用于粗合成气体的纯化的工艺和装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及用液体吸收剂从粗合成气体流逐步分离伴生气体的工艺，液体吸收剂被逆流引导通过所有处理步骤且经由再生装置被循环，在其中的一个吸收步骤中，主要分离出5、0^和C02，且在下一步骤中，在气体的流动方向上实行伴生气体残余物的分离(精洗)。
[0002]本发明还涉及通过液体吸收剂从粗合成气体流选择性和逐步分离伴生气体的工艺，液体吸收剂被逆流引导通过所有处理步骤且被循环经过再生装置，在其中的一个吸收步骤中，主要成分H2S、C0S被分离，且在下一步骤中，在气体的流动方向上，气体主要成分CO2被分离以及在最后步骤中实行伴生气体残余物的分离(精洗)。而且，本发明还涉及执行所述工艺的装置。
【背景技术】
[0003]从粗合成气体流分离不期望伴生物质的方法是已知的，如低温甲醇洗工艺(Rectisol process)。低温甲醇洗工艺的原理被描述于ULLMANN工业化学百科全书(Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry)第六版，第15卷，第399页。该方法用于利用伴生气体吸收剂提纯通过固定床压力气化工艺用煤或焦炭产生的、主要含有CO和H2的粗合成气。固定床压力气化工艺的原理被描述于ULLMANN工业化学百科全书(Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry)第六版，第15卷，第367页。低温甲醇洗工艺使用甲醇作为吸收剂，利用甲醇的随温度降低而对伴生物质吸收能力增强，同时对CO和出实质上保持不变的性能。不期望的伴生物质主要为伴生气体羰基硫(COS)、硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)。
[0004]在该工艺中，被作为吸收剂使用的甲醇经由再生装置循环。在再生装置中，以物理方法从被吸收的气体释放被加载的甲醇。在第一再生步骤中，通过减压和/或用例如氮气的汽提从加载的甲醇移除C02。在第二再生步骤中，通过加热排出含硫气体、0)5和!125。其目的在于产生基本上没有⑶2的⑶S/H2S，因为由于混合了⑶2损害了其进一步有经济利益的处理。
[0005]在低温甲醇洗工艺中，标准和选择性低温甲醇洗工艺之间存在区别。
[0006]在所谓的标准低温甲醇洗工艺中，在一个吸收步骤中从粗合成气体联合分离伴生气体0)5/!125和0)2。在所谓的选择性低温甲醇洗工艺中，在分开的吸收剂步骤中一个接一个地从粗合成气体分离含硫的伴生气体0^/出5和0)2。通过适当调节工艺参数，选择性吸收成为可能，参数更具体地为吸收剂和待吸收气体的量比。选择性吸收的优点在于:0)3/!125气体和CO2气体大部分已在吸收期间被保持分离，且仅较小部分必须在甲醇的再生期间被分离。
[0007]然而除了上面提及的组分⑶S、H2S和⑶2，粗合成气体进一步包含伴生气体。文件DElO 2006 056 117 Al描述了相关的工艺，其中在用于分离硫组分和0)2的吸收步骤之前执行进一步的吸收步骤，以选择性地从合成气体分离金属羰基化合物。
[0008]粗合成气通常还含有高级烃和更具体地为甲硫的硫醇以及如芳烃的其它物质，更具体地为苯、NH3、HCN、噻吩、其它有机硫化合物和轻烃，其含量可能在传统的选择性低温甲醇洗工艺中导致问题。这种情况特别发生在例如通过固定床压力气化工艺来通过煤的气化来获得粗合成气体时。问题在于这些物质或者被富集在吸收剂中且因此使其在短时间使用后失效，或者尤其在硫醇的情况下，在通过减压或汽提再生吸收剂期间，它们被与CO2—起排放且可能在环境中产生异味。
【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种可避免上述现有技术缺点的工艺。通过标准吸收工艺和选择性吸收工艺来达到该目的。
[0010]标准吸收工艺
[0011]—种用液体吸收剂从粗合成气体流逐步分离伴生气体的工艺，所述液体吸收剂被逆流引导通过所有处理步骤且经由再生装置被循环，其中在其中一个吸收步骤中，主要分离出5、0^和C02，且在下一步骤中，在气体的流动方向上实行伴生气体残余物的分离(精洗)，其特征在于:在分离H2SXOS和CO2之前，执行主要用于分离芳烃的吸收步骤，且随后执行主要用于分离甲硫醇的吸收步骤。
[0012]选择性吸收工艺
[0013]—种用液体吸收剂从粗合成气体流选择性和逐步分离伴生气体的工艺，所述液体吸收剂被逆流引导通过所有处理步骤且经由再生装置被循环，其中在其中一个选择性吸收步骤中，主要分离H2S和⑶S，且在下一步骤中，在气体的流动方向上主要分离C02，并且在最后步骤中实行伴生气体残余物的分离(精洗)，其特征在于:在分离H2S和COS之前，执行主要用于分离芳烃的吸收步骤，且随后执行主要用于分离甲硫醇的吸收步骤。
[0014]在第一吸收步骤中，在气体流动方向上，从粗合成气体主要分离如苯的芳烃以及高级烃、NH3、HCN、噻吩、硫醇和其它高溶解度的组分。用水清洗被加载的吸收剂(在大多数情况下是甲醇)，其中形成在处理工艺中排放的含水石脑油相用于进一步处理。清洗后，通过精馏残留水和通过减压且随后通过加热来从溶解气体中释放吸收剂。由于被分离的气体还含有硫醇，还可有利地将被分离的气体提供至硫回收装置。
[0015]本发明的优选方面
[0016]下面参照标准吸收工艺以及选择吸收工艺描述本发明的优选方面，除非另有说明，其与各自的方面相关联。
[0017]本发明优选方面的特征在于经由填充床且/或经由规整填料实行所述粗合成气体与所述吸收剂之间的接触。在该方法中，取得气体与吸收剂之间的良好接触。关于填充床或填料的尺寸或充填物外观以及工艺参数可容易地适用于每个吸收阶段的预期吸收任务。
[0018]本发明的另一优选方面的特征在于使用甲醇作为吸收剂。对大多合成气体伴生气体来说，甲醇具有高和强烈的温度依赖性吸收能力。由于强烈的温度依赖性，可通过加热将其再次容易地从气体释放。
[0019]本发明的另一优选方面的特征在于以在20和40巴之间的压力下执行吸收。由此采用合成气体产生工艺的压力水平，以不必执行特别的压力增加或压力降低。另外，通过简单地降低压力，一部分被吸收气体，更具体地为CO2可被容易地再次从吸收剂分离。
[0020]本发明的另一优选方面的特征在于通过降低所述吸收剂中的压力且/或用氮气汽提来实行在所述再生装置中分离C02。通过用氮气汽提，可从吸收剂移除CO2的残余物，以在随后的从吸收剂分离含硫组分期间，使CO2残余物不与这些组分相混合且在硫回收装置中不破坏其处理工艺。
[0021]本发明的另一优选方面的特征在于:通过热再生，实行在用于分离硫醇的步骤中以及在用于分离H2S与COS的步骤中从被加载的所述吸收剂分离硫醇、H2S与COS。通过加热吸收剂可容易和有效地分离这些含硫组分。在很多情况下，在经济上适宜稍后向硫回收装置提供分离的硫醇、H2S与COS。
[0022]本发明的另一优选方面的特征在于:在芳烃分离步骤中加载的所述吸收剂被用水清洗以用于再生，然后通过用水精馏且然后通过减压和随后的加热被从气体释放。通过用水清洗，呈石脑油相形式的烃和其它伴生组分被从吸收剂分离，否则它们会被富集和过早地使吸收剂失效。
[0023]本发明的另一优选方面的特征在于:在用于分离芳烃的吸收步骤中使用的所述吸收剂的量小于用于分离甲硫醇的吸收步骤中使用的所述吸收剂的量。通过这种方法，仅分离了一小部分甲硫醇与芳烃以及高级烃，而在单独的步骤中分离主要量的甲硫醇。结果，主要量的加载有甲硫醇的吸收剂不需要经受水洗。
[0024]本发明的另一优选方面的特征在于通过煤的固定床压力气化来获得所述粗合成气体流。更具体地，通过固定床压力气化工艺汽化煤的过程中，所述杂质、即如甲硫醇这样的硫醇以及芳烃以较显著的浓度呈现，以使根据本发明的应用提供特别的优点。
[0025]本发明还包括用于执行根据本发明的工艺的装置，其特征在于:用于在气体流动方向上执行开始两个吸收步骤的装置包括两阶段预洗涤器或两个空间分开的预清洗阶段。在气体流动方向上，预洗涤器的第一阶段或第一预清洗阶段被设计为用于主要分离芳烃，且第二阶段被设计为用于主要分离硫醇，更具体地甲硫醇。
[0026]示例性的实施例
[0027]根据如下对示例性的实施例和附图的详细描述可得到本发明的进一步特征、优点和可能的应用。无论它们包含在权利要求中或它们的背景文献中，描述和/或图示的