Способ очистки водородсодержащего газа от двуокиси углерода

 

Изобретение относится к процессам абсорбционной очистки газовых смесей, содержащих водород, от кислых компонентов и может найти применение в химической и газовой промышленности. Для осуществления способа очистки водородсодержащего газа от двуокиси углерода, включающего абсорбцию двуокиси углерода, водным раствором моноэтаноламина под повышенным давлением с последующей регенерацией насыщенного раствора моноэтаноламина под давлением при повышенной температуре , для снижения потерь двуокиси углерода, получения ее части в качестве товарного продукта и удешевления процесса, насыщенный раствор моноэтаноламина перед подачей на регенерацию перегревают до температуры на 5-25°С ниже равновесной температуры кипения раствора и дросселируют до давления 1,5-3 атм с образованием парогазовой смеси, а регенерацию осуществляют в две стадии, причем на первой - путем отдувки раствора образовавшейся при дросселировании парогазовой смесью, а на второй - путем отдувки вторичным паром , полученным в кипятильнике регератора. При этом абсорбцию ведут под давлением 20 - 30 атм, а регенерацию под давлением 1,5 - 2,5 атм. Степень очистки С02 от На 0,0045. 1 з.п. ф-лы. 1 ил., 1 табл. СП С

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 53/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 (21) 4816661/26 (22) 23,04,90 (46) 15.05.92. Бюл, N 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт мономеров с опытным заводом (72) Н,И, Володин, Г,В, Черепков, Т,П, Пуусепп, P.Ï. Рахе, Ю.П. Мянник, И.Д. Гридин и А.Ф. Туболкин (53) 66.074.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 385838, кл. В 01 D 53/14, 1973. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДОРОДСОДЕРЖАЩЕГО ГАЗА ОТ ДВУОКИСИ УГЛЕРОДА (57) Изобретение относится к процессам абсорбционной очистки газовых смесей, содержащих водород, от кислых компонентов и может найти применение в химической и газовой промышленности. Для осуществления способа очистки водородсодержащего газа от двуокиси углерода, включающего абсорбцию двуокиси углерода, водным расИзобретение относится к процессам абсорбционной очистки газовых смесей, содержащих водород, от кислых компонентов и может найти применение в химической и газовой промышленности, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки водородсодержа щего газа от двуо кис и углерода, включающий ее абсорбцию водным раствором моноэтаноламина под повышенным давлением с последующей регенерацией насы щен ного абсорбента иод более низким

„„ Ы„„1733062 Al твором моноэтаноламина под повышенным давлением с последующей регенерацией насыщенного раствора моноэтаноламина под давлением при повышенной температуре, для снижения потерь двуокиси углерода, получения ее части в качестве товарного продукта и удешевления процесса, насыщенный раствор моноэтаноламина перед подачей на регенерацию перегревают до температуры на 5 — 25 С ниже равновесной температуры кипения раствора и дросселируют до давления 1,5 — 3 атм с образованием парогазовой смеси, а регенерацию осуществляют в две стадии, причем на первой— путем отдувки раствора образовавшейся при дросселировании парогазовой смесью, а на второй — путем отдувки вторичным паром, полученным в кипятильнике регератора. При этом абсорбцию ведут под давлением 20 — 30 атм, а регенерацию под давлением 1,5 — 2,5 атм. Степень очистки

С02 от Н2 0,0045. 1 з.п. ф-лы, 1 ил„1 табл, 1 давлением и при повышенной температуре продувкой нагретым паром. При этом регенерация раствора моноэтаноламина совмещена с отдувкой горючих (водорода), Основными недостатками указанного способа являются большие потери двуокиси углерода с отдуваемым водородом, высокие затраты тепла и, следовательно. стоимость процесса. Потери двуокиси углерода составляют 4900 м /ч, Цель изобретения — снижение потерь двуокиси углерода, снижение затрат тепла, а следовательно, удешевление процесса. а

1733062 также обеспечение возможности получения части двуокиси углерода в качестве товарного продукта.

Поставленная цель достигается способом очистки водородсодержащего газа от двуокиси углерода, включающем ее абсорбцию водным раствором моноэтаноламина (МЭА) под повышенным давлением, с последующей регенерацией насыщенного абсорбента под более низким давлением и при повышенной температуре, в котором насыщенный раствор МЭА перед подачей на регенерацию перегревают на 5 — 25 С выше равновесной температуры его кипения, затем его дросселируют до давления 1,5 — 3 атм с образованием парогазовой смеси, а регенерацию осуществляют в две стадии, на первой — отдувкой образовавшейся при дросселировании парогазовой смесью, а на второй — вторичным паром, полученным в кипятильнике регенератора. При этом абсорбцию ведут под давлением 20 — 30 атм, а регенерацию — под давлением 1,5 — 2,5 атм.

Новым в предлагаемом способе является то, что насыщенный раствор МЭА предварительно перегревают на 5 — 25 С выше равновесной температуры его кипения, дросселируют его до давления 1,5 — 3 атм, а затем осуществляют процесс регенерации в две стадии, причем на первой стадии — отдувкой образовавшейся при дросселировании парогазовой смеси, а на второй— вторичным паром, полученным в кипятильнике регенератора.

Данный способ позволяет снизить потери двуокиси углерода на 20 — 407ь и затраты тепла на регенерацию насыщенного раствора на 5 - 10 g .

Указанный положительный результат удается достигнуть за счет того, что в известных способах регенерация насыщенного раствора МЭА и отдувка горючих (водорода) ведутся в одну ступень, при этом, все тепло, необходимое для выделения газов, подводят в кипятильник, а тепло парогазовой смеси, образующейся при дросселировании насыщенного раствора, не используют, так как оно не контактирует с раствором в регенераторе и его энергетический потенциал не может быть использован при разложении химических комплексов МЭА с СО .

B предлагаемом способе процесс регенерации осуществляют в две стадии, используя для выделения двуокиси углерода и практически полной отдувки водорода на первой стадии парогазовую смесь, образующуюся при дросселировании перегретого на 5 — 25 С насыщенного раствора МЭА. Эта парогазовая смесь позволяет эффективно отдуть водород при одновременном снижении степени карбонизации раствора, и как. следствие, снижении при этом общего расхода тепла.

Проведение регенерации в предлагае5 мых условиях позволяет увеличить выход товарной двуокиси углерода за счет сокращения ее потерь с отдуваемым водородом (с

4900 до 1200 — 3400 м /ч), кроме того удается избежать необходимости отвода двуоки10 си углерода с промежуточных ступеней кОнтакта, как это делают в прототипе, поскольку отвод двуокиси углерода с промежуточных ступеней не позволяет избежать ее загрязнение водородом на выходе из pere15 нератора.

Пример1. В процессе очистки 123000 м /ч водородсодержащего газа от СО получают

1000 м /ч насыщенного COz водного раствора МЭА, который имеет t = 65 С и содер20 жит 36500 м двуокиси углерода и 730 мэ горючих газов (водорода). Давление: абсорбции — 28 атм, регенерации - 1,7 атм; температура низа регенерации — 120 С.

Насыщенный раствор нагревают до

25 t = 104 С, что на 14 С выше равновесной температуры его кипения. Упругость паров над раствором при этом составляет 10 атм, После нагревания насыщенный раствор дросселируют до давления 2 атм с образо30 ванием парогазовой смеси, содержащей

1500 м /ч С02, 4700 м /ч Н20 и 300 м /ч Hz.

Эту парогазовую смесь подают a I ступень регенерации, в которой из раствора десорбируется 429 м /ч Hz и 1900 м /ч СО, Гряз35 ная фракция COz, содержащая 3400 м /ч з

COz, 729 м /ч Н2 и 3700 м /ч HzO, выбрасывается, а раствор 993 м /ч, содержащий

32800 м СО и 1 м Н, поступает íà II ступень регенерации. На второй ступени за

40 счет подачи 80 т пара в кипятильник из раствора выделяется 21800 м /ч СО и 1 м /ч з 3

Н . Эта фракция С02 содержит 0,0045/ Hz и может быть использована, например, в производстве мочевины, 977 м /ч ре45 генерированного раствора, содержащего

11000 м СО возвращаются на орошение абсорбера, В таблице представлены условия и результаты проведения очистки водородсо50 держащего газа по методике примера 1.

Как следует из данных таблицы, реализация способа вне предлагаемых интервалов параметров не приводит к получению положительного результата. Степень pere55 нерации при этом снижается, увеличивается содержание водорода.

Предлагаемый способ позволяет снизить потери двуокиси углерода на 20 — 40 и затраты тепла на регенерацию насыщенного раствора MЭА на 5 — 10 .

1733062

40

50

Кроме того, способ обеспечивает возможность получения части двуокиси углерода в качестве товарного продукта.

Формула изобретения

1. Способ очистки водородсодержащего газа от двуокиси углерода, включающий абсорбцию двуокиси углерода водным раствором моноэтаноламина под повышенным давлением с последующей регенерацией насыщенного раствора моноэтаноламина под повышенным давлением при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью снижения потерь двуокиси углерода, получения ее части в качестве товарного продукта и удешевления процесса, насыщенный раствор моноэтаноламина перед подачей на регенерацию перегревают до температуры на 5 — 25 С выше равновесной температуры кипения раствора и

5 дросселируют до давления 1,5 — 3 атм с образованием парогазовой смеси, а регенерацию осуществляют в две стадии, причем на первой стадии путем отдувки раствора образовавшейся при дросселировании па10 рогазовой смесью, а на второй — путем отдувки вторичным паром, полученным в кипятильнике регенератора.

2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю щи и с я тем, что абсорбцию ведут под давлением

15 20-30 атм, а регенерацию — под давлением

1,5 — 2,5 атм.

1733062

Составитель Н. Володин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор О. Кравцова

- Редактор И, Сегляник

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 1619 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5