Патент ссср 402180

 

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

402ISO

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента ¹

М. Кл. В Old 53/14

Заявлено 21Л!1.1969 (№ 1314740/23-26)

Приоритет 22.Ш.1968, № 715412, США

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изооретений и открытий

УДК 66.074.324(088.8) Опубликовано 12.Х.1973. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 27.II.1974

Автор изобретения

Иностранец

Гомер Эдвин Бенсон (Соединенные Штаты Америки) Иностранная фирма

«Бенсон, Филд энд ИПС» (Соединенные Штаты Америки) Заявитель

СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ УГЛЕКИСЛОТЫ И СЕРОВОДОРОДА

ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ

Изобретение относится к выделению углекислоты и сероводорода из газовых смесей в производстве аммиака, бытового газа и в процессах оксисинтеза, синтеза метанола и гидрогенизации.

Известный способ выделения углекислоты и сероводорода из газовых смесей заключается в орошении их водными растворами щелочей, например карбоната калия и этаноламипа, которые циркулируют между зонами абсорбции и регенерации.

Недостатки известного способа — отсутствие утилизации тепла циркулирующих растворов и громоздкость установки.

С целью повышения экономичности способа очистки предлагается перегретый раствор, полученный в горячей зоне абсорбера, регенировать в зоне повышенного давления регенератора, по при более низком давлении, чем в абсорбере, например, при избыточном давлении 0,35 — 2,81 кг/см и далее направляют на участок с мгновенным испарением пара, который используют в зоне регенерации низкого давления. На чертеже изображена схема, реализующая предлагаемый способ.

Абсорбцию исходных газов при повышенных давлениях ведут в колонне 1, состоящей из двух отдельных зон абсорбции 2 и 3, которые снабжены насадками из колец Рашига, тарелок с колпачками и других устройств для улучшения контакта жидкости с газом.

В зону 2 по трубопроводу 4 подают регенерированный раствор карбоната калия, который стекает по насадке и собирается на дне колонны, откуда ее выводят по трубопроводу 5.

В верхнюю зону 3 колонны по трубопроводу 6 подают регенерированный раствор, который по насадке протекает вниз и собирается в тарелке 7, откуда его выводят по трубо10 проводу 8. Исходный газовый поток поступает в колонну 1 по трубопроводу 9, поднимается вверх через насадку, проходит патрубок между зонами и после прохождения насадки в зоне 3 уходит пз колонны в очищенном со15 стоянии по трубопроводу 10. Предусматривается возможность пропуска очищенного газа из колонны через конденсатор 11 для конденсации водяного пара. Конденсат поступает обратно в колонну 1, а очищенный газ пз

20 верха конденсатора уходит к потребителю.

Регенерацшо раствора ведут в регенерационной колонне 12, состоящей пз двуi зоп —— пижней зоны (высокой температуры и давления) 13 и верхней зоны (низкой температуры

25 и давления) 14. Обе зоны отделены друг от друга сводом 15. В зон 13 подают раствор из нижней частп зоны 2 по трубопроводу 5 через редукционный клапан. Раствор из зоны 13 собирается в приемнике 16, откуда его выводят

3О по трубопроводу 17.

402180

В зону 14 раствор поступает из нижней части зоны абсорбера 3 по трубопроводу 8, снабженном редукционным клапаном. Раствор стекает вниз и собирается в приемнике 18, откуда его выводят по трубопроводу 6. Пар, необходимый для OTI îíêè газов, поступает H зону 13 из кипятильника 19 (пунктирная линия), в котором циркулирует раствор из приемника 16 по трубопроводам 20 и 21.

В зону 14 подают из кипятильника 22 стринпинг — пар (пунктирная линия). Между кипятильником 22 и приемником 18 циркулирует раствор по трубопроводам.

Кипятильники 19 и 22 обогреваются неочищенным исходным газом из системы парового реформи. Горячий газ из трубопровода 23 поступает последовательно в кипятильник 19, а нз него в кипятильник 22 и далее по трубопроводу 9 в колонну 1. В зону 14 также поступает пар, полученный при испарении раствора из приемника 16 в испарителе 24 (пунктирная линия), Испарение раствора в испарителе достигают путем понижения давления горячего раствора до величины давления в зоне 14. При этом из-за эцдотермичпости процесса выделения пара происходит охлаждение раствора, который собирается в нижней части испарителя 24 и затем при помощи насоса и трубопровода 4 поступает в верхнюю часть зоны 2.

Раствор из приемника 18 через трубопроводы 6 с насосом между ними поступает в верхнюю часть зоны 3.

Смесь десорбированного кислого газа и пара, собирающихся наверху зоны 13 поступает в конденсатор 25, в котором конденсируется пар, достаточный для обеспечения необходимого водяного баланса в системе. Из конденсатора 25 конденсат поступает в зону

13, а поток кислого газа уходит через верх аппарата.

Смесь пара и десорбировапного кислого газа из зоны 14 поступает в конденсатор 26, в котором пар конденсируется, а флегма возвращается в зону 14. Таким образом, в регенераторе применяют пар, полученный в кипятильниках 19 и 22 и в испарителе 24. В качестве вариантов предусматриваются обработка холодных газов, ооработка горячих газов с охлаждением поглощающего раствора, поступающего в верхнюю зону абсорбера до более низкой температуры, обработка холодных газов с применcíèåì трех зон абсорбции и двух зон регенерации и использование в нижней зоне абсорбера прямоточного движения жидкости и газа.

Пример. Исходный газ из парового рефорнинга или из переработки природного газа на окись углерода давлением 26,7 кг//см и температурой 159 С, содержащий 18 /о СО, и

Зо

60 большое количество пара поступает по трубопроводу 23 в кипятильник 19. Из последнего газ с температурой 136 С поступает в кипятильник 22 и далее с температурой 131 С по трубопроводу 9 направляется в абсорбционную колонну 1 в количестве 7620 кг/час сухого газа и 899 кг/час водяного пара. Количество раствора щелочи, поступающего в колонну, 1 — 594 м /час. Он содержит 30 /о раствора карбопата калия и 3 о диэтаноламина. Температура раствора 109 С. Из верхней части зоны 2 будет уходить газ с содержанием

10,6% СО>. В зоне 3 газ будет контактировать с отдельным потоком раствора того же состава, но с температурой 108 С в количестве 575 м /час. В результате абсорбции газ, выходящий из зоны 3 по трубопроводу 10, содержит 1 /О СО,.

Из зоны 2 уходит раствор при температуре 128 С, а из зоны 3 — при температуре

117 С.

В зоне регенерации 13 давление падает до значения выше атмосферного, но ниже давления в абсорбере, а именно до 1,4 кг/см изб.

Раствор после отгонки паром в зоне 13 обедняется углекислым газом и его выводят из зоны по трубопроводу 17 при температуре

127 С в испаритель 24, где давление падает до значения, большего чем в зоне 17 на

0,07 кг/см . В испарителе выделяют чистый пар. Этот пар направляют в нижнюю часть зоны 14 для отгопки. При испарении раствор в испарителе охлаждается до температуры

109 С, которая соответствует температуре кипения раствора под атмосферным давлением.

В зоне 14 поддерживают атмосферное давление в верхней части зоны и из-за падения давления при прохождении через насадку несколько большее давление у основания (больше па 0,14 — 0,21 кг/см -). В зоне 14 из-за понижения давления раствора происходит выделение СО2, пара и охлаждение раствора до

99 С, которьш затем поступает в зону 3.

Предмет изобретения

Способ выделения углекислоты и сероводорода из газовых смесей путем двухстадийного орошения их щелочным раствором в абсорбере, двухстадийной регенерации, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности способа очистки, перегретый раствор, полученный в горячей зоне абсорбера, регенерируют в зоне повышенного давления регенератора, по при более низком давлении, чем в абсорбере, например при избыточном чавлении 0,35 — 2,81 кг/cм - и далее направляют на участок с мгновенным испарением пара, который используют в зоне регенерации низкого давления.

402180

Составитель Гатаулин

Техред 3. Тараненко

Корректор В. Брыксина

Редактор Е. Левина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 419, 17 Изд. № 121 Тираж 678 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Мишистров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская нао., д. 4,5