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CN105026310A - 用于生产二氧化碳和氢的方法和装置 - Google Patents

用于生产二氧化碳和氢的方法和装置 Download PDF

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CN105026310A CN201480012575.3A CN201480012575A CN105026310A CN 105026310 A CN105026310 A CN 105026310A CN 201480012575 A CN201480012575 A CN 201480012575A CN 105026310 A CN105026310 A CN 105026310A
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S·格拉尔德
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Abstract

在用于从包含至少氢、至少一种含硫化合物和源自用包含至少50摩尔％的氧供料的克劳斯单元(C)的二氧化碳的气流生产二氧化碳和氢的方法中，气流(9、11)被压缩和干燥以生产压缩和干燥的气流(15)并且压缩和干燥的气流在低于环境温度的温度下的分离以生产相对于压缩和干燥的气流至少富集了二氧化碳的流体(17)和相对于压缩和干燥的气流至少富集了氢的流体(19)。

Description

用于生产二氧化碳和氢的方法和装置
本发明涉及用于二氧化碳和氢的生产的方法和装置。
处理烃流以除去含硫组分和二氧化碳是已知的。烃流可以例如是天然气或由炼油厂得到的气体。
生产油或天然气或者炼油的工业产生富CO2的酸气和含硫化合物(主要是H2S)，其在能够被释放到大气中之前必须处理。
一种处理这些酸气的普遍的方法是克劳斯方法，其中硫化氢(H2S)通过在炉中在空气中燃烧部分转化成二氧化硫(SO2)。
2H2S+3O2→2SO2+2H2O
在克劳斯炉的出口处，H2S和SO2的化学计量比例使得克劳斯反应成为可能；这些反应在几个催化反应器中发生：
总结起来，克劳斯方法通过燃烧和催化反应将硫化氢转化为元素硫。
一种对克劳斯方法的已知的改进是用富氧的气体(含有50摩尔％到99.8摩尔％的氧)替代空气，这使得可以获得CO2更浓缩的烟道气(不被空气中的氮稀释)和使得可以纯化这些烟道气。
存在于来自克劳斯单元的排出物流(尾气)中的痕量H2S可以由被称为TGT(尾气处理，Tail Gas Treatment)单元的单元处理，其中来自克劳斯单元的排出物流通过用溶剂吸收处理以降低其含硫组分如CO2和/或H2S的含量。
在TGT单元的出口处，贫H2S的排出物流主要包含CO2和在尾气纯化的阶段中产生的氢。典型的组成可以为50摩尔％至90摩尔％的CO2和5摩尔％至30摩尔％的氢。
来自常规克劳斯单元(具有在空气中的燃烧)的烟道气可以使用用于分离的单元用(MEA或MDEA类型的)胺处理。这些单元使得可以得到纯的CO2料流(一般>99％的CO2)。
用于用胺的溶液吸收的单元的缺点是操作成本高，这是因为对用于贫CO2的溶剂的再生的蒸汽的强烈需要和需要恒定的供应的溶剂的逐渐劣化。资本成本也很高。在经济方面之外，这些溶剂的排放和毒性的风险需要受到严格限制的操作过程。
替代性的方案是来自由膜分离单元用氧供料的克劳斯/TGT单元的排出物流的处理，在膜分离单元中，富CO2的料流在残留物中(膜的高压侧)生产，贫CO2的料流在渗透物中(膜的低压侧)生产，该渗透物被循环到克劳斯炉以稀释反应气体和控制炉中的温度。这是因为纯氧代替空气的使用需要气体压载物(ballast)的加入，这将吸收燃烧反应的能量并且限制炉内温度的升高。
该方案的缺点是：
-在渗透物中H2(25至35摩尔％)的存在：渗透物至燃烧炉的循环通过氢的燃烧产生额外的放热，其中压载物的角色是捕捉硫化氢氧化反应的部分能量，
-渗透物(含65至75摩尔％的CO2)的循环具有放大克劳斯单元和所有下游单元的效果，
-产生的CO2具有被限制到98％的纯度，
-不考虑渗透物的循环，回收产率为80％级；通过渗透物的循环，CO2回收可达到最高100％，导致克劳斯/TGT单元以及所有下游单元(压缩、干燥、膜)的放大，
-以价值经济的方式回收存在于烟道气中的H2是困难的(渗透物过分贫氢并且进一步地处于低压下)。
本发明提供了来自克劳斯单元的烟道气的纯化，其使用富集的氧操作，任选地此后跟随着TGT单元，其通过亚常温途径进行，以产生纯CO2的料流和富氢的料流；也描述了纯化该富氢的料流的方法。
如在以上所述的膜途径方案中那样，克劳斯单元入口处纯化的氧(而不是空气，就像常规克劳斯单元那样)的使用，使得可以在TGT单元出口处获得高度富集了CO2的料流并且使得通过亚常温途径纯化CO2变得非常有利。
在位于用包含至少95摩尔％的氧的氧化气体供料的克劳斯单元下游的TGT单元的出口处的烟道气具有85摩尔％的CO2、8摩尔％的氢、7摩尔％的水、100ppmv的H2S和40ppmv的COS的平均组成。
将这些在低压(～1.05巴绝对压力)下产生的烟道气压缩最高至约20巴绝对压力(优选15至60巴绝对压力)并且随后在循环吸收方法(TSA类型)中干燥。为了不损害CO2的回收产率，吸收器在与吸收阶段相同的压力下通过离开生产中的吸收器的干燥物流的一部分再生，并且将离开再生中的吸收器的再生料流冷却以冷凝水并且随后与水分离的气相被再引入压缩阶段中。在本发明的替代性形式中，吸收器可以通过来自在低于环境温度的温度下的分离的不可冷凝的产物的料流再生。通过吸收进行的干燥阶段可以被放置在压缩阶段的出口处或在该阶段中(作为压缩机级间阶段)。
将压缩和干燥的烟道气通过与部分产生和减压的CO2逆流交换冷却到尽可能靠近CO2的三相点(即-56.5℃)的温度，并且更特别地到-51℃级。将压缩和干燥的烟道气冷凝并且通过在低于环境温度的温度下蒸馏分离，和/或通过冷凝和送至相分离器以得到富CO2(>99.5摩尔％)的液相和富氢的气相(>60摩尔％)分离。在被压缩至用途(例如EOR、ER等)的最终压力之前，产生的CO2部分减压以产生方法所需要的冷。富集了氢的料流在非克劳斯和TGT单元的单元中经济地使用。
本发明涉及用于来自用于回收存在的CO2和氢的克劳斯和任选地TGT单元的烟道气的纯化的装置和方法。
根据本发明的主题，提供了一种方法，其用于从源自其中硫化氢(H2S)部分被转化为硫的克劳斯单元的至少包含氢、至少一种含硫组分和二氧化碳的气流生产二氧化碳和氢，所述克劳斯单元由包含至少50摩尔％的气体供料，其中：
a)将气流压缩并干燥以生产压缩和干燥的气流，和
b)将压缩和干燥的气流通过蒸馏和/或通过至少一个在低于环境温度的温度下的部分冷凝的阶段分离，以生产至少一种相对于压缩和干燥的气流富集了二氧化碳的流体和相对于压缩和干燥的气流富集了氢的流体。
根据其他任选的特征：
-富集了氢的流体是气体并且该气体或衍生自该气体的气体被通过吸收分离以生产包含至少60摩尔％的氢的富氢的流和贫氢的流，
-富氢的流包含至少90摩尔％的氢，
-贫氢的流包含二氧化碳并且使用在低于环境温度的温度下的分离处理以生产富二氧化碳的流，
-富集了氢的流体包含至少一种含硫组分并且通过吸收被分离以生产贫至少一种含硫组分的流，
-富集了氢的流体或衍生自该气体的气体通过蒸馏和/或通过至少一个在低于环境温度的温度下的部分冷凝的阶段分离，其任选地用另一非源自低于环境温度的温度下的分离的富氢的流供料，
-富集了氢的流通过渗透分离以生产富氢的气体和包含二氧化碳的气体，
-包含二氧化碳的气体包含至少40％的二氧化碳并且被返回低于环境温度的温度下的分离，
-源自克劳斯单元的气流在阶段a)前不通过用溶剂吸收的阶段或通过与氧燃烧处理，
-气流直接源自克劳斯单元，不经过处理以降低其含硫化合物含量，若非如此任选地通过干燥，
-待在分离单元中在低于环境温度的温度下的分离的气流包含H2S和/或COS，
-待在分离单元中分离的气流包含至少1％，事实上甚至2％的H2S。
-通过分离单元在低于环境温度的温度下生产的富二氧化碳的流体包含至少2％的H2S和任选地至少90％的CO2，
-在压缩的上游对气流进行处理以降低其二氧化碳含量气流，
-气流包含至少一种含氮化合物，
-在低于环境温度的温度下的分离的阶段与用于处理流体的包含在低于环境温度的温度下的阶段的方法热集成，所述处理方法旨在产生用于克劳斯单元的流体，
-富集了氢的流体包含至少50摩尔％的氢，事实上甚至至少70摩尔％的氢。
按照本发明的另一方面，提供了用于从源自用含有至少50摩尔％的氧的气体供料的克劳斯单元的包含至少氢、至少一种含硫组分和二氧化碳的气流生产二氧化碳和氢的装置，所述装置包括压缩机以压缩气流和干燥单元以干燥气流，从而产生压缩和干燥的气流，和用于在低于环境温度的温度下的分离的单元以通过蒸馏和/或通过至少一个在低于环境温度的温度下部分冷凝的阶段分离压缩和干燥的气流，以生产至少一个相对于压缩和干燥的气流富集了二氧化碳的流体和至少一个相对于压缩和干燥的气流富集了氢的流体。
根据其他任选的方面：
-富集了氢的流体是气体并且所述装置包括吸收单元以通过吸收分离分离该气体或衍生自该气体的气体以生产包含至少60摩尔％的氢的富氢的流和贫氢的流，
-所述装置包括用于在低于环境温度的温度下的分离的第二单元以处理包含二氧化碳的贫氢的流以生产富二氧化碳的流，
-富集了氢的流体包含至少一种含硫组分并且所述装置包括用于通过吸收分离的单元以通过吸收分离该流体，以生产贫至少一种含硫组分的流，
-所述装置包括用于在低于环境温度的温度下的分离的单元，其中富集了氢的流体或衍生自该气体的气体被通过蒸馏分离和/或通过至少一个在低于环境温度的温度下部分冷凝的阶段分离，其任选地用另一非源自低于环境温度的温度下的分离的富氢的流供料，
-所述装置包括渗透单元，其中富集了氢的流通过渗透分离以生产富氢的气体和含二氧化碳的气体，
-所述装置包括用于将包含至少40％的二氧化碳的包含二氧化碳的气体返回至在低于环境温度的温度下的分离的手段，
-所述装置在阶段a)前不包括用于通过用溶剂吸收的阶段或通过与氧燃烧来处理源自克劳斯单元的气流的手段。
-所述装置不包含用于处理气流以降低其含硫化合物的含量的手段。
以下将参考附图更详细地描述本发明。
本发明涉及用于回收和纯化存在于来自用氧供料的克劳斯单元的尾气处理单元(TGT单元)的贫H2S的排出物流中的CO2和氢的装置和方法。该排出物流典型地包含少于1％的H2S。
克劳斯单元入口处纯化的氧(而不是空气，就像常规克劳斯单元那样)的使用，使得可以在TGT单元出口处获得高度富集了CO2的料流并且使得通过亚常温途径纯化CO2变得非常有利。
本发明提供了纯CO2、例如包含多于99摩尔％的二氧化碳的料流的生产，其通过TGT单元的贫H2S的排出物流的在低于环境温度的温度下的分离、富集了氢的料流的生产和任选地在非克劳斯和TGT单元中富集了氢的料流的经济价值的加强进行。
用于在低压下分离的单元使得通过在低于环境温度的温度下(即低于-20℃)蒸馏分离包含氢和二氧化碳的气流成为可能。替代性地或者另外地，分离可以通过至少一个冷凝阶段、然后是形成的液体和气体相的分离进行。
本发明的第一替代性形式通过将其送至用于生产富氢的气体的压力摆动吸收(PSA)单元的进料以使得可以回收和纯化该氢提供了本发明的低于环境温度的温度下的分离的富集了氢的料流的经济价值的加强。
本发明的第二替代性形式提供了仍存在于通过本发明的在低于环境温度的温度下的分离产生的富集了氢的料流中的痕量含硫化合物的通过吸收方法的去除。
本发明的第三替代性形式通过将其送至其中将在渗透物中生产纯氢的料流并将在残留物中生产富集了CO2的料流的膜分离单元提供了本发明的低于环境温度的温度下的分离的富集了氢的料流的经济价值的加强。该高度富集了CO2的料流可以直接在价值上得到加强或者在低于环境温度的温度下的分离的上游(并且在干燥单元的下游)被循环以增加用于在低于环境温度的温度下的分离的单元的纯CO2的生产和/或降低用于在低于环境温度的温度下的分离的单元的操作压力，同时维持相同的CO2回收。
本发明的第四替代性形式给用于废气在低于环境温度的温度下的分离的第二单元提供了本发明的低于环境温度的温度下的分离的富集了氢的料流的经济价值的加强，所述废气来自用于生产富氢的气体以回收和纯化存在于来自本发明的低于环境温度的温度下的分离的富集了氢的料流中的氢和CO2的压力摆动吸收或PSA单元。
本发明的第五替代性形式直接用来自克劳斯单元的出口料流给用于低于环境温度的温度下的分离的单元供料，使得可以省去TGT单元。给本发明的在低于环境温度的温度下的分离供料的该料流将更富含硫化合物。它将例如包含1000ppm和/或2.5摩尔％的H2S和至多50pm的CO2。这将导致生产的CO2中含硫化合物含量的增加。但是，省去TGT单元将使得可以减少压缩成本(等价于TGT的压力下降)，专属于TGT单元的操作成本(实际上用于再生胺溶液的蒸气)和资本成本。用于干燥用于给用于在低于环境温度的温度下的分离的单元供料的气体的单元可以被放置在压缩阶段前面、中间或后面。
本发明的第六替代性形式提供了含氮化合物在来自克劳斯单元或来自克劳斯单元和此后的TGT单元的烟道气中的存在，其为本发明的在低于环境温度的温度下的分离供料。这些含氮化合物可以源自常规上在炼油厂克劳斯单元中处理的富氨的料流。
本发明的第七替代性形式提供了用于本发明的在低于环境温度的温度下的分离的单元和用于酸气(例如天然气、含硫化合物和CO2的混合物)在低于环境温度的温度下的分离的单元的热集成。
该方案的优点是：
-存在于烟道气中的CO2的回收产率为至少85％，取决于用于在低于环境温度的温度下的分离的单元的入口料流的CO2含量。
-生产的CO2的纯度为>99.5摩尔％，这对于EOR和EGR应用是特别有利的(即使得不可冷凝的产物的最小化，其使得压缩成本最小化，并且使得潜在地可以与用于输送和注射CO2的材料的反应的杂质最小化)。
-可以直接在其燃料价值的经济价值方面得到加强或者可以容易地在其他单元中纯化的富氢的料流的生产(参见本发明的替代性形式)。
-比分离能量(kWh/吨CO2)比膜分离的能量(基于CO2的80％的回收而不循环渗透物至炉)降低了10至15％。
-比资本成本(k€/吨CO2)比膜分离的(基于CO2的80％的回收而不循环渗透物至炉)降低了5至10％。
图1至6显示了本发明的方法和装置。
在图1中，空气分离装置ASU生产给克劳斯单元C供料的包含50至99.8摩尔％的氧的气体1。该克劳斯单元也用富H2S和CO2的气体3供料。可以将气体和3混合以形成气体5。克劳斯单元生产硫7和包含CO2、CO、H2S、H2O、H2、Ar的废气9(其主要被送至TGT单元以生产富集了二氧化碳的气体11和富集了H2S的气体)。
在TGT单元中处理后，来自克劳斯单元C的废气9或衍生自该废气的气体11在压缩机V中压缩以形成在至少6巴绝对压力、优选至少20巴绝对压力下的气体13。在压缩后或在压缩期间，将气体干燥。此后，将包含至少50摩尔％的CO2和至少5摩尔％的氢的干燥的气体15冷却到低于-50℃的温度并送至在CP单元中的在低于环境温度的温度下的分离的阶段。该分离可以包含至少一个蒸馏阶段。它也包含至少一个冷凝阶段，然后是在相分离器中的分离。该在低于环境温度的温度下的分离产生包含至少99.5摩尔％的CO2的富二氧化碳的气体17和包含至少50摩尔％的氢的富氢的气体19。随后将气体19送至使用或处理该气体19的单元U。
图2的方法包括图1的所有特征。在此情况下，单元U提供了来自本发明的在低于环境温度的温度下的分离的富集了氢的料流19的经济价值的加强。将该料流送至氢PSA的进料以使得可以纯化和回收该H2。H2PSA型的吸收单元可以用作为主要成分包含氢和二氧化碳的合成气SG的流供料。这使得可以生产纯氢33和废气35。例如，在31巴下的包含19摩尔％的CO2,、75％的氢和6％的甲烷的合成气SG可以与52巴下的包含14％的CO2、10％的氩和73％的氢以及2％的CO2的气体19混合。这使得可以生产包含大于99.6％的氢33和包含55％的CO2、26％的氢和17％的甲烷的废气35。
图3的方法包括图1的所有元素并另外提供了通过吸收进行的仍存在于来自在低于环境温度的温度下的分离的富集了氢的料流中的痕量含硫化合物的去除。将源自在低于环境温度的温度下的分离的富氢的气体19送至用于吸收痕量的含硫化合物的单元37并且随后送至PSA单元以生产富集了氢的气体33和废气35。例如，包含100ppm的H2S和50ppm的COS的气体19可以在单元37中通过在保护床上的吸收以降低这些杂质的含量至基本为0(低于ppm水平)来纯化。
该图可以与图2组合从而通过在用于氢的吸收的PSA的上游的含硫化合物的吸收处理富氢的气体。
在图4中，为其中将在渗余物中生产纯氢的料流21并将在残留物中生产富集了CO2的料流23的膜分离单元P提供了来自本发明的低于环境温度的温度下的分离的富集了氢的料流19的经济价值的加强。该高度富集了CO2的料流可以直接经济地作为气体25使用或作为在低于环境温度的温度下的分离的上游(并且在干燥单元的下游)的气体27循环以增加在CPU单元中的在低于环境温度的温度下的分离的纯CO2的生产和/或降低用于在低于环境温度的温度下的分离的单元的操作压力，同时维持相同的CO2回收。例如，气体19可以包含14％的CO2、10％的氩、2％的CO和73％的氢(其在52巴下)。单元P中的渗透生产了91％的氢、1％的氩和8％的CO2的的渗透物21，包含42％的CO2、45％的氩、2％的氢和9％的CO(其在51巴下)的非渗透物23。
图5提供了来自本发明的低于环境温度的温度下的分离、至用于在低于环境温度的温度下的分离的单元CPU2的富集了氢的料流的经济价值的强化。这一用于在低于环境温度的温度下的分离的第二单元也用来自氢PSA(CryocapTMH2方法)的废气35供料以回收和纯化存在于来自本发明的在低于环境温度的温度下的分离的富集了氢的料流19中的CO2和氢。这一用于在低于环境温度的温度下的分离的第二单元CPU2产生了纯的CO2和富氢的气体51。气体51与给氢PSA供料的合成气SG混合。氢PSA产生富氢的气体33和废气35。
来自克劳斯/TGT单元的CO2的回收因此接近100％。源自用于本发明的低于环境温度的温度下的分离的单元的富集了氢的料流19可以在被送至用于来自氢PSA的废气的在低于环境温度的温度下的分离的单元之前被提纯以除去含硫组分以生产气体19A。
替代性地，气体19或19A可以被送至接受作为其他进料气体的合成气SG的氢PSA的入口。在此情况下，气体19或19A不直接给第二单元CPU2供料。仅来自氢PSA的废气35给第二单元CPU2供料。
第二单元CPU2可以通过进料气体和/或来自低于环境温度的温度下的分离的产物的渗透进行分离。
气体19包含14％的CO2、73％的氢、10％的氩和2％的CO。气体33包含20％的CO2、67％的氢、11％的甲烷和2％的一氧化碳。废气35包含25％的氢、18％的甲烷、54％的二氧化碳、2％的CO和1％的氢。
图6提供了用于低于环境温度的温度下的分离的单元CPU的用来自克劳斯单元C的出口料流的直接供料，使得可以省去TGT单元。这个为在本发明的低于环境温度的温度下的分离供料的料流将更富含含硫化合物，其将带来的增加产物CO2的含硫化合物的含量的后果。但是，省去TGT单元将使得可以减少压缩成本(等价于TGT的压力下降)，专属于TGT单元的操作成本(实际上用于再生胺溶液的蒸气)和资本成本。用于干燥用于在低于环境温度的温度下的进料气体的单元S(在虚线中)可以被放置在压缩阶段或阶段V之前或之后。否则，其可以发生在两个压缩阶段之间。气体15因此构成已经被压缩和干燥但未用溶剂进行吸收处理以除去含硫组分的来自克劳斯方法的排出物流。类似地，其未通过和氧燃烧进行处理。进入用于在低于环境温度的温度下的分离的单元的气体15因此包含所有在克劳斯单元C出口处存在的含硫杂质，例如2.5％的H2S和50ppm的COS。气体15包含67％的二氧化碳、26％的氢、3.5％的氩和1％的CO。H2S和COS的存在在用于在低于环境温度的温度下的分离的单元中并不是一个麻烦。除了97％的CO2之外，产生的二氧化碳17将包含3％的H2S和80ppm的CO2，而气体19将包含仅0.4％的H2S并几乎不包含COS，以及73.6％的氢。CPU的使用因此使得不仅可以捕捉CO2，也可以捕捉含硫杂质。这些杂质的存在对于某些应用(例如EOR)而言并不是一个麻烦。
含氮化合物在为本发明的在低于环境温度的温度下的分离供料的来自克劳斯/TGT单元的烟道气中的存在是可以想象的。这些含氮化合物可以源自常规上在炼油厂克劳斯单元中处理的富氨的料流。
本发明的用于在低于环境温度的温度下的分离的单元与另一用于酸气(天然气、含硫化合物和CO2的非限定性的混合物)在低于环境温度的温度下的分离的单元的热集成是可以设想的。另一单元可以是用于通过在低于环境温度的温度下的蒸馏分离天然气、H2S和CO2的单元。温度水平接近用于蒸馏二氧化碳的方法的温度，这使得可以在两个方法之间热集成并且可以为节省天然气处理总工序的能量消耗做贡献。
在所有图1-5的所有所述情况下，省略TGT单元也是可以设想的。

Claims (15)

1.一种方法，用于从源自其中硫化氢(H2S)部分被转化为硫的克劳斯单元(C)的至少包含氢、至少一种含硫组分和二氧化碳的气流生产二氧化碳和氢，所述克劳斯单元由包含至少50摩尔％的气体(1)供料，其中：
a)将气流(9、11)压缩并干燥以生产压缩和干燥的气流(15)，和
b)将压缩和干燥的气流通过蒸馏和/或通过至少一个在低于环境温度的温度下的部分冷凝的阶段分离，以生产至少一种相对于压缩和干燥的气流富集了二氧化碳的流体(17)和相对于压缩和干燥的气流富集了氢的流体(19)。
2.权利要求1的方法，其中富集了氢的流体(17)是气体并且该气体或衍生自该气体的气体被通过吸收分离以生产包含至少60摩尔％的氢的富氢的流(33、43)和贫氢的流(35)。
3.权利要求2的方法，其中贫氢的流包含二氧化碳并且使用在低于环境温度的温度下的分离(CPU2)处理以生产富CO2的流。
4.权利要求1、2或3的方法，其中富集了氢的流体(19)包含至少一种含硫组分并且通过吸收被分离以生产贫至少一种含硫组分的流(19A)。
5.权利要求1-4中任一项的方法，其中富集了氢(19)的流体或衍生自该气体的气体(19A、35)通过蒸馏和/或通过至少一个在低于环境温度的温度下的部分冷凝的阶段分离，其任选由另一个非源自在低于环境温度的温度下的分离的富氢的流(SG)供料。
6.权利要求1-5中任一项的方法，其中富集了氢的流体(19)通过渗透分离以生产富氢的气体(21)和含二氧化碳的气体(23)，并且任选地包含二氧化碳的气体(27)包含至少40％的二氧化碳并且被返回至在低于环境温度的温度下的分离中。
7.以上权利要求中任一项的方法，其中源自克劳斯单元(C)的气流(9)在阶段a)之前不通过用溶剂吸收的阶段或通过用氧燃烧的处理。
8.权利要求7的方法，其中气流直接源自克劳斯单元(C)而不已经被处理以降低其含硫化合物含量。
9.权利要求1-8中任一项的方法，其中在低于环境温度的温度下的分离的阶段(CPU)与包含用于在低于环境温度的温度下的流体处理的阶段热集成，所述处理方法旨在产生用于克劳斯单元(C)的流体。
10.一种装置，用于从源自用含有至少50摩尔％的氧的气体供料的克劳斯单元(C)的包含至少氢、至少一种含硫组分和二氧化碳的气流(1)生产二氧化碳和氢，所述装置包括压缩机(V)以压缩气流和干燥单元(S)以干燥气流，从而产生压缩和干燥的气流，和用于在低于环境温度的温度下的分离的单元(CPU)以通过蒸馏和/或通过至少一个在低于环境温度的温度下部分冷凝的阶段分离压缩和干燥的气流，以生产至少一个相对于压缩和干燥的气流富集了二氧化碳的流体和至少一个相对于压缩和干燥的气流富集了氢的流体。
11.权利要求10的装置，其中富集了氢的流体是气体并且所述装置包括吸收单元以通过吸收分离分离该气体或衍生自该气体的气体以生产包含至少60摩尔％的氢的富氢的流和贫氢的流。
12.权利要求11的装置，其中包括用于在低于环境温度的温度下的分离的第二单元以处理包含二氧化碳的贫氢的流以生产富二氧化碳的流。
13.权利要求10-12中任一项的装置，其中富集了氢的流体包含至少一种含硫组分并且所述装置包括用于通过吸收分离的单元以通过吸收分离该流体，从而生产贫至少一种含硫组分的流。
14.权利要求10-13中任一项的装置，包括用于在低于环境温度的温度下的分离的单元，其中富集了氢的流体或衍生自该气体的气体被通过蒸馏分离和/或通过至少一个在低于环境温度的温度下部分冷凝的阶段分离，其任选地用另一非源自低于环境温度的温度下的分离的富氢的流供料。
15.权利要求10-14中任一项的装置，包括用于将包含至少40％的二氧化碳的包含二氧化碳的气体返回至在低于环境温度的温度下的分离的设备。
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