專利名稱：除去氣流中雜質的方法
技術領域：
本發明提供一種除去氣流中雜質的方法，更具體而言，本發明提供一種除去二氧 化碳氣流中氰化氫的方法。
背景技術：
在各種氣流中，氰化氫(HCN)的存在會引起一些諸如氣體產物質量、產生自氣體 的末端(end stream)產品以及污染的問題。特別是在某些特定的氣流中，比如那些來自煤 氣化的氣流，含有較少但明顯足夠量的HCN，必須在氣體用于下游工藝之前被處理。飲料級二氧化碳，如中國上海林德二氧化碳有限公司(Linde Carbonic Co. Ltd) 生產的，使用了來自煤氣化的氣流。二氧化碳產物中HCN的含量在3 4ppm左右，相對高 于中國的國家食物級別標準，后者只允許0. 5ppm(測試管無法測出的)。在二氧化碳氣流可 被用于食品級的操作之前，必須降低較高的HCN含量。美國專利4505881公開了現有技術中除去HCN的方法，其中氣流中的HCN的除去 是通過與多硫化銨溶液反應，在溶液中形成硫氰酸銨，分解多硫化銨并且從硫氰酸銨中沉 淀硫來實現的。循環或回收硫和水解產物也是可預期的。待審的美國專利申請2006/0272502中除去二氧化硫、HCN和硫化氫的方法，是通 過將含有這些雜質的氣流與水解催化劑在水存在下接觸。用⑶X(促進氧化鋁基吸附劑) 吸附HCN被應用于從氣流中分離HCN。CDX被裝填入兩個床中，約每六個月更換一次。這些方法的局限是需要多個步驟并且以一種難處理的方式替換吸附材料。需要一 種更經濟理想的方法。本發明利用一種吸附劑除去二氧化碳氣流中的痕量HCN以生產飲料 級的二氧化碳。該市售吸附劑可以是NaY型分子篩。NaY型分子篩是一種帶有Y型晶體結構鈉鹽的堿金屬硅鋁酸鹽，其化學式為 Na56[(AlO2)56(SiO2)136]XH2O0這種材料能夠吸收臨界直徑不多于10埃的分子。本發明提供一種除去HCN的方法，該方法不需要多個去除步驟或復雜的床層替換 技術。
發明內容
本發明提供一種除去氣流中HCN的方法，該方法包括使氣流與NaY分子篩接觸。本發明還提供一種除去二氧化碳氣流中HCN的方法，該方法包括使氣流與NaY分 子篩接觸。氣流或二氧化碳氣流中氰化氫的含量一般在約0. 5到約20ppm之間。本發明可以 降低氰化氫的量并可以制造飲料級質量的二氧化碳。NaY分子篩材料可以被填入要處理的氣流流經的柱或床中。NaY分子篩也可以與 具有除去其他污染物效力的其他吸附劑材料一起呈層狀填入床中。本發明的方法也可以在 其他雜質清除單元的下游使用，同時除去硫化氫、cos、水和其他雜質。
圖1是一個同時除去硫化氫、COS、乙醇和有機化合物與HCN的二氧化碳凈化工藝示意圖。圖2是氰化氫的百萬分率濃度對實驗天數的圖表。
具體實施例方式附圖是二氧化碳的凈化過程示意圖。硫化氫、COS、乙醇和有機化合物也在該過程 中被除去。原料氣體是來自焦化廠的甲醇合成尾氣。原料氣體中HCN含量約為0. 5 5ppm。 目前的HCN去除方法僅產生約0. 5 5ppm的量作為二氧化碳中HCN的最終含量。現代的 國家食物級標準比如中國僅允許最高為0. 5ppm(測試管無法測出的)。測試管feistec NO. 12L用于測試二氧化碳氣流中的HCN含量，其測試范圍在0. 2 7ppm范圍內且測試限度是0. lppm。測試結果通過ISBT標準方法校準。選用兩種分子篩，用來將二氧化碳產品流中的0. 5 5ppm的HCN降低到小于 0. 5ppm。用具有950mm內徑，1750mm有效高度的兩個現有3A型沸石分子篩柱，在22巴的操 作壓力和250°C的操作溫度下，測試吸附劑的性能。每一個柱子的第一層裝填約1. 2米深 的3A型沸石分子篩，第二層裝滿測試吸附劑。在圖1所示的二氧化碳凈化工藝示意圖中， 吸附柱是一個3A和NaY分子篩的雙層吸附柱。在未加工的二氧化碳中存在一系列可能的雜質。每一種這類雜質的性質和量都依 賴于二氧化碳氣流的來源。這些可能的雜質的來源的例子有濕氣，油，H2S, COS, NH3, NCH,乙 醇，乙醛，氮氧化物，空氣和烴類化合物，比如苯和甲烷。圖1代表了一個用于二氧化碳生產裝置的上述雜質凈化系統的簡單工藝。來自甲 醇合成廠的粗二氧化碳首先通過一個預冷卻裝置，并進入一個催化氧化系統將氧化成 二氧化硫。離開催化氧化系統之后，氣流通過壓縮步驟(由壓縮機和冷凝器組成)并除去 游離水。在經過濾油器之后，氣流進入COS柱，在其中COS與氣流中的氧氣在高溫下反應形 成S02。經過冷卻和水洗后，氣流進入PPM柱(高錳酸鉀水溶液)除去溶解的化學品，比如 醇，醛和氧化氮。在水洗除去氣流中殘留的PPM，氨冷卻除油后，氣流進入AC(活性炭)柱。 在AC柱內，除去烴類化合物和其它致臭的化學品。吸附劑系統處于熱變換吸附模式，即，一 個床用于吸附，同時另一個床用熱氣流再生和/或在接下來的吸附循環之前被冷卻。3A分子篩柱用作干燥器以除去濕氣。氣流(不含硫、烴類化合物和水)進入CO2液化器，其中不凝結物(例如，02，隊和 CH4)通過蒸餾分離并從液態(X)2中排出。在NaY分子篩上吸附HCN可以合理地預期為不可逆的，即，等溫吸附線是矩形的。 HCN是強酸，NaY分子篩是弱堿性材料，所以用過的NaY分子篩在正常工作狀態下難于恢復。因此，3A分子篩層的再生和NaY分子篩層的除濕基于一個960分鐘的循環時間，其 中480分鐘用于生產，480分鐘用于再生。該再生方法包括七步切換，通風，吹掃，加熱，空 氣冷卻，二氧化碳冷卻和增壓。一個循環的時間分布如表1所示。表1 一個循環的時間分布(步驟2到8用于再生)
權利要求
1.一種除去氣流中氰化氫的方法，該方法包括使所述氣流通過NaY分子篩。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述氣流是二氧化碳。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，存在于所述氣流中的所述氰化氫的量在約 0. l-20ppm 之間。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，所述二氧化碳氣流在接觸了所述NaY分子篩后含 有少于0. 5ppm的氰化氫。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述NaY分子篩被裝填到容器中，該容器選自柱 和床。
6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述容器包含兩個或多個吸附劑層。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述容器中存在所述NaY分子篩和另一種吸附劑。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述另一種吸附劑除去所述二氧化碳氣流中的 其他雜質。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，所述其他雜質選自硫化氫、COS和水。
10.根據權利要求4所述的方法，其中，所述容器位于其他雜質去除單元的下游。
11.一種生產飲料級質量二氧化碳的方法，該方法包括使含氰化氫的二氧化碳氣流與 NaY分子篩接觸。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述飲料級質量的二氧化碳含有少于0.5ppm氰化氫。
13.根據權利要求11所述的方法，其中，所述NaY分子篩被裝填到容器中，該容器選自 柱和床。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，所述容器包含兩個或多個吸附劑層。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，所述容器中存在所述NaY分子篩和另一種吸附劑。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述另一種吸附劑除去所述二氧化碳氣流中 的其他雜質。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述其他雜質選自硫化氫、COS和水。
18.根據權利要求13所述的方法，其中，所述容器位于其他雜質去除單元的下游。
全文摘要
本發明涉及除去氣流中雜質的方法，公開了一種從二氧化碳氣流中除去氰化氫的方法。二氧化碳氣流與NaY分子篩材料接觸，該材料吸附氰化氫到低于0.5ppm的水平。可以通過本方法生產飲料級二氧化碳。
文檔編號B01D53/46GK102049169SQ20091024684
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月27日 優先權日2009年10月27日
發明者J·庫克, 嚴永城, 何東暉, 修國華, 劉遠, 張偉 申請人:琳德股份公司