用于從氣化物流中制造二氧化碳和氫氣的配置和方法

專利名稱：：用于從氣化物流中制造二氧化碳和氫氣的配置和方法
技術領域：
：
技術領域：
是從合成氣物流中制造氫氣和二氧化碳，特別地其中使用硫清除劑和溶劑來減少碳和硫排放的配置和方法。
背景技術：
：煤、殘渣油和其它煉油廠廢物的氣化往往和聯合循環發電裝置(IGCC)結合起來來制造額外的電力。來自氣化的合成氣主要地包括H2、C02、CO、H2S和COS,因此常常被處理來除去^i，其中合成氣用作發電裝置的燃料氣體。雖然這樣的IGCC裝置在提升低級的含碳產物的品質來發電方面是相當有效率的，但是常常產生了大量的碳和硫排放物，特別地來自燃氣輪機的排氣(例如亞硫氧化物、C02等)。已經采取許多方法來降低co2排放，示范性的典型的方法描述于Ronning等的美國專利No.5,832,712中，其中使用溶劑處理燃氣輪機排氣來除去C02。然而，全部或幾乎全部這些方法往往成本過高并且能量效率低，這是由于在大氣壓力下操作和在燃氣輪機排氣中的較低的C02分壓造成的。或者，在燃氣輪機的上游，可以使用一種或多種膜來從合成氣中物理上分離H2和C02。膜系統常常是高度適應的，相對于氣體體積和產物-氣體規格。然而，在需要嚴格的C02二氧化物除去的情況下，膜系統一般地需要多級和在各級之間的再壓縮，這常常是成本過高的。在其它方法中，使用化學溶劑，其與酸性氣體反應而與酸性氣體形成(一般地非共價的)絡合物。在包括酸性氣體和溶劑之間的化學反應的工藝中，合成氣一般地用弱無機酸的堿性鹽溶液(例如如美國專利No.3，563，695中所述)或用有機酸的堿性溶液或堿(例如如美國專利No.2,177，068中所述)洗氣。然而，化學溶劑通常需要大規模的加熱和貧溶劑冷卻并且常常還需要高溶劑再循環，這隨著合成氣中酸性氣體濃度而成比例地增加。因此，這樣的工藝適于處理具有低酸性氣體含量的未變換的合成氣，而在處理包含大量的C02(例如大于30vol%)的變換過的合成氣中存在問題。在更進一步的方法中，物理溶劑用于酸性氣體脫除。在合成氣具有較高C02分壓的情況下(例如變換過的合成氣)，物理溶劑是特別有利的，因為隨著C02分壓酸性氣體吸收作用成比例地增加。酸性氣體的物理吸收還取決于選擇性溶劑物理性能、進料氣體組成、壓力和溫度。例如，曱醇可以用作低沸點的有機物理溶劑，如美國專利No.2，863，527中例證的。然而，這樣的溶劑需要低溫冷凍來進行溶劑冷卻，這是高耗能的。或者，物理溶劑可以在環境或略低于環境溫度下操作，這包括碳酸異丙烯酯(如美國專利No.2，926,751中所述)和使用N-曱基吡咯烷酮或乙二醇醚的那些(如美國專利No.3，505，784中所述)。雖然這樣的溶劑可以有利地降低冷卻要求，但是，特別地在從高壓進料氣體脫除C02中，大多數碳酸異丙烯酯型吸收過程是非常有效率的。在其它已知的方法中，物理溶劑也可包括多元二醇的醚，并且具體地說二曱氧基四甘醇(如美國專利No.2,649，166中所示)，或者N-取代的嗎啉(如美國專利No.3，773，896中所述)。雖然使用物理溶劑可以顯著地降低能量需要，但是仍然存在各種困難。其中尤其，C02和H2S的脫除常常是效率低的和不完全的，未能滿足當今嚴格的排放要求。此外，在酸性氣體是H2S的情況下，二氧化碳的共吸收是非常高的，這對于下游的制硫裝置是成問題的。使用物理溶劑來除去H2S的示范性的已知的氣體處理配置描述在現有技術圖1中，其中未變換的合成氣1在吸收器50中被處理，使用H2S選擇性溶劑物流9。來自吸收器的富溶劑物流4通過閥54降壓，形成物流10，其然后閃蒸(flashed)到分離器55。在富溶劑中的幾乎所有的H2和至少一部分的C02通過將閃蒸氣體再循環到吸收器而進行回收，這^f吏用壓縮才幾56通過物流22和2。閃蒸過的液體物流12進一步通過閥57降壓而形成物流13，其通過熱交換器58加熱而形成物流14。在再生器59中富溶劑被再生，產生酸性氣體物流15和貧溶劑16。使用再沸器61和冷卻器60來提供再生的加熱和冷卻要求。進一步地通過泵62來泵送貧溶劑，分別在交換器58和66中通過物流17和18冷卻，將冷卻的貧溶劑物流9提供給吸收器。被處理的合成氣物流6然后用作IGCC發電裝置的燃料氣體，通過物流5，并且任選地用作氫氣凈化單元52的進料氣體7,該氫氣凈化單元52還可包括膜分離器和變壓吸收床。應該公認的是在這樣的配置中物理溶劑處理受到溶劑中的酸性氣體的物理平衡的限制。雖然在不使用加熱的情況下通過壓力降低到一定程度可以有利地使物理溶劑再生，但是物理溶劑需要昂貴的低溫制冷(例如-40°F和更低)以便將H2S和COS脫除至低水平(例如低于4ppmv)。幾乎所有的溶劑工藝都在富C02的環境(例如，變換過的合成氣)中共吸收了相當大量的C02并且因此降低了其硫吸收能力，而且需要較高的溶劑循環和再生負載，同時產生了不期望的C02排放。不幸地，這樣的配置還產生了富集C02的酸性氣體，其對于下游的制硫裝置是成問題的。因此，雖然許多用于從合成氣中脫除H2S和C02的配置和方法在本領域中公知，但其全部或幾乎全部都遭受各種缺點。因此，仍然需要提供用于改進H2S和C02脫除的方法和配置，特別地對于具有高C02含量的合成氣來說。
發明內容本發明涉及處理合成氣而除去酸性氣體(特別地而除去硫化氫和二氧化碳)的配置和方法。這樣處理的合成氣因此能夠以各種方式使用(例如，在IGCC發電裝置中燃燒)并且二氧化碳可以被掩埋或液化用于存儲和/或運輸。最優選地，所預期的方法和裝置具有脫硫和脫碳段，其中單獨的吸收器吸收酸性氣體組分。溶劑然后在各自段中通過閃蒸和汽提進行再生，這提供了顯著的能量節約。在本發明主題的一個方面中，裝置包括氣化單元，該氣化單元將合成氣提供給脫硫段，所述脫硫段包括一級吸收器，該一級吸收器在COS水解單元的上游，該COS水解單元在二級吸收器的上游。一級和二級吸收器在第一溶劑中順序地吸收來自合成氣的H2S而由此產生脫硫的合成氣。脫碳段然后接收脫硫合成氣并且使用吸收器，其中C02從脫硫合成氣中通過第二溶劑除去而由此產生H2產物物流。一般地，第一溶劑在脫硫段中通過汽提而再生，而第二溶劑在脫碳段中通過閃蒸而再生。在特別預期的方面中，來自二級吸收器的底部產物作為半貧溶劑進料到一級吸收器的中間位置，并且為更進一步減少殘余的H2S,優7選地在脫硫段下游和脫碳段上游包括H2S清除劑單元。最一般地，第二溶劑在脫碳段中閃蒸至足以提供大部分的或甚至全部的第二溶劑冷卻要求的程度(在進入C02吸收器之前)。在特別優選的方面中，第二溶劑的閃蒸包括使用液力渦輪，其從減壓中提取電力從而由此驅動溶劑泵，同時將溶劑降溫到較低的溫度。雖然不局限于本發明主題，通常優選的是脫碳段包括壓縮機從而將閃蒸過的co2壓縮到適用于液化和/或掩埋的壓力。在合成氣是變換過的合成氣的情況下，通常優選的是第一和第二溶劑是相同的并且它衍在脫硫段和脫碳段之wt^。在這樣的配置中，C02吸收器優選地連接到一級和/或二級吸收器以便允許將一部分C02富集的第二溶劑從co2吸收器進料到一級和/或二級吸收器。此外，并且在令人期望的情況下，脫硫段將包括第一和第二汽提塔。在這樣的配置中，一般地預期第一汽提塔允許從H2S富集的第一溶劑中脫除H2,第二汽提塔允許將再生過的第一溶劑從第二汽提塔進料到C02吸收器，作為貧溶劑。在更進一步預期的方面中，制硫裝置可以流體連接到第二汽提塔從而接收來自第二汽提塔的H2S富集的頂部物流。另外，預期的裝置將優選地包括連接到一級吸收器的膨脹設備和閃蒸容器，其一般地被配置以允許從一級吸收器的富溶劑中分離C02和/或H2。在合成氣是未變換過的合成氣的情況下，通常優選的是預期裝置將還包括在一級和二級吸收器之間流體連接的變換反應器從而變換來自一級吸收器的部分或全部脫硫合成氣。在這樣的裝置配置中，一般優選的是第一溶劑是化學溶劑，而第二溶劑是物理溶劑。最一般地，這樣的裝置將包括連接到一級吸收器的膨脹設備和閃蒸容器以允許從一級吸收器的富溶劑中分離C02和/或H2，其可以有利地被再次壓縮并且循環回到一級吸收器(或其它目的地，包括燃燒器)。在期望的情況下，預期配置還可以包括尾氣吸收器、制硫裝置和尾氣單元，后者連接到脫硫段而將尾氣從尾氣單元進料到尾氣吸收器。在這樣的配置中，尾氣吸收器優選地接收來自脫硫段中的汽提塔的貧溶劑并且將半貧溶劑提供給一級吸收器。因此，在本發明主題的一個方面中，合成氣處理裝置將包括氣化單元(其產生變換過的合成氣)，和脫硫段(其流體連接到氣化單元8來接收變換過的合成氣)。優選地，脫硫段包括一級吸收器，COS水解單元和二級吸收器，其中一級吸收器在COS水解單元的上游，并且其中COS水解單元在二級吸收器的上游。一級和二級吸收器在溶劑中吸收來自合成氣的H2S而產生脫硫的合成氣，和脫碳段接收脫硫合成氣。在這樣的裝置中，使用溶劑，C02吸收器從脫硫合成氣中吸收C02并且產生H2產物物流，其中溶劑在脫硫段和脫碳段之間循環。應當注意的是，僅當合成氣包含大量的COS組分時，COS水解單元是需要的，并且如果cos在上游單元中完全除去的話，其未必需要。在本發明主題的另一方面中，合成氣處理裝置將包括氣化單元(其產生未變換過的合成氣)和脫硫段(其接收合成氣)。脫硫段一般地包括一級吸收器，變換反應器，COS水解單元和二級吸收器，其中一級吸收器在COS水解單元的上游，并且其中COS水解單元在二級吸收器的上游。在特別優選的方面中，變換反應器流體連接在一級和二級吸收器之間并且接收來自一級吸收器的部分脫硫的合成氣，和一級和二級吸收器被配置以在第一溶劑中吸收來自合成氣的H2S，由此產生脫硫的合成氣。還預期脫碳段接收脫硫合成氣并且包括C02吸收器來使用第二溶劑吸收來自脫硫合成氣的C02并且產生Eb產物物流。從以下的本發明的優選的實施方案的詳細il明中，本發明的各種目標、特征、方面和優點將變得更明顯。現有技術圖1是合成氣脫硫的示范性的已知的配置。圖2是使用單溶劑系統的從變換過的合成氣中脫除C02和H2S的示范性的配置。圖3是使用雙溶劑系統的從未變換過的合成氣中脫除C02和H2S的示范性的配置。圖4是根據圖3的具有一體化制硫裝置和尾氣單元的示范性的配置。具體實施例方式本發明涉及用于處理包括H2、C02、CO、H2S和COS的合成氣氣體的裝置配置和方法，其中硫化氫在第一段中被除去，并且其中二氧化碳在第二段中被除去。預期的各段包括吸收器，其中使用單個溶劑或單獨的且不同的溶劑來吸收各自酸性氣體組分。富H2S溶劑優選地在一個或多個汽提塔中使用外部加熱來再生，而富C02溶劑優選地通過將溶劑閃蒸到較低壓力來再生。在特別優選的裝置中，H2S吸收在C02吸收的上游進行。在合成氣中的二氧化碳濃度較低的情況下(例如，未變換過的合成氣)，溶劑循環和用于H2S和C02吸收器段的溶劑類型可以是單獨的且不同的。另一方面，在合成氣中的二氧化碳濃度較高的情況下(例如變換過的合成氣)，H2S和C02吸收器段被一體化使得H2S吸收器段的溶劑循環可以從C02吸收器段中接收C02負載貧乏和H2S耗盡的溶劑。因此，在這樣的情況中的溶劑可以是相同的(即，溶劑將具有相同的配方，無論特定負載以C02、COS和/或H2S。例如，滿載以H2S和部分負載以C02的N醫曱基-二乙醇胺(MDEA)被認為與再生的MDEA或沒有H2S且部分負載以C02的MDEA是相同的溶劑)。應該理解的是這樣的配置和方法將提供許多優點，而沒有額外的能量或材料的開支。例如，預期配置和方法顯著地降低或者甚至幾乎完全消除了C02和亞石克(sulfurous)的排;改，同時回收C02產物用于掩埋并且產生H2用于清潔發電。在合成氣是未變換的情況下，流向H2S吸收器的溶劑可以通過利用至少一部分的尾氣吸收器底部物流作為半貧溶劑而減少。還應理解的是基本上全部碳可以通過壓縮被處理的尾氣用于C02掩埋而捕獲。在特別預期配置中，在兩個連續的并且優選地H2S選擇吸收步驟(具有中間COS水解步驟)中處理合成氣。然后通過下游的H2S清除劑床除去殘余的H2S來生產具有總硫含量低于50-100ppmv,更一般地低于lOppmv，和最一^L地^f氐于4ppmv的處理過的氣體。在合成氣是未變換的情況下，應該理解的是COS水解單元可以與變換單元結合。另一方面，在合成氣是已經變換的情況下，在脫硫段中的C02吸收可以通過使用在H2S吸收器中的C02負載溶劑而減小，這還降低了溶劑循環。在這樣的方法和配置中，通常優選的是來自HzS吸收器的HzS負載的富溶劑在兩個汽提步驟中再生。第一汽提步驟使用汽提氣體(例如N2或H2)回收共吸收的H2并且降低富溶劑的C02含量，同時第二汽提步驟進一步加熱和再生富溶劑，由此產生耗盡酸性氣體的貧溶劑和富集H2S的酸性氣體。在進一步預期方面中，來自H2S吸收器的脫硫合成氣氣體在C02吸收步驟中進行處理，優選地通過再生溶劑，由此產生C02負載的富溶劑。如此形成的富溶劑然后通過在各種壓力下的閃蒸再生進行再生。這樣的方法除去了幾乎所有的C02并且產生了具有非常低的C02含量的112產物(一般地小于2mol%,更一般地小于lmol%)和具有低H2S含量的C02產物(一般地小于100ppm,最一般地小于10ppm),這是為了管道輸送的安全。此外，應該理解的是在閃蒸方法中使用液力渦輪來回收循環泵所要求的至少一部分的電力，同時冷卻溶劑。因此，溶劑需冷量顯著降低(例如至少50%、更一般地至少70%、最一般地至少80%)并且有時候甚至幾乎完全消除。處理變換過的合成氣的一種示范性的配置描述在圖2中。這里，進料氣體物流1，一般地在700-900psig和在環境溫度(例如約75°F)，在一級吸收器50中使用C02負載的貧溶劑物流9進行處理，產生富H2S底部物流4和H2S4€盡的頂部物流6。從二級吸收器52產生的H2S半貧溶劑(物流7)通過物流26和泵53進料到一級吸收器的上部段以減少溶劑循環。來自一級吸收器的富溶劑通過液力渦輪54(或者，例如JT閥)降壓，在交換器75中通過物流49加熱，一般地在150-300psig，并且通過物流10進料到分離器57。閃蒸蒸氣物流48在壓縮機56中進行壓縮并且作為物流2途徑至一級吸收器。閃蒸過的液體物流45被進料到第一汽提塔55,其使富溶劑中的H2S含量濃縮并且回收共吸收的H2。一般地，汽提器55使用惰性氣體11如N2，其一般地是來自空分裝置的廢副產物。任選地，使用再沸器66來補充第一汽提器的汽提負荷，利用來自第二汽提器(或其它來源)的貧溶劑中的廢熱。第一汽提器55產生了頂部氣體物流22，其與物流48結合而形成物流40，其通過壓縮機56進行壓縮并且循環回到一級吸收器50。如本文中使用的，連同數字的術語"約"是指該數字的+/-10%(包括端點)的范圍。例如，術語"約200psia"是指180psia-220psia的范圍，包括端點。同樣地，術語約-40°F是指-44。F至-36。F的溫度范圍。第一汽提器底部物流12通過降壓閥56降壓而形成接近于大氣壓力的壓力的物流13。物流13被進料到交換器58,形成物流14,一般地約200-280°F。熱的富溶劑被再生，使用第二汽提器59，其使用再沸器61進行再沸并且借助于環境空氣冷卻器60進行回流。注意的是冷卻器60可以完全外部安裝以分離鼓和泵(未示)。第二汽提器產生酸性氣體物流15，一般地包括大于50moP/。的H2S(基于干基)，其適合作為制硫裝置的進料氣體。再生的溶劑16通過泵62進行泵送并且在交換器58、66、75和90中通過物流17、46、18和41進行冷卻，形成進料到C02吸收器68的貧溶劑物流43。最一般地，變換過的合成氣主要地包括H2、C02、CO、H2S、COS并且具有如表l中所示的組成。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表1相對于合適的溶劑，應該理解的是溶劑的性質可以在這樣的配置中相當大地變化。然而，特別優選的溶劑包括，包括聚乙二醇的二烷基醚的那些，碳酸異丙烯酯，MDEA等等。同樣地，相對于硫清除劑，通常優選的是硫清除劑的類型可以不同。然而，優選的是清除劑將使H2S水平降低到一般地小于4ppmv，和最一般地小于lppmv,由此產生H2和C02產物，其幾乎完全在H2S中耗盡。例如，合適的硫清除劑包括，包括金屬氧化物(例如氧化鐵、氧化鋅)和/或非特異的吸附劑(例如分子篩)的那些。更進一步應當注意的是通過某些溶劑(和特別地物理溶劑)的COS吸收常常是困難的和不完全的，并且一般地僅僅除去了約33%的COS。因此，優選的是來自一級吸收器50的殘余COS通過物流6被送到COS水解單元51。在H2S耗盡的環境中，根據以下化學反應式，COS水解反應是特別有效的COS+H2OhH2S+C02COS耗盡的物流24(具有降低的H2S濃度，與物流1相比)進一步用C02負載的溶劑物流5在二級吸收器52中處理，產生進一步的H2S耗盡的合成氣物流25,和H2S半貧底部物流26。物流25(或至少一部分物流25)在硫清除劑床67中進行處理，所述硫清除劑床67可以有效地除去殘余H2S和COS至非常低水平，一般地低于lppmv。處理過的氣體物流27還^皮冷卻，在交換器64中至物流21和在交換器63中形成物流28，一般地在大約30-50°F,并且進料到C02吸收器68。C02吸收器使用貧溶劑物流5和物流29進行洗氣，產生C02負載的富溶劑物流19和C02耗盡的頂部蒸氣(物流30)。在交換器64中加熱頂部蒸氣30,產生物流20,H2產物。為減少總溶劑循環，一部分的C02負載溶劑物流3被泵送和冷卻(通過泵80和冷卻器81)用作吸收器的C02負載溶劑。剩余部分的富C02溶劑，物流8，在液力渦輪69中降壓，形成物流31,—般地在200-400psig。液力渦輪所產生的電力用于提供至少一部分貧溶劑泵77所需要的電力。閃蒸鼓70產生分離器氣體物流33和閃蒸的液體物流32。閃蒸氣體被進料到C02壓縮機78的高壓級，形成壓縮的C02產物44,并且閃蒸液體還在液力渦輪71中降壓，形成物流34，一般地在60-200psig。閃蒸鼓72產生分離器氣體物流36和閃蒸的液體物流35。閃蒸氣體^皮進料到C02壓縮才幾78的中壓級吸氣口，并且閃蒸液體還通過閥73降壓，形成物流37，在大氣或真空壓力。閃蒸鼓74產生大氣和/或真空壓力蒸氣物流38和閃蒸的液體物流42，后者還通過泵77泵送，形成貧溶劑物流29。應該理解的是使用液力渦輪和在較低壓力下閃蒸C02的冷卻效應導致溶劑的自冷卻，這消除了制冷冷卻要求。類似于圖2中所述的配置，可以使用各種方法和配置來處理未變換過的合成氣。一種這樣的示范性的配置描述在圖3中。典型的未變換的氣體組成示于以下表2中<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>H241.1N20.2Ar0.2CH40.2表2在這種配置中，水變換反應器位于一級吸收器的下游。處理過的合成氣的變換反應將大部分CO內容物，使用水變換反應，轉化為H2和C02，才艮據以下化學反應式CO+H2OhH2+C02根據以下化學反應式，變換反應器還將大部分的COS轉化為H2S:COS+H20"H2S+C02如表2中指出的，未變換過的合成氣(物流1)中的C02含量明顯低于變換過的氣體的情況。由于在未變換過的合成氣中的較低的C02與H2S的摩爾比，通過溶劑的C02的共吸收是明顯較低的。結果，使用第一汽提器進行H2S富集和使用C02負載溶劑進行H2S吸收一般是不需要的。另外，H2S和C02吸收可以是單獨的并且可以使用不同類型的溶劑，這使得這種配置特別適用于改裝用于C02掩埋的現有的脫硫單元。因此，用于H2S吸收8的再生的溶劑由汽提器59提供，并且圖2的物流3不存在。此外，圖2的物流45直接地路徑至圖3中的汽提器59，作為物流13/14。在這種配置中，酸性氣體物流15中的H2S含量一般地高于60%(基于干基)。相對于剩余的組分和配置，在圖3中相同的考慮和預期適用于圖2的相似項目。所預期的方法和配置也適用于處理未變換過的合成氣，使用H2S選擇性化學溶劑(例如MDEA),如圖4所示，其中制硫裝置和尾氣單元被一體化。在這種配置中，第一和第二H2S吸收器使用化學溶劑進行洗氣，在類似于圖3的那種的總配置中，所述化學溶劑相對于C02優先地吸收H2S。MDEA選擇性吸收一般地受益于低貧胺溫度和在吸收器中的短接觸時間。最一般地，在吸收器中的C02下降(slippage)為約30%-50%,這導致含約30%-50%H2S(干基)的酸性氣體物流15。來自閃蒸鼓的物流40可以被再循環到吸收器或者可被用作下游燃燒工藝中的燃料。來自再生器59的酸性氣體物流在制硫裝置150中被進一步加工，所述制硫裝置150優選地使用來自空分裝置的氧氣用于硫的轉化。借助于吹氧制硫裝置，制硫裝置尺寸是較小的，并且流出物物流100主要地包括C02,其耗盡了其它污染物(例如N2)并且隨后適用于C02掩埋。物流100優選地使用催化劑在尾氣單元151中進行加氫，將殘余的硫氧化物轉化為H2S,由此產生物流101。加氫氣體中的H2S內容物在尾氣吸收器153中進行洗氣，使用一部分來自再生器59的貧溶劑，通過泵62和物流17。貧胺物流103在冷卻器155中冷卻至約80°F，形成物流107并且被進料到尾氣吸收器153。尾氣吸收器一般地包含約12_16個板并且產生頂部物流152，其具有小于200ppmvH2S含量。尾氣吸收器中的C02下降(slip)—般地是80%-卯％。頂部物流152,其包含幾乎純的C02,在C02壓縮機78中進一步壓縮，形成一部分的C02產物物流44。為管道運輸，脫水裝置(未示)可以被添加以便最小化在寒冷氣候操作中的管道腐蝕。應該理解的是在這些方法和配置中，在合成氣工藝中產生的幾乎所有的C02都被回收用于C02掩埋。或者，尾氣吸收器頂部氣體可以被送到焚燒裝置進行硫的破壞，然后釋放到大氣中。尾氣吸收器底部物流104通過泵154泵送，形成物流105并且作為半貧胺進料到一級吸收器。物流105還可以被進一步冷卻(未示)以便提高在一級吸收器中的酸性氣體吸收。借助于半貧胺，貧胺溶液流速(物流8)，和再生再沸器61負荷被顯著地降低。對于C02吸收器段，使用物理溶劑如碳酸異丙烯酯和聚乙二醇的醚是優選的，相比于胺來說，以便能量節約。在圖2和3中前述的閃蒸溶劑再生的相同方法這里適用。也應注意圖4中所示的尾氣單元和吸收器配置適用于圖2的前述配置。相對于剩余的組分和配置，在圖4中相同的考慮和預期適用于圖3的相似項目。因此，已經公開了從合成氣生產C02和H2的具體的實施方案和應用。然而對于本領域技術人員應當是顯然的是，在不背離本文中的發明構思的情況下，除了已經描述的以外的許多更進一步的改變是可行的。本發明主題，因此，在除了所附權利要求的精神以外，不受局限。此外，在解釋說明書和權利要求中，全部術語應該以符合上下文關系的最寬泛的可行方式進行解釋。特別地，術語"包括"和"包含"應該解釋為以非排他方式談及元件、組分或步驟，表明可以存在或^吏15用所談及的元件、組分或步驟，或者它們與未特意談及的其它元件、組分或步驟相結合。權利要求1.一種裝置，其包括氣化單元，其被配置以產生合成氣；脫硫段，其流體連接到氣化單元來接收合成氣，其中脫硫段包括一級吸收器、COS水解單元和二級吸收器；其中一級吸收器在COS水解單元的上游，并且其中COS水解單元在二級吸收器的上游；其中一級和二級吸收器被配置以在第一溶劑中吸收來自合成氣的H2S而由此產生脫硫的合成氣；脫碳段，其流體連接到脫硫段來接收脫硫合成氣并且包括CO2吸收器，后者被配置以吸收來自脫硫合成氣的CO2并且以生產H2產物物流，使用第二溶劑；和其中脫硫段被配置以通過汽提來再生第一溶劑并且其中脫碳段被配置以通過閃蒸來再生第二溶劑。2.權利要求1的裝置，其中一級和二級吸收器被配置以允許將來自二級吸收器的底部流體作為半貧溶劑進料到一級吸收器的中間位置。3.權利要求l的裝置，其進一步包括H2S清除劑單元，其流體連接在脫硫段和脫碳段之間。4.權利要求1的裝置，其中脫碳段被配置以允許將第二溶劑閃蒸至足以提供全部的在進入co2吸收器之前的第二溶劑的冷卻要求的程度。5.權利要求1的裝置，其中脫碳段包括液力渦輪，其被配置以從第二溶劑的減壓中提供電力給第二溶劑的溶劑泵。6.權利要求1的裝置，其中脫碳段進一步包括壓縮機，以被配置以允許壓縮閃蒸的C02至適用于液化和掩埋中的至少一個的壓力。7.權利要求1的裝置，其中氣化單元被配置以產生變換過的合成氣，并且其中第一和第二溶劑是相同的并且在脫硫段和脫碳段之間循環。8.權利要求7的裝置，其中C02吸收器流體連接到一級和二級吸收器中的至少一個，從而允許將一部分的來自C02吸收器的C02富集的第二溶劑進料到一級和二級吸收器中的至少一個。9.權利要求7的裝置，其中脫硫段包括第一和第二汽提塔，并且其中第一汽提塔被配置以允許從H2S富集的第一溶劑中脫除H2。10.權利要求9的裝置，其中第二汽提塔流體連接到C02吸收器，從而允許將來自第二汽提塔的再生過的第一溶劑進料到C02吸收器作為貧溶劑。11.權利要求IO的裝置，其進一步包括制硫裝置，該制硫裝置流體連接到第二汽提塔并且被配置以接收來自第二汽提塔的富H2S塔頂產物。12.權利要求7的裝置，其進一步包括膨脹設備和閃蒸容器，其連接到一級吸收器并且被配置以允許分離co2與一級吸收器的富溶劑。13.權利要求1的裝置，其中氣化單元被配置以產生未變換過的合成氣，并且其中該裝置進一步包括變換反應器，其流體連接在一級和二級吸收器之間并且#皮配置以從一級吸收^荅接收部分脫石危的合成氣14.權利要求13的裝置，其中第一溶劑是化學溶劑，而第二溶劑是物理溶劑。15.權利要求13的裝置，其進一步包括膨脹設備和閃蒸容器，其連接到一級吸收器并且被配置以允許分離co2與一級吸收器的富溶劑。16.權利要求15的裝置，其中閃蒸容器被配置以允許將閃蒸蒸氣進料到一級吸收器和燃燒器中的至少一個。17.權利要求13的裝置，其進一步包括尾氣吸收器，和制疏裝置與尾氣單元，后者連接到脫硫段并且被配置以允許將來自尾氣單元的尾氣進料到尾氣吸收器。18.權利要求16的裝置，其中尾氣吸收器被配置以接收來自汽提器的貧第一溶劑，并且其中尾氣吸收器還被配置以將半貧溶劑提供給一級吸收器。19.一種合成氣處理裝置，其包括氣化單元，其被配置以產生變換過的合成氣；脫硫段，其流體連接到氣化單元來接收合成氣，其中脫硫段包括一級吸收器、COS水解單元和二級吸收器；其中一級吸收器在COS水解單元的上游，并且其中COS水解單元在二級吸收器的上游；其中一級和二級吸收器被配置以在溶劑中吸收來自合成氣的H2S而由此產生脫硫的合成氣；脫碳段，其流體連接到脫硫段來接收脫硫合成氣并且包括C02吸收器，后者被配置以吸收來自脫硫合成氣的C02并且以生產H2產物物流，使用溶劑；和其中溶劑在脫硫段和脫碳段之間循環。20.—種合成氣處理裝置，其包括氣化單元，其被配置以產生未變換過的合成氣；脫硫段，其流體連接到氣化單元來接收合成氣，其中脫硫段包括一級吸收器、變換反應器、COS水解單元和二級吸收器；其中一級吸收器在COS水解單元的上游，并且其中COS水解單元在二級吸收器的上游；其中變換反應器流體連接在一級和二級吸收器之間并且被配置以接收來自一級吸收器的部分脫硫的合成氣；其中一級和二級吸收器被配置以在第一溶劑中吸收來自合成氣的H2S而由此產生脫硫的合成氣；和脫碳段，其流體連接到脫硫段來接收脫硫合成氣并且包括C02吸收器，后者被配置以吸收來自脫硫合成氣的C02并且以生產H2產物物流，-使用第二溶劑D全文摘要合成氣處理裝置，其被配置以在具有脫碳段和脫硫段的配置中從變換或未變換過的合成氣中除去亞硫化合物和二氧化碳。最優選地，在脫碳段中的溶劑通過閃蒸而再生和冷卻，而在脫硫段中通過汽提使用外部加熱來再生溶劑，更進一步優選的是在脫硫段中通過水解除去碳酰硫，并且這樣產生的硫化氫在下游的吸收器中除去。文檔編號B01D53/62GK101674875SQ200880006024公開日2010年3月17日申請日期2008年2月22日優先權日2007年2月22日發明者J·馬克,R·尼爾森申請人:氟石科技公司