经闪蒸后送入蒸汽气提提塔。含有被脱除的酸性气体及蒸汽的塔顶蒸气流被引入闪蒸装置并在该处用作辅助汽提介质。

然而，开发一种更为有效、更为经济的方法，用洗涤液脱除酸性气体并接着将载有酸性气体的洗液进行再生的必要性依然存在。

本专利申请人业已发现一种从气体混合物中脱除酸性气体的改进方法，该方法比现有技术更为有效，更为经济。更具体地说，根据本项发明，用以再生洗涤液所需的外部热量以及相应的费用，比现有技术的方法要显著地降低。

总的说来，在其最广泛的意义上，本发明采用了如下方式将上述的现有技术的两种再生方法（即蒸汽气提系统和闪蒸系统）相结合，即来自蒸汽气提系统的低品位废热源被更为有效地利用以强化发生在闪蒸系统中的再生过程，在推荐的实施例中，还利用了迄今为止尚未被利用过的、来自吸收段的热源以加热被送入气提系统的载有酸性气体的（富）洗涤液，从而降低了该气提系统所需的热负荷。

更具体地说，本项发明的改进之处在于，取自吸收区的富液在再生区内进行再生，该再生区包括一个蒸汽气提级和至少两个闪蒸级，其中：

（a）富洗涤液的第一部分送入蒸汽气提段进行再生，生成循环用于吸收区的贫液和含有被脱除的酸性气体和蒸汽的蒸气流;

（b）富洗液的第二部分送往一闪蒸级，在其中富洗液被闪蒸以脱除酸性气体和蒸汽，并生成不完全再生的洗液;

（c）不完全再生的洗液送往酸性气体气提级，在其中不完全再生的洗液与来自蒸汽气提段的蒸气流逆流接触并被其气提，以脱除不完全再生的洗液中的酸性气体和蒸汽;以及

（d）离开蒸汽气提段的贫液用于加热闪蒸级中的不完全再生液，借此生成的蒸汽用于气提不完全再生液中更多的酸性气体。

在本发明推荐的实施例中，吸收区由两个级构成：第一级和第二级。进料气加入第一级中，并在其中脱除掉大部分酸性气体，一般说来至少为总酸性气体的50%至75%;进料气继而通过第二级，并脱除掉其余的酸性气体。在这个推荐的实施例中，用于第一级的洗液最好是经闪蒸和逆流气提而再生的，同时脱除的废酸性气体及蒸汽的混合物利用了离开蒸汽气提段的贫液的热量以助于酸性气体的脱除。用于第二级的洗液是经减压及继而靠沸腾和蒸汽气提而再生的。

利用来自再生区的蒸汽气提部分的塔顶蒸气流（内含被脱除的酸性气体和蒸汽）作为再生区的闪蒸部分的气提介质，并利用离开蒸汽气提段的贫液中的低品位热能，在闪蒸段中以生成额外的蒸汽，它有助于在该闪蒸段中从富液中气提酸性气体，实现了如下诸多优点：

1.本方法无需外部热源去再次加热闪蒸过的再生洗涤液。正如本领域技术人员所熟知的，闪蒸时会引起溶液的温度下降，为弥补汽化热的热损失，必须提供热量将溶液再次加热使其恢复到原来的吸收温度。如果溶液不被再次加热，酸性气体就不能维持连续的进一步闪蒸。