本發(fā)明涉及氣體洗滌設(shè)備，其具有吸收器，在其中可以借助洗滌劑從合成粗煤氣分離出二氧化碳和含硫組分，及具有co2生產(chǎn)塔以及布置在co2生產(chǎn)塔下游的富集塔用于使在吸收器中負(fù)載二氧化碳和含硫組分的洗滌劑再生。

背景技術(shù)：

采用物理氣體洗滌設(shè)備以從氣體混合物分離氣體組分。其利用在此用作洗滌劑的液體的特性，吸收氣態(tài)物質(zhì)并保持在溶液中，而不與這些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)結(jié)合。氣體可被液體吸收及與其結(jié)合的程度由其溶解系數(shù)表示，溶解系數(shù)越大，則氣體在液體中溶解得越好。溶解系數(shù)與溫度相關(guān)，一般而言隨溫度的下降及遵循亨利吸收定律隨壓力的升高而升高。

通過除去從氣體混合物分離出的及在洗滌劑中溶解的氣體組分，在氣體洗滌后緊接著使負(fù)載的洗滌劑再生。再生的洗滌劑通常又重新用于氣體洗滌，而分離出的氣體組分進(jìn)行廢物處理或者送至經(jīng)濟(jì)應(yīng)用。

為了凈化合成粗煤氣，其以工業(yè)規(guī)模在氣化設(shè)備中從煤和/或包含烴的進(jìn)料例如通過水蒸汽重整或通過部分氧化產(chǎn)生并且通常除了所期望的物質(zhì)氫和一氧化碳以外還包含幾種非期望的成分例如二氧化碳和含硫組分如硫化氫和氧硫化碳，優(yōu)選采用物理氣體洗滌。建議物理氣體洗滌是因?yàn)楹铣纱置簹饨裉齑蟛糠衷诟邏合庐a(chǎn)生，并且物理氣體洗滌的功效以一次近似線性地隨著工作壓力增加。

對于合成粗煤氣的凈化特別重要的是甲醇洗滌。其利用了以下事實(shí)，硫化氫、氧硫化碳和二氧化碳對于甲醇的溶解系數(shù)明顯大于氫和一氧化碳。這是因?yàn)殡S著溫度下降，這些差別增大，因此氫損失和一氧化碳損失由于共吸收而下降，但是首先因?yàn)槎趸嫉娜芙庀禂?shù)隨溫度下降而大幅升高，用作洗滌劑的甲醇在大多數(shù)情況下以遠(yuǎn)低于0℃的溫度導(dǎo)入構(gòu)造成洗滌塔的吸收器中，并且與待凈化的合成氣強(qiáng)烈接觸。此外該方法允許獨(dú)立地獲得含硫組分和二氧化碳，它們可以由于其明顯不同的溶解系數(shù)基本上選擇性地從負(fù)載的甲醇洗滌劑分離出。

若生產(chǎn)氫產(chǎn)品是首要的，則在甲醇洗滌之前對合成粗煤氣實(shí)施水煤氣變換，其中在合成粗煤氣中包含的一氧化碳與水反應(yīng)生成氫和二氧化碳。然后尤其是在合成粗煤氣由氫貧乏的原料例如煤或重油獲得并因此在水煤氣變換之前已經(jīng)具有高的二氧化碳含量時，可以通過水煤氣變換上升至大于40摩爾％。為了提高氫生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，經(jīng)常從大量產(chǎn)生的二氧化碳獲得副產(chǎn)物，其例如以大于98摩爾％的純度用于合成尿素。

用于獲得二氧化碳副產(chǎn)物的甲醇洗滌設(shè)備通常具有被稱作co2生產(chǎn)塔的洗滌塔，在其下部使負(fù)載有二氧化碳以及更容易溶解的組分例如硫化氫和氧硫化碳的甲醇洗滌劑減壓。由于壓力下降，主要使二氧化碳脫氣。但是一部分含硫組分也從負(fù)載的甲醇洗滌劑釋放出并在塔中向上引導(dǎo)。借助不含硫的甲醇洗滌劑從氣體流洗出含硫組分，為此目的將其送至co2生產(chǎn)塔的塔頂，并與上升的氣體流強(qiáng)烈接觸。從co2生產(chǎn)塔的塔頂排出具有產(chǎn)品純度的二氧化碳流，同時在其下部區(qū)域收集甲醇洗滌劑，雖然其二氧化碳含量大幅減少，但是仍然負(fù)載有二氧化碳以及含硫組分。

從co2生產(chǎn)塔排出負(fù)載的甲醇洗滌劑并送至所謂的富集塔，其是冷汽提塔。在富集塔中，通過以逆流引導(dǎo)的冷汽提氣(通常是氮?dú)?，從甲醇洗滌劑主要溶解出二氧化碳，由此冷卻甲醇洗滌劑。將以此方式產(chǎn)生的冷量用于補(bǔ)償甲醇洗滌的不可避免的冷量損失。從富集塔的塔頂排出混合有二氧化碳的冷汽提氣作為尾氣并通常丟棄；汽提出的二氧化碳因此丟失。將主要負(fù)載有含硫組分但是仍然負(fù)載有殘余量的二氧化碳的甲醇洗滌劑從富集塔排出，并可選地在熱汽提塔中再處理，以產(chǎn)生具有洗滌劑純度的甲醇以及含有含硫組分和二氧化碳的氣體餾分，其通常被送至claus設(shè)備以獲得單質(zhì)硫。

為了以高產(chǎn)量獲得二氧化碳產(chǎn)品，在實(shí)踐中嘗試保持經(jīng)由來自富集塔的尾氣造成的二氧化碳損失少。因此使負(fù)載的甲醇洗滌劑在co2生產(chǎn)塔中減壓至僅略超過富集塔中壓力的壓力。因此為了將負(fù)載的甲醇洗滌劑從co2生產(chǎn)塔轉(zhuǎn)移至富集塔中，僅提供小的靜壓差，其有可能不足以克服在co2生產(chǎn)塔中的液位與導(dǎo)入富集塔中的位置之間的高度差。因此現(xiàn)有技術(shù)是借助泵將來自co2生產(chǎn)塔的液體輸送至富集塔中。因?yàn)橥ǔＲ獙⒏嗟囊后w流從co2生產(chǎn)塔送至富集塔中并且由于增加的運(yùn)行安全性而成雙構(gòu)造的泵及其所屬的配件和配管必須適合于低溫運(yùn)行，該解決方案顯著地影響投資成本和運(yùn)行成本的大小及由此影響物理氣體洗滌設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是給出此類設(shè)備，通過該設(shè)備克服所述的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。

以如下方式實(shí)現(xiàn)該目的，相對于富集塔升高布置co2生產(chǎn)塔，從而使得在物理氣體洗滌設(shè)備運(yùn)行中至少一股有待從co2生產(chǎn)塔送入富集塔中的液體流可以僅通過在這兩個塔之間產(chǎn)生的總壓差進(jìn)行輸送。

在根據(jù)本發(fā)明的氣體洗滌設(shè)備的一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，選擇co2生產(chǎn)塔與富集塔之間的高度差，使得所有有待從co2生產(chǎn)塔送入富集塔中的液體流可以僅通過在這兩個塔之間產(chǎn)生的總壓差進(jìn)行輸送。

通過本發(fā)明能夠以低的壓力及因此高的二氧化碳產(chǎn)率運(yùn)行co2生產(chǎn)塔，無需使用泵以將液體流輸送至富集塔中。以低于空氣壓力的壓力運(yùn)行co2生產(chǎn)塔甚至是可以想象的。

針對性地將co2生產(chǎn)塔布置在不高于在物理氣體洗滌設(shè)備正常運(yùn)行的所有條件下無需借助泵將一股或多股液體流輸送至富集塔中所必需的高度。

為了相對于富集塔升高布置co2生產(chǎn)塔，可以將co2生產(chǎn)塔安裝在足夠長的支撐框架(standzargen)上，其直接與基座相連接，或者與物理氣體洗滌設(shè)備的本身設(shè)置在基座上的其他設(shè)備部件相連接。但是優(yōu)選不使用支撐框架而是直接安裝在物理氣體洗滌設(shè)備的其他設(shè)備部件上，其高度足以實(shí)現(xiàn)所力求的功效。若物理氣體洗滌設(shè)備包括熱汽提塔，則建議將co2生產(chǎn)塔布置在其上或上方。

下面應(yīng)當(dāng)依照在圖1中示意性描繪的實(shí)施例更詳細(xì)地闡述本發(fā)明。

附圖說明

圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的布置方式。

具體實(shí)施方式

圖1顯示了在氣體洗滌設(shè)備的再生部件中co2生產(chǎn)塔和富集塔的根據(jù)本發(fā)明的布置方式，其中可以借助甲醇洗滌劑基本上選擇性地從合成粗煤氣洗出二氧化碳和含硫組分，并獲得二氧化碳產(chǎn)品以及富含硫的物質(zhì)流，其例如適合作為claus設(shè)備的進(jìn)料。

經(jīng)由管道1和2，在洗滌包含二氧化碳和含硫組分的合成粗煤氣時僅負(fù)載二氧化碳的不含硫的甲醇洗滌劑減壓進(jìn)入co2生產(chǎn)塔t1中，從而使所含的二氧化碳進(jìn)入氣相中并獲得二氧化碳產(chǎn)品。為此，一股負(fù)載的洗滌劑流1減壓進(jìn)入co2生產(chǎn)塔t1的被構(gòu)造成分離器a的上部區(qū)域中，同時將其他的負(fù)載的洗滌劑流2導(dǎo)入布置在分離器a下方的、通過塔板k1與其分開的再洗滌區(qū)段r。負(fù)載有二氧化碳和含硫組分的甲醇洗滌劑3減壓進(jìn)入co2生產(chǎn)塔t1的通過另一個塔板k2與再洗滌區(qū)段r分開的塔底空間s1中，其中產(chǎn)生包含二氧化碳和含硫組分的氣相，于再洗滌區(qū)段r中通過不含硫的甲醇洗滌劑2從該氣相再洗滌出含硫組分。

將從負(fù)載的甲醇洗滌劑分離出的二氧化碳從co2生產(chǎn)塔t1的塔頂作為二氧化碳產(chǎn)品4排出，并憑貸方憑證(gutschrift)交給購買方，例如用于合成尿素，同時將在塔底空間s1和塔板k2中收集的、負(fù)載有含硫組分和二氧化碳的甲醇餾分5和6從co2生產(chǎn)塔t1排出，并輸送至富集塔t2的中部，從而通過進(jìn)一步分離出二氧化碳使含硫組分富集。

為了支持二氧化碳分離，向富集塔t2的下端輸送汽提氣7和8，其在其向上的路徑上從以逆流引導(dǎo)的甲醇主要帶出二氧化碳，但也有含硫組分。為了再洗滌帶出的含硫組分，由co2生產(chǎn)塔t1的分離器a經(jīng)由管道9排出不含硫但是仍然包含二氧化碳的甲醇，并送至富集塔t2的塔頂。將釋放至氣相中的二氧化碳與通常為氮?dú)獾钠釟庖黄鸹旌铣晌矚?0，然后丟棄。

從富集塔t2的塔底空間s2排出含硫組分富集的甲醇11，在熱交換器e中加熱后輸送至熱汽提塔t3以進(jìn)一步分離二氧化碳。向熱汽提塔t3輸送熱的汽提氣12，將其與汽提出的二氧化碳一起經(jīng)由管道8導(dǎo)入富集塔t2中，在此同樣用作汽提氣。將來自熱汽提塔t3的塔底的二氧化碳大幅貧化的甲醇13繼續(xù)引導(dǎo)至熱再生塔(未示出)，以分離出含硫組分并獲得重新用于氣體洗滌的再生的甲醇洗滌劑以及富含含硫組分的物質(zhì)流，其例如可以送至claus設(shè)備以獲得硫。

為了能夠以高的產(chǎn)率獲得二氧化碳產(chǎn)品4，以盡可能低的壓力運(yùn)行co2生產(chǎn)塔t1，從而僅僅在co2生產(chǎn)塔t1與富集塔t2之間的用于輸送負(fù)載的甲醇流5、6和9的壓差不足以將液體抬升到富集塔t2的入口連接管所需的高度。co2生產(chǎn)塔t1因此通過其在熱汽提塔t3上的布置方式相對于富集塔t2升高定位，從而獲得用于輸送甲醇流的靜壓。替代性地，也可以將co2生產(chǎn)塔t1布置在其他位于流4或10的路徑上的設(shè)備上，例如甲醇再洗滌塔(未示出)，以實(shí)現(xiàn)升高定位?？梢允÷缘舯玫氖褂谩?/p>