TW202600228A - 藉由預熱淨化粗合成氣的節能方法 - Google Patents

Abstract

本發明關於一種用於利用吸收劑淨化粗合成氣的方法，該粗合成氣至少含有一氧化碳、氫氣、硫化氫及二氧化碳。該方法之特徵在於滿載吸收劑在脫附之前於兩個步驟中進行預熱。

Description

藉由預熱淨化粗合成氣的節能方法

本發明提供一種用於利用吸收劑淨化粗合成氣的方法，該粗合成氣至少含有一氧化碳、氫氣、硫化氫及二氧化碳。該方法之特徵在於滿載吸收劑在脫附之前於兩個步驟中進行預熱。

對粗合成氣之淨化為文獻中已知之方法，稱為薩菲諾去硫產氫方法（Sulfinol process）。薩菲諾去硫產氫方法為用於從天然氣、管網燃氣（grid gas）及合成氣移除酸成分（二氧化碳、硫化氫及/或氧硫化碳）之方法。此方法涉及在吸收塔中利用由環丁碸及二異丙醇胺構成之吸收劑在壓力下從原始氣體中去除酸成分。在下游方法步驟中，從滿載吸收劑驅除酸氣成分。

當在脫附塔中驅出氣體成分時，例如藉助於再沸器引入該目的所需之能量。再沸器之特定設計規範一般不允許擴增設備容量。替代地，將需要將現有塔替換為新的更大的塔或需要添加第二脫附塔，以便能夠處理更大量之滿載吸收劑。此缺點為構造新的脫附塔之高資金成本。

因此，本發明之目標為提供一種用於合成氣之淨化方法，藉由此方法有可能在無重大支出的情況下達成容量的增加。

潛在目標為藉由如技術方案第1項之用於淨化粗合成氣之根據本發明之方法來達成。在附屬申請專利範圍中指定該方法的較佳具體實例。

根據本發明之方法為一種用於淨化粗合成氣的方法，該粗合成氣至少含有大於10體積%之一氧化碳、氫氣及硫化氫，以及小於10體積%之二氧化碳，其中體積百分比在各情況下是以粗合成氣之總體積計，且其中該方法至少包含以下步驟：a）       在至少一個吸收塔中使粗合成氣與至少包含水、二異丙胺（DIPA）及環丁碸之吸收劑接觸，使得至少一部分硫化氫及/或至少一部分二氧化碳轉移至吸收劑，從而得到滿載吸收劑BA，且產生經淨化之合成氣流；b）      將滿載吸收劑BA進料至至少一個脫附塔，其中滿載吸收劑BA在進入脫附塔之前經預熱；c）       在脫附塔中藉助於進料有流之再沸器SV加熱滿載吸收劑，該流在脫附塔之底端處抽取，且在穿過再沸器SV後傳導回脫附塔，使得從滿載吸收劑排除至少一部分硫化氫及/或至少一部分二氧化碳，從而得到未滿載吸收劑EA；d）      使未滿載吸收劑EA返回至步驟a）中之至少一個吸收塔，其中在步驟b）中藉由在熱交換器WT1中將能量從未滿載吸收劑EA轉移至滿載吸收劑BA且藉由在熱交換器WT2中加熱滿載吸收劑BA來對滿載吸收劑BA進行預熱。

根據本發明之方法之特徵在於在兩個熱交換器WT1及WT2中對滿載吸收劑進行預熱。WT1中之預熱是在熱整合下進行且使用來自未滿載吸收劑之能量。兩個預熱操作且尤其WT2中之預熱確保經由再沸器引入較少。另外，將有可能以熱整合方式操作WT2且因此另外節省能量。

待用於淨化之粗合成氣來自合成氣之製造。合成氣可以不同方式製造，例如藉由礦物油裂化。由於該製造，可形成硫化氫及二氧化碳。因此，在合成氣之製造中，首先獲得粗合成氣，該粗合成氣至少包含一氧化碳、氫氣、硫化氫及二氧化碳。粗合成氣中之二氧化碳的量可變化且以粗合成氣之總體積計，不大於10體積%，較佳不大於4體積%。硫化氫之量同樣可變化，但通常較小且以粗合成氣之總體積計，不大於1體積%，較佳不大於0.5體積%。在根據本發明之方法使用此類流。另外，在各情況下以粗合成氣之總體積計，粗合成氣含有小於10體積%之二氧化碳、較佳小於7體積%之二氧化碳。在各情況下以粗合成氣之總體積計，粗合成氣另外含有大於10體積%之一氧化碳、較佳大於20體積%之一氧化碳。

在第一步驟，步驟a）中，在至少一個吸收塔中使粗合成氣與至少包含水、二異丙胺（DIPA）及環丁碸之吸收劑接觸，使得至少一部分硫化氫及/或至少一部分二氧化碳轉移至吸收劑，從而得到滿載吸收劑BA，且產生經淨化之合成氣流。

吸收劑至少包含水、二異丙胺（DIPA）及環丁碸。較佳地，在本發明之上下文中使用之吸收劑僅由三種組分組成：水、二異丙胺（DIPA）及環丁碸。此吸收劑可含有不同量之三種組分。然而，較佳的是當在各情況下以總吸收劑計，吸收劑包含以下或由以下組成：10重量%至20重量%之水、40重量%至50重量%之DIPA及35重量%至45重量%之環丁碸。在後一情況下，三種組分（水、二異丙胺（DIPA）及環丁碸）之量必須總計為100%。

根據本發明之方法的步驟a）中之吸收是在至少一個吸收塔中進行。然而，亦有可能在步驟a）中使用多於一個吸收塔。較佳地根據本發明，在至少兩個吸收塔中，較佳在恰好兩個吸收塔中進行步驟a）中之吸收。

若步驟a）中之吸收在兩個吸收塔中進行，則首先將未滿載吸收劑EA導引至第二吸收塔，在此形成部分滿載之吸收劑，接著將該部分滿載之吸收劑導引至第一吸收塔，在其中產生滿載吸收劑，將該滿載吸收劑傳導至步驟c）中之脫附。接著較佳地，首先將粗合成氣引入至第一吸收塔中且接著導引至第二吸收塔。因此，在第二吸收塔之頂部處移除經淨化合成氣。

所使用之吸收塔可為所屬技術領域中具有通常知識者已知之任何吸收塔。吸收塔較佳地包含內部構件。合適的內部構件為例如塔盤、非結構化填料（無規填料）或結構化填料。所使用之塔盤通常為泡罩盤、篩盤、具有固定或可移動閥之閥盤、槽形罩盤（tunnel-cap tray）或開槽盤。非結構化填料通常為無規填料床。所使用之無規填料通常為拉西環（Raschig ring）、帕爾環（Pall ring）、弧鞍形填料（Berl saddle）、超級環/超級環加填料（Super-Ring/Super-Ring Plus）或Intalox^®鞍形填料。結構化填料例如以Sulzer之Mellapak^®商品名出售。除所提及之內部構件外，其他合適的內部構件為所屬技術領域中具有通常知識者已知的且可同樣使用。在本發明之一尤其較佳具體實例中，吸收塔包含多個內部構件，較佳2至50個內部構件，更佳2至15個內部構件。

根據本發明之方法之步驟a）中的吸收較佳在20至50巴之壓力下、更佳在25至40巴之壓力下進行。步驟a）中之吸收之溫度較佳在30至80℃之範圍內，較佳在35至70℃之範圍內。若步驟a）中之吸收在兩個吸收塔中進行，則兩個吸收塔各自的壓力及溫度在上述範圍內（壓力：20至50巴，較佳25至40巴/溫度：30至80℃，較佳35至70℃），但無需為相同的。此意謂吸收塔亦可在不同壓力下且在不同溫度下操作。

更佳地，以逆流形式進行步驟a）中之吸收，意謂粗合成氣與吸收劑以逆流形式彼此接觸。若存在兩個或更多個吸收塔，則較佳的是所有吸收塔皆以逆流形式操作。在本文中，較佳的是將粗合成氣引入至至少一個吸收塔之下部部分中且將吸收劑引入至至少一個吸收塔之上部部分中。粗合成氣接著將向上流動且與向下流動之吸收劑接觸。此操作去除雜質（硫化氫及二氧化碳）。藉助於較佳存在於至少一個吸收塔中之內部構件，有可能達成較佳分佈且因此改良粗合成氣與吸收劑之間的接觸。

在步驟a）中，獲得經淨化之合成氣流。經淨化之合成氣流接著可用作原材料。舉例而言，可將經淨化之合成氣流導引至氫甲醯化反應且在其中用於將烯烴轉化成醛。亦可能將合成氣分解成其組分（氫氣及一氧化碳）且將兩種組分導引至不同合成方法，例如將一氧化碳導引至烷氧基羰基化且將氫氣導引至氫化。

在根據本發明之方法之步驟b）中，將滿載吸收劑BA傳導至至少一個脫附塔，較佳僅單個脫附塔，其中滿載吸收劑BA在進入脫附塔之前經預熱。吸收之後的滿載吸收劑BA在30至80℃、較佳35至70℃範圍內之溫度下。然而，脫附在高於吸收之溫度下進行。就此而言，有利的是滿載吸收劑BA在進入脫附塔中之前進行預熱，此是因為並非所有脫附能量皆必須經由脫附塔之再沸器引入。

較佳藉由將在熱交換器WT1中將能量從未滿載吸收劑EA轉移至滿載吸收劑BA且藉由在熱交換器WT2中加熱滿載吸收劑BA來對滿載吸收劑BA進行預熱。

在熱交換器WT1中之預熱中，進行將能量從未滿載吸收劑EA直接轉移至滿載吸收劑BA。直接轉移意謂儘管兩個流在熱交換器WT1中不直接接觸，但在不存在任何額外傳熱介質的情況下，將能量，尤其熱量從EA轉移至BA。

可以各種方式實現熱交換器WT2中之預熱，其中進一步加熱滿載吸收劑BA。一個選項為在WT2中利用加熱蒸汽，尤其低壓蒸汽進行預熱。對應蒸汽通常可在化學品生產現場獲得。另一選項為使用熱整合措施進行預熱。舉例而言，將有可能利用自一個塔或熱泵之冷凝熱。

步驟b）中之熱交換器WT1及WT2中之預熱可利用所屬技術領域中具有通常知識者已知之熱交換器進行。可用作熱交換器之合適的蒸發器為例如自然循環蒸發器、強制循環蒸發器、強制循環急驟蒸發器、鍋形蒸發器、降膜式蒸發器或薄膜式蒸發器。除所提及之蒸發器以外，有可能替代地使用所屬技術領域中具有通常知識者已知且適用於所要預熱的任何其他設計的蒸發器。

在至少一個脫附塔中進行從滿載吸收劑BA移除酸氣。所使用之脫附塔可為所屬技術領域中具有通常知識者已知之任何脫附塔。脫附塔較佳地包含內部構件。合適的內部構件為例如塔盤、非結構化填料（無規填料）或結構化填料。所使用之塔盤通常為泡罩盤、篩盤、具有固定或可移動閥之閥盤、槽形罩盤或開槽盤。非結構化填料通常為無規填料床。所使用之無規填料通常為拉西環、帕爾環、弧鞍形填料、超級環/超級環加填料或Intalox^®鞍形填料。結構化填料例如以Sulzer之Mellapak^®商品名出售。除所提及之內部構件外，其他合適的內部構件為所屬技術領域中具有通常知識者已知的且可同樣使用。在本發明之一尤其較佳具體實例中，脫附塔包含多個內部構件，較佳2至50個內部構件，更佳2至15個內部構件。

本發明之步驟c）設想在脫附塔中藉助於再沸器SV加熱滿載吸收劑。再沸器SV進料有流，該流在脫附塔之底端處抽取，且在穿過再沸器SV後傳導回脫附塔，使得從滿載吸收劑排除至少一部分硫化氫及/或至少一部分二氧化碳，從而得到未滿載吸收劑EA。

根據本發明，「再沸器（reboiler）」指加熱脫附塔之底部的蒸發器。此再沸器通常安置在各別脫附塔外部。由於再沸器將能量，尤其熱量從一個流轉移至另一流，因此該等再沸器為傳熱器。經由抽吸從脫附塔之底部抽出待蒸發流（至少部分滿載吸收劑）且將其進料至再沸器。具有或不具有殘餘部分液體的蒸發流經由至少一次進料返回至各別脫附塔之底部區中。

可用作再沸器之合適的蒸發器為例如自然循環蒸發器、強制循環蒸發器、強制循環急驟蒸發器、鍋形蒸發器、降膜式蒸發器或薄膜式蒸發器。蒸發器之通常在自然循環蒸發器及強制循環蒸發器的情況中使用之熱交換器為殼管式（shell-and-tube）或板式設備。除所提及之蒸發器以外，有可能替代地使用所屬技術領域中具有通常知識者已知且適用於脫附塔的任何其他設計的蒸發器。

步驟c）中之脫附較佳在1至3巴之壓力下、更佳在1.2至2巴之壓力下進行。根據本發明之方法的步驟c）中的溫度應較佳在110至140℃的範圍內，更佳在115至130℃的範圍內。

脫附之目的為從滿載吸收劑BA移除硫化氫及二氧化碳。此經由高溫實現。因此，在步驟c）中，在脫附塔之頂部處抽取至少含有硫化氫及/或二氧化碳之酸氣。另外，獲得未滿載吸收劑EA，已從該未滿載吸收劑移除大部分，亦即較佳＞ 90%，更佳＞ 99%所吸收之硫化氫及所吸收之一氧化碳。一般在至少一個脫附塔之底部處獲得未滿載吸收劑EA。

在步驟d）中將未滿載吸收劑EA回收至步驟a）中之至少一個吸收塔。此處在100至140℃範圍內之溫度下獲得未滿載吸收劑。高溫對於從吸收劑極實質地移除硫化氫及一氧化碳為必要的。在此高溫下，不應將未滿載吸收劑EA回收至步驟a）中之至少一個吸收塔中。替代地，冷卻未滿載吸收劑的情況將為有利的。

未滿載吸收劑EA之冷卻可例如藉由熱整合實現，其中能量從EA轉移至傳熱介質。熱整合較佳地包含以下步驟：1）使能量從EA轉移至液態或氣態傳熱介質W，產生傳熱介質W1且使得未滿載吸收劑EA在進入至少一個吸收塔之前冷卻；2）壓縮至少一部分傳熱介質W1，產生處於比傳熱介質W1更高壓力下之經壓縮傳熱介質W2；及3）使能量從經壓縮傳熱介質W2轉移至再沸器SV中之流。

在步驟1）中，使能量從EA轉移至液態或氣態傳熱介質W，產生傳熱介質W1且使得未滿載吸收劑EA在進入至少一個吸收塔之前冷卻。

步驟1）中之將能量，尤其熱能從未滿載吸收劑EA轉移至傳熱介質W較佳在熱交換器中實現。此操作涉及使能量從未滿載吸收劑EA直接轉移至傳熱介質W。直接轉移意謂儘管兩個流不直接接觸，但在不存在任何額外傳熱介質的情況下，將能量，尤其熱量從EA轉移至W。

步驟1）中之能量轉移可利用所屬技術領域中具有通常知識者已知之熱交換器進行。可用作熱交換器之合適的蒸發器為例如自然循環蒸發器、強制循環蒸發器、強制循環急驟蒸發器、鍋形蒸發器、降膜式蒸發器或薄膜式蒸發器。除所提及之蒸發器以外，有可能替代地使用所屬技術領域中具有通常知識者已知且適用於所要預熱的任何其他設計的蒸發器。

所使用之傳熱介質可為多種不同物質或混合物。傳熱介質W較佳選自由以下組成之群：水；醇；醇-水混合物；鹽水溶液；氨；礦物油，例如柴油；熱油，例如矽油；生物油，例如檸檬精油；及芳族或脂族烴，例如二苯甲基甲苯。傳熱介質W更佳為水、甲醇、乙醇、丙醇、正戊烷、正丁烷、正己烷、正丙烷或氨。傳熱介質W更佳為正戊烷。

若傳熱介質W在步驟1）中以液相使用，亦即液態傳熱介質W，且在步驟1）中向其供應能量，較佳熱能，則傳熱介質W將至少部分地蒸發且因此將獲得至少部分氣態傳熱介質W1。若傳熱介質W在步驟1）中以氣相使用，亦即氣態傳熱介質W，且在步驟1）中向其供應能量，較佳熱能，則將獲得氣態傳熱介質W1。

在本發明之上下文中，措辭「液態傳熱介質（liquid heat transfer medium）」意謂在各情況下以步驟1）中所用之傳熱介質之總重量計，＞50重量%、更佳＞55重量%、更佳＞75重量%、更佳＞90重量%且更佳＞99重量%的步驟1）中所用之傳熱介質呈物質之液態形式。

在本發明之上下文中，措辭「氣態傳熱介質（gaseous heat transfer medium）」意謂在各情況下以步驟1）中所用之傳熱介質之總重量計，＞30重量%、更佳＞50重量%、更佳＞75重量%、更佳＞90重量%且更佳＞99重量%的步驟1）中所用之傳熱介質呈物質之氣態形式。

在步驟1）中所描述之能量轉移之後，與傳熱介質W相比，傳熱介質W1較佳具有升高的溫度及/或升高的壓力。在本發明之一較佳具體實例中，W1較佳在30℃至110℃範圍內之溫度下。W1之壓力較佳在0.5巴至5巴，較佳1巴至4巴的範圍內。顯然，傳熱介質W1對應於傳熱介質W，且W及W1僅僅在其各別壓力及/或溫度方面不同，且當W以液態形式使用時，根據具體情況，物質狀態亦不同。

在後續步驟2）中，將至少一部分傳熱介質W1壓縮，產生相對於W1已經壓縮且處於比傳熱介質W1更高壓力下之傳熱介質W2。W2在壓縮後之壓力較佳在1巴至20巴，較佳2巴至15巴的範圍內。

步驟2）中壓縮至少一部分傳熱介質W1可以所屬技術領域中具有通常知識者已知的任何方式實現。舉例而言，壓縮可機械地且以單級或多級壓縮方式進行。在此上下文中，「單級（single-stage）」意謂進行從一個壓力位準至另一個壓力位準的壓縮。「多級（multi-stage）」意謂壓縮首先進行至壓力位準X，且接著從X進行至壓力位準Y。多級壓縮可使用相同類型之兩個或更多個壓縮機或不同類型之壓縮機。多級壓縮可利用一或多個壓縮機進行。單級壓縮或多級壓縮之使用取決於壓縮比且因此取決於傳熱介質W1將壓縮達到的壓力。

在根據本發明之方法中，尤其用於步驟2）中壓縮傳熱介質W1之合適的壓縮機為所屬技術領域中具有通常知識者已知之任何壓縮機，較佳機械壓縮機，藉由該壓縮機可壓縮氣流。合適的壓縮機包括例如單級或多級的齒輪渦輪壓縮機、活塞壓縮機、螺桿壓縮機、離心壓縮機或軸向壓縮機。

在根據本發明之方法之步驟3）中，使能量從經壓縮傳熱介質W2轉移至再沸器SV中之流。步驟3）降低W2之能量，使得W2較佳至少部分地冷凝。使能量從W2轉移至再沸器SV中之流，較佳藉由W2加熱再沸器SV中之流，較佳為直接的。直接轉移意謂儘管W2與該流在SV中不直接接觸，但在不存在任何額外傳熱介質的情況下，將能量，尤其熱能從W2轉移至SV中的流。所使用之再沸器SV可為所屬技術領域中具有通常知識者熟悉之傳熱器或熱交換器，尤其蒸發器。

步驟3）中之能量轉移可藉由所屬技術領域中具有通常知識者已知之方法或利用所屬技術領域中具有通常知識者已知之熱交換器進行。可用作熱交換器之合適的蒸發器為例如自然循環蒸發器、強制循環蒸發器、強制循環急驟蒸發器、鍋形蒸發器、降膜式蒸發器或薄膜式蒸發器。除所提及之蒸發器以外，有可能替代地使用所屬技術領域中具有通常知識者已知且適用於蒸餾塔的任何其他設計的蒸發器。

步驟3）中之能量轉移可以不同方式實現。在根據本發明之方法之一個變化形式中，經壓縮傳熱介質W2自身可在熱交換器中用於使能量從W2轉移至再沸器SV中之流。若能量從傳熱介質W2轉移至再沸器SV中之流，則所提及之一些吸收劑為不利的。舉例而言，在正丁醇、氨及丙醇之情況下之蒸發溫度例如可高於臨界點，且不可能達成充分冷凝。但所屬技術領域中具有通常知識者在基於其所屬領域的常識選擇正確傳熱介質時將考慮到此情形。

在根據本發明之方法之另一變化形式中，首先使能量轉移至另一傳熱介質，諸如水。在彼情況下，以使得蒸氣在蒸發器中藉助於經壓縮傳熱介質W2產生且用於再沸器SV中加熱的方式實現步驟3）中之能量轉移。所使用之蒸發器可為先前提及之蒸發器。在本上下文中之蒸氣較佳為水蒸氣。

不管能量是否在步驟3）中從W2自身轉移或經由所產生之蒸氣轉移，W2或蒸氣都可用於在熱交換器WT2中對滿載吸收劑BA進行預熱。此可另外節省原本需要外部供應之能量。

在本發明之一較佳具體實例中，回收步驟3）中之能量轉移之後的傳熱介質W2且作為步驟1）中之傳熱介質W進行再利用。因此，傳熱介質經循環，且在步驟1）、步驟2）及步驟3）中僅使用單一傳熱介質。

在本發明之一尤其較佳具體實例中，在步驟2）中壓縮傳熱介質W1兩次。在第一次壓縮V1中產生處於比W1更高壓力下之經壓縮傳熱介質W1.1，且在第二次壓縮V2中產生處於比W1.1更高壓力下之經壓縮傳熱介質W2。接著如已針對步驟3）中之能量轉移所描述使用W2。有可能使用兩種個別壓縮機進行雙重壓縮。但亦有可能使用單個多級壓縮機，藉由該多級壓縮機可獨立地執行兩個壓縮V1及V2。

傳熱介質W2較佳在步驟3）中之能量轉移中至少部分地冷凝。更佳地，使至少部分冷凝之傳熱介質W2流入急驟蒸發器中，該急驟蒸發器在兩個壓縮級V1與V2之間的壓力位準下操作。更佳地，將急驟蒸發餾份以氣相形式導引於急驟蒸發器中之兩個壓縮級之間。此使得有可能在步驟3）中之能量轉移後利用存在於傳熱介質W2中之一部分能量。急驟蒸發餾份與經壓縮傳熱介質W1.1混合，經歷第二次壓縮V2且傳導至步驟3）中用於能量轉移。接著，僅急驟蒸發器中之液體餾份作為傳熱介質W導引至步驟1）且穿過步驟d1、步驟2）及步驟3）。

以下實施例意欲說明本發明，而不限制由說明書及申請專利範圍產生的其應用範圍。實施例

將相同進料流用作以下所有實施例之基礎。包括如下粗合成氣組成：51體積%之CO、45體積%之H₂、3.5體積%之CO₂及0.3體積%之H₂S以及0.2體積%之H₂O。使用Aspen Plus®版本10及基於經操作驗證之物質資料的適用物質資料模型進行計算。

模擬將圖1與圖2中所示的方法互連彼此進行比較。模擬中包括以下參數。將吸收劑（呈新鮮形式：15%水、45% DIPA及40%環丁碸）導引至第一脫附塔（2）中，該第一脫附塔在36巴（絕對）的壓力下，以80 t/h之速率操作。在35巴（絕對）及47℃下將經淨化合成氣（6）抽取於第二吸收塔（5）中。在約60℃下在第一吸收塔（2）之底部處抽取滿載吸收劑且在熱交換器（8）中加熱至102℃。藉助於脫附塔（10）中之再沸器（11），將能量引入至系統中以便提供所需80 t/h之未滿載吸收劑（12）。在第二吸收塔（5）中再利用之前，藉由熱交換器（14）中之冷卻水使吸收劑達到約47℃之最佳吸收溫度。

在根據圖1之變化形式中，滿載吸收劑在102℃之溫度下進入脫附塔。在根據圖2之變化形式中，使用發明性預熱器（15）。預熱器（15）將滿載吸收劑加熱至118℃。預熱器可例如利用低壓蒸汽進行操作。

圖3中之圖式展示模擬之結果。已發現，脫附器（10）上之液壓負擔的減小（Y軸）隨預熱器（15）之出口溫度或滿載吸收劑之溫度變化（X軸）而上升。若滿載吸收劑處於102℃之溫度下（無預熱器，圖1），則不可能達成液壓負擔之任何減小。在滿載吸收劑之溫度升高的情況下，滿載吸收劑在進入脫附器塔（10）時已進行更顯著除氣，且存在液壓負擔之下降。藉助於安裝預熱器（15），在所示實施例中，有可能產生大於10%的容量，此是因為液壓負擔減小了此量。

1:粗合成氣2:第一吸收塔3:氣流4:滿載吸收劑5:第二吸收塔6:經淨化合成氣7:部分滿載吸收劑8:熱交換器9:酸氣10:脫附塔11:再沸器SV12:未滿載吸收劑13:壓力升高泵14:熱交換器15:預熱器

參考下文中所描述之圖式來描述本發明。[圖1]展示方法之非發明性執行過程。使混雜有CO₂及H₂S之粗合成氣（1）在第一吸收塔（2）中以逆流形式與吸收劑接觸。在第一吸收塔（2）之頂部處抽取氣流（3），導引至第二吸收塔（5）中，且再次以逆流形式與吸收劑接觸。在第二吸收塔之頂部處抽取經淨化合成氣（6）且將其用於其他設備中，例如用於氫甲醯化反應中。將在第二吸收塔中獲得之部分滿載吸收劑（7）傳導至第一蒸餾塔（2）。在塔（2）之底部處抽取滿載吸收劑（4），在熱交換器WT1（8）中進行熱整合且藉此進行加熱。在脫附塔（10）中，吸收劑不含硫化氫及二氧化碳，且在塔（10）之頂部處抽取酸氣（9）。經由再沸器SV（11）將能量引入至系統中。在脫附塔（10）之底部處抽取未滿載吸收劑（12）且使其流經壓力升高泵（13）以在熱交換器（8）中進行熱整合。在第二吸收塔（5）中再利用之前，吸收劑在熱交換器（14）中用冷卻水冷卻。[圖2]展示方法之發明性執行過程，其在很大程度上對應於圖1。除了圖1中所描述之互連外，亦存在額外熱交換器WT2（15）。在滿載吸收劑BA流入脫附塔（10）之前，該滿載吸收劑經由預熱器WT2（15）進一步加熱。

1:粗合成氣

2:第一吸收塔

3:氣流

4:滿載吸收劑

5:第二吸收塔

6:經淨化合成氣

7:部分滿載吸收劑

8:熱交換器

9:酸氣

10:脫附塔

11:再沸器SV

12:未滿載吸收劑

13:壓力升高泵

14:熱交換器

15:預熱器

Claims (15)

1. 一種用於淨化粗合成氣的方法，該粗合成氣至少含有大於10體積%之一氧化碳、氫氣及硫化氫，以及小於10體積%之二氧化碳，其中該體積百分比在各情況下以該粗合成氣之總體積計，且其中該方法至少包含以下步驟：a）       在至少一個吸收塔中使該粗合成氣與至少包含水、二異丙胺（DIPA）及環丁碸之吸收劑接觸，使得至少一部分硫化氫及/或至少一部分二氧化碳轉移至該吸收劑，從而得到滿載吸收劑BA，且產生經淨化之合成氣流；b）      將該滿載吸收劑BA進料至至少一個脫附塔，其中該滿載吸收劑BA在進入該脫附塔之前經預熱；c）       在該脫附塔中藉助於進料有流之再沸器SV加熱該滿載吸收劑，該流在該脫附塔之底端處抽取，且在穿過該再沸器SV後傳導回該脫附塔，使得從該滿載吸收劑排除至少一部分硫化氫及/或至少一部分二氧化碳，從而得到未滿載吸收劑EA；d）      使該未滿載吸收劑EA返回至步驟a）中之該至少一個吸收塔，其中在步驟b）中藉由在熱交換器WT1中將能量從該未滿載吸收劑EA轉移至該滿載吸收劑BA且藉由在熱交換器WT2中加熱該滿載吸收劑BA來對該滿載吸收劑BA進行預熱。
2. 如請求項1之方法，其中該吸收劑包含10重量%至20重量%之水、40重量%至50重量%之DIPA及35重量%至45重量%之環丁碸。
3. 如請求項1或2之方法，其中在至少兩個吸收塔中，較佳在恰好兩個吸收塔中進行步驟a）。
4. 如前述請求項中任一項之方法，其中以逆流形式進行步驟a），意謂該粗合成氣與該吸收劑以逆流形式彼此接觸。
5. 如前述請求項中任一項之方法，其中該傳熱介質選自由以下組成之群：水；醇；醇-水混合物；鹽-水溶液；氨；礦物油，例如柴油；熱油，例如矽油；生物油，例如檸檬精油；及芳族或脂族烴，例如二苯甲基甲苯，較佳水、甲醇、乙醇、丙醇、正戊烷、正丁烷、正己烷、正丙烷或氨，更佳正戊烷。
6. 如前述請求項中任一項之方法，其中回收步驟f）中之能量轉移之後的傳熱介質W2且作為步驟d）中之傳熱介質W進行再利用。
7. 如請求項3之方法，其中當步驟a）中之該吸收在兩個吸收塔中進行時，將該未滿載吸收劑EA導引至該第二吸收塔，在此形成部分滿載之吸收劑，接著將該部分滿載之吸收劑導引至該第一吸收塔，在其中產生該滿載吸收劑，將該滿載吸收劑傳導至步驟c）中之該脫附。
8. 如請求項10之方法，其中將該粗合成氣引入至該第一吸收塔中。
9. 如前述請求項中任一項之方法，其中存在至少包含以下步驟之額外熱整合： 1）使能量從EA轉移至液態或氣態傳熱介質W，產生傳熱介質W1且使得該未滿載吸收劑EA在進入該至少一個吸收塔之前冷卻；2）壓縮至少一部分該傳熱介質W1，產生處於比該傳熱介質W1更高壓力下之經壓縮傳熱介質W2；及3）使能量從該經壓縮傳熱介質W2轉移至該再沸器SV中之該流。
10. 如請求項9之方法，其中以使得蒸氣，較佳水蒸氣在蒸發器中藉助於該經壓縮傳熱介質W2產生且用於該再沸器SV中之加熱的方式實現步驟3）中之該能量轉移。
11. 如請求項9或10之方法，其中壓縮該傳熱介質W1兩次，在第一次壓縮中得到處於比W1更高壓力下之經壓縮傳熱介質W1.1，且在第二次壓縮中得到處於比W1.1更高壓力下之該經壓縮傳熱介質W2。
12. 如請求項10或11之方法，其中該傳熱介質W2在該能量轉移中至少部分地冷凝。
13. 如請求項12之方法，其中使該至少部分冷凝之傳熱介質W2流入急驟蒸發器中，該急驟蒸發器在兩個壓縮級之間的壓力位準下操作。
14. 如請求項13之方法，其中將急驟蒸發餾份導引於該急驟蒸發器中之該兩個壓縮級之間。
15. 如請求項9至1中任一項之方法，其中所產生之蒸汽亦用於在該熱交換器WT2中對該滿載吸收劑BA進行預熱。