PL162958B1

PL162958B1 - weglonosnego PL

Info

Publication number: PL162958B1
Application number: PL28272489A
Authority: PL
Inventors: Manfred Gross; Ulrich Meisl
Original assignee: Krupp Koppers Gmbh
Priority date: 1988-12-14
Filing date: 1989-12-12
Publication date: 1994-01-31
Also published as: ZA898263B; CN1023713C; DE3842005C2; CN1043334A; US4973340A; ES2018953A6; DD290817A5; DE3842005A1

Abstract

1. Sposób usuw ania siarkow odoru z surowego gazu po czesciowym utlenieniu m aterialu weglonosnego, w którym to sposo- bie gaz w tem peraturze od 10 do 60°C zadaje sie roztworem absorpcyjnym , po czym obcia- zony roztw ór absorpcyjny poddaje sie regene- racji na drodze ogrzewania, znamienny tym, ze wstepnie oczyszczony i wstepnie schlodzony do tem peratury od 110 do 150°C gaz surowy przed wlotem do kolumny absorpcyjnej stop- niowo chlodzi sie droga posredniej wymiany cieplnej za pom oca obciazonego roztworu absorpcyjnego, przy czym gaz ten najpierw prowadzi sie przez reboiler kolum ny desorp- cyjnej i zaraz po tym przez wymiennik cieplny przeznaczony do wstepnego ogrzewania obcia- zonego roztw oru absorpcyjnego. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób usuwania siarkowodoru z surowego gazu po częściowym utlenieniu lub zgazowaniu materiału węglonośnego, w którym to sposobie gaz w temperaturze od 10 do 60°C zadaje się odpowiednim do tego roztworem absorpcyjnym i zaraz po tym obciążony roztwór absorpcyjny poddaje się regeneracji na drodze ogrzewania.

Znane jest usuwanie siarkowodoru z tak zwanego surowego gazu po częściowym utlenieniu lub z innych gazów drogą obróbki tego gazu odpowiednim do tego roztworem absorpcyjnym. Przy tym gaz o temperaturze od 10 do 60°C wprowadza się u dołu do absorpcyjnej kolumny wyposażonej w odpowiednie przegrody, głowicę zaś tej kolumny zasila się roztworem absorpcyjnym tak, że roztwór ten w przeciwprądzie do gazu płynie przez kolumnę absorpcyjną z góry na dół. Stosowane roztwory absorpcyjne mogą przy tym zawierać jako substancje czynne rozmaite związki. Szczególnie odpowiednimi dla wspomnianego celu okazały się przy tym np. różne aminy, glikole, a także N-metylopiroIidon i węglan propylenowy. Siarkowodór z gazu fizycznie rozpuszcza lub chemicznie wiąże się w stosowanym roztworze absorpcyjnym podczas procesu przemywania w kolumnie absorpcyjnej. Obciążony roztwór absorpcyjny doprowadza się następnie do kolumny desorpcyjnej, w której siarkowodór drogą ogrzewania odpędza się z roztworu pod ciśnieniem normalnym lub pod ciśnieniem zmniejszonym. Zaraz po tym można zregenerowany roztwór odprowadzać do jego ponownego stosowania.

O ile ten sposób postępowania stosowano do obróbki surowego gazu z częściowego utlenienia, to dotychczas było w zwyczaju takie chłodzenie i oczyszczanie tego gazu surowego w szeregu etapów postępowania, żeby następnie ten gaz o temperaturze od 10 do 60°C można było wprowadzić do kolumny absorpcyjnej. I tak np. w czasopiśmie „Gwf-gas/erdgas“, 121 (1980) zeszyt 12, strona 545, rysunek 3, przedstawia się schemat procesu technologicznego dla tego rodzaju gazu, w którym to procesie surowy gaz z częściowego utlenienia najpierw chłodzi się w kotle-utylizatorze zgazowywacza, a następnie prowadzi się przez tak zwaną płuczkę zimną, płuczkę mechaniczną i elektrofiltr. Zaraz po tym następuje wprowadzenie ochłodzonego i wstępnie oczyszczonego gazu do kolumny absorpcyjnej. W takiej drodze postępowania jest jednak konieczne, żeby ogrzewanie

162 958 3 kolumny desorpcyjnej, w której prowadzi się regenerację obciążonego roztworu absorpcyjnego, następowało za pomocą pary obcej. Jasnym przeto jest, że stanowi to dla tego sposobu dodatkowy czynnik kosztowy, któremu należałoby w miarę możliwości zapobiec.

Celem wynalazku jest zatem opracowanie takiego sposobu, żeby ilość ciepła, która musi zostać odprowadzona z gazu surowego między zgazowywaczem a kolumną absorpcyjną, została lepiej wykorzystana.

Osiąga się ten cel za pomocą wyżej omówionego sposobu, polegającego według wynalazku na tym, że wstępnie oczyszczony i do temperatury od 110 do 150°C wstępnie schłodzony gaz surowy przed wlotem do kolumny absorpcyjnej stopniowo chłodzi się drogą pośredniej wymiany cieplnej za pomocą obciążonego roztworu absorpcyjnego, przy czym gaz ten najpierw prowadzi się przez reboiler kolumny desorpcyjnej i zaraz po tym przez wymiennik cieplny przeznaczony do wstępnego ogrzewania obciążonego roztworu absorpcyjnego.

Znaczy to, że w przypadku sposobu według wynalazku schładzanie gazu surowego przed absorpcją siarkowodoru sprzęga się z regeneracją obciążonego środka absorpcyjnego tak, żeby dla ogrzewania kolumny desorpcyjnej para obca była jeszcze potrzebna tylko w przypadku rozruchu instalacji lub w przypadku odchyleń od standardowych warunków gazu surowego.

W sposobie według wynalazku gaz po przejściu wymiennika cieplnego, przeznaczonego do wstępnego ogrzewania obciążonego roztworu płuczącego, korzystnie prowadzi się jeszcze dodatkowo przez chłodnicę, zasilaną wodą chłodzącą. W sposobie tym kolumnę desorpcyjną korzystnie eksploatuje się wobec podciśnienia od 300 do 800 hPa.

Surowy gaz chłodzi się w reboilerze kolumny desorpcyjnej korzystnie do temperatury 100°C.

W przypadku rozruchu urządzenia lub w przypadku odchyleń od standardowych warunków gazu surowego prowadzi się ogrzewanie kolumny desorpcyjnej przez dodatkowy reboiler zasilany parą obcą.

Dalsze szczegóły sposobu według wynalazku wynikają też ze schematu procesu technologicznego, przedstawionego jako fig. na rysunku.

W przypadku realizacji sposobu według wynalazku surowy gaz z utlenienia częściowego, wstępnie schłodzony do temperatury od 110 do 150°C i wstępnie oczyszczony w poprzedzających etapach chłodzenia i oczyszczania, wprowadza się przewodem 1 do reboilera 4 kolumny desorpcyjnej 3. Tu gaz ten w pośredniej wymianie cieplnej oddaje część swej zawartości ciepła krążącemu tamże, obciążonemu roztworowi absorpcyjnemu. Następnie ten gaz o temperaturze około 100°C udaje się przewodem 5 do wymiennika cieplnego 6, w którym gaz ten na drodze pośredniej wymiany ciepła z obciążonym roztworem absorpcyjnym, płynącym z kolumny absorpcyjnej 2, doznaje dalszego schłodzenia. Z wymiennika cieplnego 6 gaz ten przewodem 7 prowadzi się do chłodnicy 8, którą zasila się wodą chłodzącą i w której gaz ten na drodze pośredniej wymiany cieplnej chłodzi się do temperatury od 10 do 60°C. Gaz o tej temperaturze wprowadza się przewodem 9 do dolnej części kolumny absorpcyjnej 2. Umiejscowienie chłodnicy 8 między wymiennikiem cieplnym 6 a kolumną absorpcyjną 2 jest wprawdzie nie w każdym przypadku konieczne. Chłodnica ta może być zbędna, jeżeli gaz już przy wylocie z wymiennika cieplnego 6 wykazuje temperaturę mieszczącą się w przedziale od 10 do 60°C i dlatego może być on bez dalszego chłodzenia wprowadzany do kolumny absorpcyjnej 2. W kolumnie tej gaz zadaje się wprowadzanym u góry przez przewód 10 roztworem absorpcyjnym, dzięki któremu usuwa się siarkowodór z gazu. Do tej obróbki można stosować szczegółowo omówione wyżej, do stanu techniki należące roztwory absorpcyjne. Gaz pozbawiony siarkowodoru uchodzi głowicą z kolumny absorpcyjnej 2 i może przewodem 11 zostać odprowadzony do swej dalszej przeróbki. Zarówno kolumna absorpcyjna 2 jak i kolumna desorpcyjną 3 są wyposażone w odpowiednie do tego przegrody.

Obciążony roztwór absorpcyjny przewodem 12 odprowadza się z fazy błotnej kolumny absorpcyjnej 2 do wymiennika cieplnego 6, w którym roztwór ten zostaje wstępnie ogrzany do temperatury od 50 do 80°C. Roztwór o tej temperaturze wprowadza się przewodem 13 do górnej części kolumny desorpcyjnej 3. Wchłonięty siarkowodór odpędza się tutaj z roztworu absorpcyjnego dzięki ogrzewaniu. Odpędzanie siarkowodoru można przy tym polepszyć, jeśli kolumnę desorpcyjną 3 eksploatuje się wobec podciśnienia od 300 do 800 hPa. Odpędzony z roztworu absorpcyjnego, obfitujący w siarkowodór gaz kwaśny odbiera się głowicą z kolumny desorpcyjnej 3 i prowadzi przewodem 14 do chłodnicy 15, w której z tego gazu kwaśnego oddziela się składniki ulegające skraplaniu. Następnie gaz ten przewodem 16 doprowadza się do urządzenia odzyskiwa4

162 958 ma siarki, nie przedstawionego na schemacie procesu technologicznego. Skropliny, otrzymane w chłodnicy 15, odbiera się przewodem 17 i doprowadza do głowicy kolumny desorpcyjnej 3.

Ogrzewany surowym gazem z częściowego utlenienia reboiler 4 służy, jak już wyżej wspomniano, do niezbędnego ogrzewania obciążonego roztworu absorpcyjnego w kolumnie desorpcyjnej 3. Dodatkowo jest kolumna ta jeszcze wyposażona w reboiler 18, który ogrzewa się za pomocą pary obcej i który eksploatuje się jedynie w przypadku rozruchu instalacji lub w przypadku odchyleń od standardowych warunków gazu surowego. Przewody 19 i 20 są przeznaczone do obiegu cieczy między fazą błotną kolumny desorpcyjnej 3 a reboilerami 4 i 18, niezbędnego dla ogrzania roztworu absorpcyjnego.

Zregenerowany, pozbawiony siarkowodoru roztwór absorpcyjny przesyła się dzięki pompie 22, która ulokowana jest w przewodzie 21, z kolumny desorpcyjnej 3 do chłodnicy 23. W chłodnicy tej roztwór dzięki chłodzeniu wodą schładza się do temperatury około 30°C i po tym przewodem 10 ponownie wprowadza się na kolumnę absorpcyjną 2.

Otrzymane skropliny z gazu odbiera się przewodem 24 z reboilera 4. W tym przewodzie mają ujścia również przewody 25 i 26, którymi odprowadza się skropliny z gazu, pochodzące z wymiennika cieplnego 6 i z chłodnicy 8.

Sposób według wynalazku ilustruje niżej podany przykład wykonania. Do poprzednio omówionego urządzenia, przewodem 1 wprowadzono 100 000 m³/h wstępnie oczyszczonego gazu surowego z częściowego utlenienia, pochodzącego z działającego tzw. metodą-Prenfla urządzenia do ciśnieniowego zgazowywama węgla. Gaz posiadał temperaturę 130°C i ciśnienie 2,4 MPa. Usuwanie siarkowodoru z tego gazu w kolumnie absorpcyjnej 3 następowało poprzez przemywanie gazu roztworem absorpcyjnym, zawierającym metylodwuetanoloaminę. Dzięki temu, że reboiler 18 wykorzystano jedynie podczas rozruchu urządzenia, natomiast pozostałe ogrzewanie kolumny desorpcyjnej 3 następowało wyłącznie dzięki reboilerowi 4 zasilanemu surowym gazem z częściowego utlenienia otrzymano w porównaniu z dotychczas rozpowszechnionym sposobem roboczym przy niemal równych kosztach inwestycyjnych oszczędność energetyczną rzędu 1,6 MW.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz Cena 10 ⁰⁰⁰ z^ł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób usuwania siarkowodoru z surowego gazu po częściowym utlenieniu materiału węglonośnego, w którym to sposobie gaz w temperaturze od 10 do 60°C zadaje się roztworem absorpcyjnym, po czym obciążony roztwór absorpcyjny poddaje się regeneracji na drodze ogrzewania, znamienny tym, że wstępnie oczyszczony i wstępnie schłodzony do temperatury od 110 do 150°C gaz surowy przed wlotem do kolumny absorpcyjnej stopniowo chłodzi się drogą pośredniej wymiany cieplnej za pomocą obciążonego roztworu absorpcyjnego, przy czym gaz ten najpierw prowadzi się przez reboiler kolumny desorpcyjnej i zaraz po tym przez wymiennik cieplny przeznaczony do wstępnego ogrzewania obciążonego roztworu absorpcyjnego.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że gaz po przejściu wymiennika cieplnego, przeznaczonego do wstępnego ogrzewania obciążonego roztworu płuczącego, prowadzi się jeszcze dodatkowo przez chłodnicę, zasilaną wodą chłodzącą.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że w kolumnie desorpcyjnej utrzymuje się podciśnienie od 300 do 800 hPa.
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3, znamienny tym, że surowy gaz chłodzi się w reboilerze kolumny desorpcyjnej do temperatury 100°C.
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2 albo 3 albo 4, znamienny tym, że w przypadku rozruchu urządzenia lub w przypadku odchyleń od standardowych warunków gazu surowego ogrzewanie kolumny desorpcyjnej prowadzi się przez dodatkowy reboiler zasilany parą obcą.