Способ очистки водородсодержащего газа от двуокиси углерода Советский патент 1992 года по МПК B01D53/14 

Изобретение 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 водородсодержащего газа от двуокиси углерода, включающий ее абсорбцию водным раствором моноэтаноламина под повышенным давлением с последующей регенерацией насыщенного абсорбента под более низким

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

VI

со со о а ю

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 - 40% и затраты тепла на регенерацию насыщенного раствора на 5- 10%.

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, атепло 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 СОа.

В 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 сниже

нии степени карбонизации раствора, и как следствие, снижении при этом общего расхода тепла.

Проведение регенерации в предлагаемых условиях позволяет увеличить выход товарной двуокиси углерода за счет сокращения ее потерь с отдуваемым водородом (с 4900 до 1200 - 3400 м3/ч), кроме того удается избежать необходимости отвода двуоки0 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 реге5 нератора,

П р и м е р 1. В процессе очистки 123000 м3/ч водородсодержащего газа от СОа получают 1000 м /ч насыщенного С02 водного раствора МЭА, который имеет t 65°С и содер;

0 жит 36500 м3 двуокиси углерода и 730 MJ горючих газов (водорода). Давление: абсорбции - 28 атм, регенерации - 1,7 атм; температура низа регенерации - 120°С.

Насыщенный раствор нагревают до

5 t 104°C, 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 образо0 ванием парогазовой смеси, содержащей 1500 м3/ч СОа, 4700 м3/ч НгО и 300 м3/ч Нг. Эту парогазовую смесь подают в I ступень регенерации, в которой из раствора десор- бируется 429 м3/ч Н2 и 1900 м3/ч С02, Гряз5 ная фракция СОа, содержащая 3400 м3/ч С02, 729 м3/ч На и 3700 м3/ч , выбрасывается, а раствор 993 м /ч, содержащий 32800 м3 С02 и 1 м3 Н2, поступает на Н ступень регенерации. На второй ступени за

0 счет подачи 80 т пара в кипятильник из раствора выделяется 21800 м3/ч СОа и 1 м3/ч Н2. Эта фракция С02 содержит 0,0045% Н2 и может быть использована, например, в производстве мочевины, 977 м /ч ре5 генерированного раствора, содержащего 11000 м С02 возвращаются на орошение абсорбера.

В таблице представлены условия и результаты проведения очистки водородсо0 держащего газа по методике примера 1.

Как следует из данных таблицы, реализация способа вне предлагаемых интервалов параметров не приводит к получению положительного результата. Степень реге5 нерации при этом снижается, увеличивается содержание водорода.

Предлагаемый способ позволяет снизить потери двуокиси углерода на 20-40% и затраты тепла на регенерацию насыщенного раствора МЭА на 5 - 10%.

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

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 парогазовой смесью, а на второй - путем отдувки вторичным паром, полученным в кипятильнике регенератора,

2. Способ по п. 1,отличающийся тем, что абсорбцию ведут под давлением

20-30 атм, а регенерацию - под давлением 1,5-2,5 атм.

., С02,Н20

О ftm VHB MrЈife

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 регерато- ра. 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