Spôsob separácie kyslého plynu

Číslo patentu: E 15315

Dátum: 18.12.2008

Autor: Warnar Jan Piet

Je ešte 10 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Tento vynález sa týka spôsobu separácie kyslého plynu. Ďalej je jeho predmetom aparatúra a rozpúšťadlo použité pri vykonávaní tohto spôsobu.0002 Kyslý plyn, plynná zmes sulfánu (HZS) a oxidu uhličitého(C 02), sa vyskytuje V spracovateľskom priemysle, najmä V petrochemickom priemysle a pri využití zemného plynu, ako nežiaduca zložka počas procesov spracovania, pretože kyslý plyn a najmä sulfán uvedené procesy narušuje alebo pri jeho spaľovaní spôsobuje vznik plynných splodín poškodzujúcich životné prostredie. V uvedenom spaľovacom procese vznikajú zo sulfánu oxidy síry a kyselina sírová, čo sú zlúčeniny, ktoré spôsobujú značné korózne problémy, ak je teplota pod rosným bodom tejto kyseliny. Vypúšťanie plynných zlúčenín síry v akejkoľvek chemickej forme značne zaťažuje životné prostredie.0003 Z uvedených dôvodov je kyslý plyn obvykle z hlavného prúdu, napríklad zo zemného plynu, oddeľovaný, a po tejto separácií môže byť tento hlavný prúd ďalej spracovávaný. Známy spôsob separácie kyslého plynu z hlavného prúdu používa médium chemickej absorpcie, alebo vyjadrené inak, rozpúšťadlo, zvlášť rozpúšťadlo obsahujúce zlúčeniny s aminoskupinami. Príklad takého spôsobu, V ktorom je používané rozpúšťadlo tohto typu, je uvedený V US 4654202.0004 Známym spôsobom spracovania kyslého plynu na síru ako konečného produktu je Clausov proces. Tento proces je založený na čiastočnej oxidácii sulfánu kyslíkom a/alebo vzduchom V kombinácii s nasledujúcou katalyzovanou rovnovážnou reakciou, vedúcou ku konečným produktom, ktorými sú síra a voda. Počas tejto reakcie sa uvoľňuje veľké množstvo tepla, ktoré je tiež nutné na dosiahnutie uspokojivo vysokej rýchlosti reakcie. Významnou nevýhodou týchto procesov spracovanie kyslého plynu je to, že účinnosť tohto procesu je do značnej miery závislá na pomere Hgs/C 02v plynnej zmesi. Pri nízkych pomeroch Hgs/CO t.j. pri veľkommnožstve C 02 V porovnaní s Hgs, zabraňuje relatívne veľká inertná hmota oxidu uhličitého dosiahnuť vysokú teplotu počas reakcie. Tvorba síry uvedenou rovnovážnou reakciou je znižovaná skutočnosťou, že množstvo HZS je nízke, čo má za následok ďalšie zníženie účinnosti procesu.0005 Z doterajšieho stavu techniky sú známe obohacovacie procesy zvyšujúce pomer HZS/C 02 na zníženie uvedených nevýhod. Tieto obohacovacie procesy sú obvykle vykonávané V subjednotke zariadenia, V ktorom je produkovaný kyslý plyn, a tým znamenajú značnú záťaž V tom zmysle, že toto zariadenie sa ako celok stáva zložitejším. Týmito obohacovacimi procesmi nie je možné dosiahnuť úplnú separáciu oxidu uhličitého a sulfánu. Úplná separácia je však na produkciu sulfánu a/alebo oxidu uhličitého vo forme vhodnej na použitie ako priemyslový prekurzor nutná.0006 Predmetom tohto vynálezu je poskytnutie účinného, jednoduchého a nenákladného spôsobu separácie kyslého plynu, V ktorom sú čiastočne alebo úplne riešené uvedené problémy.0007 Na dosiahnutie uvedeného cieľa je poskytnutá metóda separácie plynnej zmesi zahrňujúca ako hlavné zložky H 2 S a C 02, V ktorej je plynná zmes uvedená V prvom zariadení do styku s rozpúšťadlom obsahujúcim slabú Lewisovu kyselinu, pričom HZS je absorbovaný V rozpúšťadle a zvyšný C 02 je odvádzaný, pričom aspoň čiastočne nasýtené rozpúšťadlo je následne regenerované V aspoň jednom druhom zariadení, V ktorom je uvoľnený H 2 S odvádzaný, a pričom teplo, ktoré je uvoľňované V prvom zariadení počas absorpčného procesu, je prevádzané do druhého zariadenia pomocou média.0008 Pretože je Výhodné udržovať teplotu V druhonl zariadení medzi 140 a 150 stupňami Celzia, je teplo, ktoré je počas absorpčného procesu uvoľňované V prvom zariadení, prevádzané pomocou média do druhého zariadenia. Na rozdiel od absorpcie V prvom zariadení je výhodné použiť pri regeneračnom procese vyššiu tep lotu, pretože to zlepšuje rýchlosť regeneračného procesu.0009 Okrem toho je treba poznamenať, že prevádzať teplo z prvého do druhého zariadenia nie je samozrejme, pretože V dôsledku dvoch rôznych procesov vykonávaných v týchto zariadeniach je teplota v druhom zariadení vyššia, než teplota v prvom zariadení. V doterajšom stave techniky nebol taký prevod tepla použitý alebo navrhnutý.0010 Týmto spôsobom je poskytovaná účinná metóda separácie kyslého plynu bez nutnosti použitia Clausových jednotiek. V tomto procese je výhodné, že pomer HQS/C 02 v plynnej zmesi neovplyvňuje, alebo ovplyvňuje iba malou mierou, účinnosť tohto procesu,pretože po absorpcii HZS v rozpúšťadle je získaný čistý prúd plynného C 02 a tento prúd plynu nemusí byť ďalej spracovávaný. 0011 Výhodne je sila slabej Lewisovej kyseliny taká, že vo vzťahu k rozpúšťadlu nedochádza k Friedel-Kraftovým reakciám. Je výhodné, ak má Lewisova kyselina silnú afinitu k H 2 S a žiadnu alebo slabú afinitu k C 02.0012 Vo výhodnom uskutočnení spôsobu podľa tohto vynálezu je slabou Lewisovou kyselinou tetrachlorohlinitan meďný (CuAlC 14) a ešte výhodnejšie je rozpúšťadlom monochlorbifenyl (MCB). Hoci kombinácia týchto dvoch zlúčenín je ako taká známa z holandského patentu č. 1002560, v ktorom je táto kombinácia použitá na separáciu plynov vo vstupnom prúde, je tento vynález založený na zistení, že použitie tejto kombinácie uvedených zlúčenín je priseparácií kyslého plynu mimoriadne účinná. Bolo zistené, že pou nečných produktov, že môžu byť okamžite použité ako priemyslový prekurzor.0013 Rozpúšťadlo je uvádzané do styku s kyslým plynom výhodne protiprúdovým spôsobom, čo spôsobuje zlepšenie absorpcie Hgs rozpúšťadlom. Ďalej je výhodné v prvom zariadení udržovať tlak medzi 6 a 10 bar pri teplote približne 50 až 70 stupňov Celzia. Pretože sa počas absorpčného procesu uvoľňuje veľké množstvo tepla, čo spôsobuje spomaľovanie absorpčného procesu, je ďalejvýhodné prvé zariadenie ochladzovať. Je výhodné použitie reakto ra so zmáčanými stenami ako výmenníka tepla, kde povrch na výmerni tepla zároveň slúži ako povrch prevodu hmoty V absorpčnom procese.0014 Tiež regeneračný proces rozpúšťadla V druhom zariadení je výhodne vykonávaný V reaktore so zmáčanými stenami, kde pri stekaní rozpúšťadla po zmáčanej stene je vypudzovaný HZS a následne je z tohto zariadenia odvádzaný. Tlak V druhom zariadení nemusí byť výrazne znižovaný, ako je napríklad opisané V holandskom patente 1002560.0015 Konštrukcia reaktora so zmáčanými stenami bude ďalej objasnená V príkladoch, na obrázkoch a pod. Reaktor V zásade pozostáva z vnútorného priestoru, v ktorom prebieha buď absorpčný alebo regeneračný proces, V ktorom majú priestory tubulárny tvar, a. z vonkajšieho priestoru, obklopujúceho tieto tubulárne priestory, ktorý slúži na výmenu tepla.0016 Bolo zistené, že na prevod tepla z prvého do druhého zariadenia je zvlášť výhodné použiť médium, ktorým je kondenzovateľná plynná organická látka. Termín kondenzovateľný znamenáže médium môže byť pri vykonávaní spôsobu podľa tohto vynálezu V závislosti na okolnostiach jeho použitia v plynnej alebo v kvapalnej forme. Všeobecne médium uvoľňuje teplo počas kondenzáciea absorbuje teplo počas odparovania.vané. Na tento cieľ je napríklad v linke prevádzajúcej teplo z prvého do druhého zariadenia umiestnený kompresor. Kompresor médium zahusťuje a zároveň zvyšuje jeho teplotu. V dôsledku toho sa množstvo tepla absorbovaného v prvom zariadení pred jeho použitím V druhom zariadení zvyšuje. Tento kompresný krok zlepšuje prevod tepla z prvého do druhého zariadenia.0018 Médium je výhodne recyklované z druhého zariadenia späť do prvého zariadenia na chladenie prvého zariadenia, pričom toto médium je počas recyklácie chladené. Týmto spôsobom je poskytnu tý uzavretý chladiaci okruh, v ktorom teplo uvoľňované počas ab

MPK / Značky

MPK: B01D 53/52, B01D 53/96

Značky: kyslého, plynů, spôsob, separácie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/18-e15315-sposob-separacie-kysleho-plynu.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob separácie kyslého plynu</a>

Podobne patenty