Способ удаления кислотных газов из газового потока

Авторы патента:

Владельцы патента RU 2506985:

ТИССЕНКРУПП УДЕ ГМБХ (DE)

Изобретение относится к способу удаления кислотных газов из газового потока, в частности потока природного газа, потока синтез-газа или тому подобного, причем кислотные газы поглощаются из потока газа, по меньшей мере, одним абсорбентом. В качестве абсорбента применяется смесь из физического моющего средства, химического средства и воды. Абсорбент имеет более 60% по массе физического моющего средства, причем в качестве физического моющего средства применяется производное морфолина и применяется химическое моющее средство на основе, по меньшей мере, одного алифатического амина. Изобретение позволяет удалять компоненты кислотных газов из газового потока и предотвратить появление коррозии. 5 з.п. ф-лы.

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.

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.

Изобретение может быть использовано в нефтяной, газовой, газоперерабатывающей, нефтеперерабатывающей, нефтехимической отраслях промышленности и относится к способам жидкофазной окислительной конверсии сероводорода, содержащегося в газах, с получением элементарной серы.

Способ очистки газов // 2505341

Изобретение относится к способам для проведения тепло-массобменных процессов для системы газ-жидкость, в том числе для кондиционирования воздуха и его осушки, очистки газов от примесей других газов, паров жидкости и дисперсных твердых частиц, и может быть использовано в системах кондиционирования воздуха, санитарной очистки газовых выбросов, для подготовки природных или попутных нефтяных газов перед их использованием или транспортом.

Очистка потока газа // 2501593

По меньшей мере, одну газообразную примесь, например силан, удаляют путем абсорбции из поступающего потока газа, например потока газа, содержащего азот и водород, каковая газообразная примесь обладает меньшей летучестью, чем поступающий поток газа.

Способ выделения метана из газовых смесей // 2500661

Изобретение относится к способу выделения метана из газовых смесей путем контактирования смеси с водным раствором циклического простого эфира концентрацией не выше 20% мол.

Способ подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту // 2497571

Изобретение может быть использовано в газовой промышленности для подготовки углеводородного газа к однофазному транспорту. Способ включает очистку углеводородного газа от тяжелых компонентов путем абсорбции абсорбентом.

Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе электростанции // 2495707

Изобретение относится к способу отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе электростанции. Способ включает в себя абсорбционный процесс, в котором содержащий диоксид углерода отходящий газ приводят в контакт с абсорбентом, в результате чего образуется загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25), и десорбционный процесс (10), который функционирует от горячего пара из пароводяного контура работающей на ископаемом топливе электростанции и в котором загрязненный диоксидом углерода абсорбент (25) регенерируют, в результате чего образуется регенерированный абсорбент (26).

Способ и система очистки биогаза для извлечения метана // 2495706

Изобретение относится к способу очищения биогаза для извлечения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей системе для осуществления способа.

Способ очистки раствора диэтаноламина от примесей // 2491981

Изобретение относится к области очистки газов и может быть использовано в газовой или в нефтеперерабатывающей промышленности для очистки абсорбентов от примесей. .

Мокрый скруббер // 2490055

Устройство для очистки воздуха в жилых и производственных помещениях от щелочных газофазных примесей // 2489196

Изобретение относится к области инженерного оборудования зданий и сооружений и может быть применено с целью снижения уровня вентиляции для поддержания стандартных уровней концентрации вредных веществ в помещениях.

Способ и система очистки сырых газов, в частности биогаза, для получения метана // 2508157

Настоящее изобретение относится к способу очищения биогаза для получения метана, в котором компоненты, содержащиеся в биогазе, такие как диоксид углерода, соединения серы и аммиака, отделяются в ходе нескольких этапов процесса, и к соответствующей установке для осуществления способа. Цель обеспечения способа очистки биогаза для получения метана, характеризующегося низким потреблением энергии и позволяющего увеличить содержание метана, по меньшей мере, на 10%, достигается следующим образом: на первом этапе очистки диоксид углерода, сероводород, аммиак и другие водорастворимые органические вещества, присутствующие в сыром газе, удаляются в промывной колонне при стандартном давлении или при избыточном давлении до 6 бар пресной водой, при этом метановый газ, имеющий содержание метана, по меньшей мере, 65%, отводится у головы промывной колонны. Растворенные в промывочной воде метан и диоксид углерода последовательно выделяются из загрязненной промывочной воды, выпускаемой из промывной ступени, в первой испарительной колонне под стандартным давлением, а затем во второй испарительной колонне под вакуумом. Кислородосодержащий аэрационный газ, имеющий качество топливного газа, получают в первой испарительной ступени. Очищенная промывочная вода, накапливающаяся во второй испарительной ступени, возвращается в промывочную ступень К1. 2 н. и 19 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ и устройство для отделения диоксида углерода от отходящего газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки // 2508158

Изобретение относится к способу отделения диоксида углерода от дымового газа работающей на ископаемом топливе энергоустановки. Сначала в процессе сжигания сжигается ископаемое топливо (2), причем образуется горячий, содержащий диоксид углерода отходящий газ (3). На следующем этапе в процессе абсорбции (4) содержащий диоксид углерода отходящий газ (3) приводится в контакт с абсорбентом (5), причем диоксид углерода поглощается абсорбентом (5) и образуется загрязненный абсорбент (6). На следующем этапе в процессе десорбции (7) из загрязненного абсорбента (6) термически удаляется газообразный диоксид углерода (8). При этом в процесс десорбции (7) подается пар (9), который впрыскивается в загрязненный абсорбент (6), причем высвобождающееся в результате конденсации пара (9) тепло конденсации переносится на загрязненный абсорбент (6) и в то же время понижается парциальное давление диоксида углерода в десорбционном блоке. Изобретение позволяет повысить эффективность по сравнению с традиционным устройством газоочистки работающей на ископаемом топливе энергоустановки. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил.

Абсорбент для очистки газов от h2s и со2 // 2513400

Изобретение относится к области очистки газов от сероводорода и диоксида углерода. Абсорбент содержит метилдиэтаноламин, фракцию вакуумной перегонки технического полиэтиленполиамина с интервалом кипения 50÷200°С, водорастворимый физический растворитель и воду. Абсорбент в качестве водорастворимого физического растворителя содержит полиэтиленгликоль или метиловые эфиры полиэтиленгликоля с формулой СН3-O(СН2СН2O)х-Н, где х=2÷5. Изобретение обеспечивает повышение эффективности очистки газа от H2S и СO2 при сохранении высокой эффективности регенерации абсорбента от кислых компонентов. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Способ селективной очистки пирогаза от сероводорода и двуокиси углерода // 2515300

Изобретение относится к области очистки газов пиролиза углеводородного сырья от сероводорода и двуокиси углерода, конкретнее к способам очистки сернисто-щелочных водных стоков, образовавшихся при щелочной очистке газов. Может быть использовано в химической и нефтехимической отраслях промышленности. Предложена технология селективной очистки пирогаза от кислых компонентов, включающая на первом этапе очистку пирогаза от сероводорода и регенерацию циркулирующего поглотительного раствора с выводом из материального потока элементарной серы, как продукта железо-каталитического окисления сульфидов. На втором этапе поглощение двуокиси углерода с термической регенерацией циркулирующего в схеме газоочистки раствора карбоната натрия. Изобретение обеспечивает полностью безотходную технологию, а также позволяет достичь высокой экономичности технологии. 2 ил.

Способ очистки газовых смесей, содержащих меркаптаны, и другие кислые газы // 2518626

Изобретение относится к способу очистки газовых смесей, в частности природного газа, содержащих меркаптаны и другие кислые газы, а также к поглащающему указанные загрязнители раствору. Способ очистки газовой смеси, содержащей меркаптан и/или этилмеркаптан и другие кислые газы, включает этап приведения в контакт указанной газовой смеси с поглощающим раствором, содержащим диэтаноламин, этоксилированный полиэтиленимин и воду, причем средняя молекулярная масса этоксилированного полиэтилена составляет от 500 до 106 г/моль. Изобретение позволяет обеспечить эффективное поглощение метилмеркаптана и/или этилмеркаптана, содержащихся в газовой смеси. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ и установка для нейтрализации кислотности газовых смесей // 2519483

Заявлены способ и установка для нейтрализации кислотности газовой смеси. Способ и установка включают в себя осуществление контакта газовой смеси с абсорбентом в абсорбере. При этом абсорбент содержит несущую фазу и органическую фазу, которая не смешивается с несущей фазой; обеспечение возможности абсорбции органической фазой кислого газа и превращения кислого газа в абсорбированный кислый газ с тем, чтобы превратить абсорбент в абсорбент, богатый газом, и газовую смесь превратить в очищенную газовую смесь. Обеспечение возможности перехода абсорбированного кислого газа в несущую фазу с тем, чтобы образовать в богатом газом абсорбенте первую бедную газом фазу и фазу, богатую газом; подачу богатого газом абсорбента в сепаратор с тем, чтобы отделить первую бедную газом фазу от богатой газом фазы. Циклическое возвращение отделенной первой бедной газом фазы обратно в абсорбер; подачу отделенной богатой газом фазы в регенератор с тем, чтобы получить кислый газ и вторую бедную газом фазу; и циклическое возвращение второй бедной газом фазы обратно в абсорбер. Изобретение позволяет уменьшить общие затраты энергии для проведения операции нейтрализации кислотности. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ очистки природного газа от серы и сероводорода // 2521058

Изобретение относится к области абсорбционной очистки углеводородных газов от сернистых соединений жидкими абсорбентами. Способ очистки природного газа от серы и сероводорода, включающий его контактирование с поглотителем и последующей регенерацией отработанного поглотителя продувкой кислородом воздуха, при этом в качестве поглотителя используют расплав черновой меди при температурах 1225-1350°C и времени контактирования 2-2,5 мин. Технический результат заключается в уменьшении сероотложения в абсорбционном аппарате при сохранении степени регенерации поглотителя. 1 табл.

Способ работы паротурбинной установки, а также устройство для получения пара из бурого угля // 2523481

Изобретение относится к химической промышленности. Устройство содержит сушилку (1) с псевдоожиженным слоем, отапливаемый высушенным бурым углем паровой котел, паровую турбину. Бурый уголь подвергают косвенной сушке в сушилке (1). Высушенный уголь охлаждают, измельчают и подают в паровой котел. Топочный газ из парового котла подвергают абсорбционной очистке для отделения CO2. Устройство для очистки топочного газа включает абсорбционную колонну (14), десорбционную колонну (12), рибойлер (13). Необходимую для абсорбционной очистки энергию частично отбирают из сушилки (1). Изобретение позволяет снизить количество необходимого для очистки топочного газа пара низкого давления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ очистки газов и выделения серосодержащих газов // 2524714

Изобретение относится к способу удаления серосодержащих газов из неочищенных газов. При этом удаленные серосодержащие газы обрабатываются при высоком давлении регенерации. Это позволяет производить подачу в хранилище серосодержащих газов по возможности с низкими затратами на сжатие. Неочищенный газ подается в абсорбционную колонну, в которой он при повышенном рабочем давлении очищается от находящихся в нем сернистых газовых компонентов с помощью физического абсорбента. Абсорбент, насыщенный серосодержащими газами и пригодными для использования газами, подается затем в отпарную колонну высокого давления, в которой испаряется часть абсорбента и в результате образуется экстракционный пар. Посредством экстракционного пара отделяют соабсорбированные, пригодные для использования газы. Пригодные для использования газы выводятся через верхнюю часть отпарной колонны высокого давления. Абсорбент, также содержащийся в парах верхней части отпарной колонны высокого давления, ожижают и снова отводят в отпарную колонну высокого давления. Поток абсорбента, выходящий из нижней части отпарной колонны высокого давления поступает в регенерационную колонну высокого давления, в которой отделяются присутствующие в абсорбенте серосодержащие газы и отводятся под высоким давлением в верхней части регенерационной колонны высокого давления. Регенерированный абсорбент отводится из нижней части регенерационной колонны высокого давления и направляется обратно в абсорбционную колонну. Изобретение позволяет освободить неочищенный газ от серосодержащих компонентов до содержания в несколько частей на миллион. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Способ очистки отходящих газов от сероводорода // 2526455

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Очистку газа от сероводорода проводят в двух абсорберах. Исходный газ (2) подается в первый абсорбер (1), из него частично очищенный газ (3) подаётся во второй абсорбер (7), где контактирует с регенерированным абсорбентом, поданным по линии (8). Газ, насыщенный диоксидом углерода (10), отводится с верха второго абсорбера (7). Абсорбент (9) с низа второго абсорбера (7) поступает двумя разнотемпературными потоками (4 и 5) на разные уровни в первый абсорбер (1). Насыщенный сероводородом абсорбент (31) с низа первого абсорбера (1) поступает в регенератор (11). Регенерированный абсорбент через накопитель (15) и насос (37) по линии (8) подаётся во второй абсорбер (7). Предложенный способ позволяет повысить степень очистки от сероводорода отходящих газов с одновременным увеличением селективности извлечения сероводорода в присутствии диоксида углерода. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.