способ удаления кислотных газов из газового потока

Формула изобретения

1. Способ удаления кислотных газов из газового потока, в частности из потока природного газа, потока синтез-газа или тому подобного, причем кислотные газы поглощаются из потока газа, по меньшей мере, одним абсорбентом и в качестве абсорбента применяется смесь из физического моющего средства, химического моющего средства и воды, отличающийся тем, что абсорбент содержит от 85 до 98% по массе физического моющего средства и менее чем 5% по массе воды, в качестве физического моющего средства применяют производное морфолина, химическое моющее средство применяют на основе, по меньшей мере, одного алифатического амина и абсорбент содержит от 0, 1 до 10% по массе алифатического амина.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбент содержит более 80% по массе физического моющего средства.

3. Способ по п.1 или п.2, отличающийся тем, что в абсорбенте содержится менее 3% по массе воды.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве физического моющего средства в абсорбенте содержится, по меньшей мере, N-формилированный морфолин (NFM) и/или N-ацетилморфолин (NAM).

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что амин состоит, по меньшей мере, из одного компонента, который выбран из метилдиэтаноламина (MDEA), диэтаноламина (DEA), полиэтиленгликоль-замещенного амина.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что абсорбент используют для селективного удаления серы кислотно-конвертируемого синтез-газа.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к способу удаления кислотных газов из потока газа, в частности из потока природного газа, потока синтез-газа или тому подобного, причем кислотные газы поглощаются, по меньшей мере, одним абсорбентом и причем в качестве абсорбента применяется смесь из физического моющего средства, химического моющего средства и воды.

Уровень техники

Из практики известны способы удаления кислотных газов из потоков газа. При этом себя оправдало удаление кислотных газов в стриппер-колоннах, например, для природного газа с помощью физически действующих абсорбентов. Таким образом из газового потока может удаляться основная часть компонентов кислотных газов. Недостатком способов, известных из практики, является, правда, то, что требуемое, почти полное удаление компонентов кислотных газов описанными выше способами возможно только при непропорционально высоких затратах. Это подразумевает, в частности, что требуется большой кругооборот моющей жидкости и/или большой уровень загрузки в абсорбционных или стриппер-колоннах. Далее из практики известны способы, при которых применяются моющие средства, которые содержат физически действующий абсорбент, химически действующее моющее средство и воду.

Из DE 2005050385 А1 известен способ удаления диоксида углерода из потоков газа. В качестве абсорбента применяется смесь из первичного и вторичного амина в водном растворе, физическом растворителе (например, ацетилморфолин, N-формилированный морфолин) и, при необходимости других аминов. Доля морфолина в абсорбенте составляет до 25% по массе.

Недостатком известного способа, в частности, когда имеется высокое парциальное давление кислотного газа, является то, что из-за доли химического моющего средства и воды в абсорбенте должна уменьшаться доля физически действующего абсорбента, так что поглотительная способность физически действующего абсорбента уменьшается. Далее отрицательным является то, что из-за водной составляющей в абсорбенте, в частности при высоком парциальном давлении кислотного газа, следует считаться с возрастающей коррозией в устройствах, в которых осуществляется способ.

В противоположность этому в основе изобретения лежит задача разработки способа, при котором компоненты кислотных газов могут просто и без проблем удаляться из потока газа и с помощью которого надежно предотвращаются описанные выше проблемы с коррозией.

Раскрытие изобретения

Для решения технической проблемы изобретение представляет способ удаления кислотных газов из газового потока, потока синтез-газа или тому подобного вида, который отличается тем, что абсорбент содержит более 70% по массе физического моющего средства и максимально 5% по массе воды, что в качестве физического моющего средства применяется производное морфолина и что применяется химическое моющее средство на основе, по меньшей мере, одного алифатического амина. Под кислотными газами или компонентами кислотных газов в рамках изобретения подразумеваются среди прочего оксид углерода (СО), диоксид углерода (СО₂), синильная кислота (HCN), сероводород (H₂S), сероуглерод (CS₂), оксидсульфид углерода (COS) и меркаптаны. Целесообразно, что содержащий кислотные газы газовый поток направляется через абсорбционную колонну, в которой жидкий абсорбент направляется навстречу газовому потоку. Благодаря встречным направлениям потоков содержащего кислотные газы газового потока и абсорбента достигается внутреннее перемешивание газа или газового потока и абсорбента, так что компоненты кислотных газов поглощаются абсорбентом. Регенерация абсорбента целесообразно осуществляется в стриппер-колонне.

В рамках изобретения предлагается, что абсорбент большей частью содержит, по меньшей мере, одно физическое моющее средство. Возможно, что физическое моющее средство состоит из одного и преимущественно из двух производных морфолина. В физическом моющем средстве может также содержаться большое число или большое количество производных морфолина.

В соответствии с предложенным согласно изобретению способом химическое моющее средство содержит, по меньшей мере, один алифатический амин. Благодаря комбинации физического моющего средства с химическим моющим средством достигается поглощение кислотных газов, в частности H₂S, до области частей на миллион частей. Согласно предпочтительной форме осуществления предложенного в соответствие с изобретением способа химическое моющее средство содержит, по меньшей мере, два аминосоединения.

Предпочтительно, что абсорбент содержит более 80% по массе физического моющего средства. В предпочтительной форме осуществления предложенного согласно изобретению способа абсорбент содержит примерно от 85% по массе до примерно 98% по массе и особо предпочтительно примерно 95% по массе физического моющего средства.

Существует стремление иметь более низкое содержание воды в абсорбенте. Преимущественно в абсорбенте содержится воды менее 3% по массе. В рамках изобретения предлагается, что абсорбент имеет содержание воды примерно 1% по массе или даже менее 1% по массе.

Абсорбент может содержать алифатические амины в количестве от 0,1 до 30% по массе, причем доля алифатических аминов особенно предпочтительна от 0,1 до 25% по массе. Согласно предпочтительной форме осуществления абсорбент содержит до 10% по массе алифатических аминов, в частности до 5% по массе алифатических аминов.

Массовые количества содержащихся в абсорбенте физического моющего средства, воды и химического моющего средства или алифатического амина постоянно в сумме дают 100% по массе.

В качестве физического моющего средства для применения в абсорбенте годятся, в частности, N-формилированный морфолин (NFM) и/или N-ацетилморфолин (NAM). Согласно предпочтительной форме осуществления абсорбент состоит большей частью из смеси NFM и NAM.

В рамках изобретения предлагается, что амин состоит из компонентов, которые выбраны из метилдиэтаноламина (MDEA), диэтаноламина (DEA), полиэтиленгликоль-замещенного амина. Предпочтительно, что амин несет один и целесообразно два полиэтиленгликолевых заместителя. Также возможно, что амин замещен тремя полиэтиленгликолевыми заместителями.

В основе изобретения лежат знания того, что с помощью предложенного согласно изобретению способа кислотные газы просто и надежно удаляются из газового потока. Важно, что в изобретении удаление кислотных газов надежно осуществляется до области частей на миллион частей. Оказалось, что предложенный согласно изобретению способ может применяться для большого числа газовых потоков с различными долями кислотных газов и различными составами кислотных газов.

Далее с помощью предложенного согласно изобретению способа может замечательно выборочно удаляться сера из синтез-газа, прежде всего кислотно-конвертированного синтез-газа, с чем удается более селективное и более благоприятное в части стоимости удаление серы по сравнению с чисто физическим растворителем.

Далее в основе изобретения лежат знания того, что высота абсорбера - или стриппер-колонн может быть заметно уменьшена по сравнению с известными из практики способами. Далее предложенный согласно изобретению способ обходится, в частности, при селективном удалении серы из синтез-газов за кислой конверсией, неожиданно малым циркулирующим количеством растворителя. Оказалось, что на разности парциального давления при физической абсорбции кислотных газов или компонентов кислотных газов в предложенном согласно изобретению абсорбенте благоприятно сказывается добавка амина. Таким образом из газового потока могут надежно поглощаться, в частности, тяжело удаляемые соединения серы. Следует отметить, что благодаря низкому содержанию воды обеспечивается надежное предотвращение коррозии в установках, в которых осуществляется предложенный согласно изобретению способ.