專利名稱：脫硫的方法和裝置的制作方法
脫硫的方法和裝置描述本發明涉及脫硫方法，其中氣體混合物經歷分離過程以分離出酸性的氣體成分， 在該分離過程中形成含二氧化碳和硫化合物特別是硫化氫的酸性氣體。在該方法中，首先用適合的吸收劑從氣流除去酸性的氣體成分，并由此與有用的氣體成分分離。在將輸入環路中的吸收劑再生的情況下，所含有的酸性氣體成分被釋放，然后輸送到克勞斯裝置 (Claus Anlage)0克勞斯法通常通過用空氣燃燒酸性氣體來進行，其中硫化氫(H2S)與燃燒用空氣中所包含的氧氣(O2)反應生成單質硫和水(H2O),并且其中通過隨后在冷凝器中冷卻分離出單質硫(S) (Ullmann' s kl Opadieder technischen Chemie，第 10 卷，第 4 版，1975， 第594頁)。采用已知的克勞斯法，通常可以獲得直至98%的收率。為了實現殘余氣體的額外純化，它可經歷殘余氣體純化過程。雖然克勞斯法中生成的單質硫可被取出和商業利用，但經純化的殘余氣體通常未被利用地排放到環境。作為所謂的溫室氣體，二氧化碳促成全球溫室效應，因而存在避免二氧化碳的額外釋放的需要。此外，目前，還已知需要大量二氧化碳作為工藝氣體的方法。例如，二氧化碳可用于在油回收(GlfSrderung )的情況下增加收率，其中將二氧化碳注入到貯油器中(“增加的油回收”，E0R)。對于封存(kquestrierung) 二氧化碳以避免排放和用于工業利用而言，必需通常將二氧化碳以相當大的耗費與其它成分例如氮氣分離。文獻EP 0 059 412 A2涉及用于調節燃燒過程特別是克勞斯裝置的操作中的載氣量的方法，其中所形成的殘余氣體以常規方式被排放到環境。為了達到最佳燃燒，設計為， 輸入空氣和工業純氧氣，其中空氣和工業純氧氣的比例適合于每種情況下存在于燃燒氣中的惰性氣體份額。術語“工業純氧氣”指絕大部分由氧氣組成并在常規大規模工業制備方法中形成的氣體。純度通常大于90%，低溫分解法中的純度典型地是至少98%。從H. Fischer 在 Chemie-Ing. -Techn.，第 39 卷，1967，515-520 頁的論文還已知， 對于酸性氣體的轉化，當硫化氫的份額在20體積％至約5體積％之間時，向克勞斯裝置提供工業純氧氣，以便獲得足夠高的燃燒溫度。在此，殘余氣體也以常規方式作為廢氣被釋放。本發明的目的在于提供具有開篇所述的特征的方法，其使得可以低耗費地利用酸性氣體中所含的二氧化碳。該目的根據本發明通過專利權利要求1的方法實現。根據本發明，應以盡可能純的形式分開地提取酸性氣體中包含的硫成分級分和二氧化碳級分。用現有技術已知的方法，這種盡可能純的分離只有在非常高的耗費下才是可能的，因為已知的吸收方法不能以高選擇性從氣體混合物一方面分開分離硫成分而另一方面分開分離二氧化碳。但是，與此相比，組合酸性氣體級分中的二氧化碳和硫成分的組合分離是較簡單的，為了進一步處理， 將組合酸性氣體級分輸送到克勞斯裝置，然后在本方法的范圍內被成本有利地轉化為單質硫和二氧化碳。對于二氧化碳和硫成分的組合分離，例如可以采用發揮化學和物理作用的洗滌法。根據本發明，只向克勞斯裝置輸入工業純氧氣作為含氧反應氣體。由此，以尤其有
3利的方式實現了，在處理酸性氣體時，沒有輸入在之后必需以高耗費與二氧化碳分離的惰性氣體成分。在本方法的優選實施方案范圍內提供了當在燃燒室內超過最大允許燃燒溫度時， 一部分工藝自身的殘余氣體在克勞斯裝置的下游側排出并為了冷卻而與工業純氧氣一起被輸送到燃燒室。通過所述的措施，燃燒過程的精確控制是可能的，而未不利地影響二氧化碳濃縮。在基本上由二氧化碳和硫成分尤其是&S、COS和硫醇組成的酸性氣體的情況中， 由此可實現盡可能完全分離。在克勞斯工藝中通過硫成分與氧氣反應生成的水和單質硫被從殘余氣體冷凝出來，從而實現二氧化碳顯著濃集。為了至少盡可能除去仍殘留的硫化合物殘余，離開克勞斯裝置的殘余氣體可經歷下游氣體純化過程。例如，可以提供氫化，其中將殘余氣體中所包含的除了之外的硫成分氫化為&S。然后將殘余氣體驟冷，并進行選擇性洗滌，優選用化學吸收劑，從而盡可能除去殘余氣體中仍存在的&S。在硫成分額外去除后，殘余氣體基本由二氧化碳、水和少量一氧化碳和氫氣組成。例如，SG0T 法(殼牌尾氣處理)適合作為殘余氣體純化方法。為了將氫氣和/或一氧化碳轉化為水和/或二氧化碳，可提供殘余氣體與工業純氧氣的后燃燒，優選催化地進行后燃燒。如果最初輸送到克勞斯裝置的酸性氣體基本由硫化合物和二氧化碳組成，那么在進行殘余氣體純化過程和后燃燒以除去氫和/或一氧化碳之后，殘余氣體幾乎僅含純二氧化碳和水蒸汽，水蒸汽在殘余氣體的進一步處理中被冷凝出。此外，也可采用將氣體干燥的已知方法以便進一步減少含水量。通常將除去水后基本由二氧化碳組成的殘余氣體壓縮或液化用于封存，即特別是在地質層組如石油礦層、天然氣礦層、蓄水層(Aquiferen )、煤層中或在深海中存儲，或者用于工業利用，其中特別是也可以設計為臨時儲存或運輸二氧化碳。取決于所提供的二氧化碳的進一步應用，氣態中的純度適宜為80體積％、優選90體積％、尤其優選95體積％。除了氫和/或一氧化碳與工業純氧氣的后燃燒之外或作為替代，也可通過改變殘余氣體的壓力和/或溫度實現除去上面所列成分。例如，可以設計為，在進行殘余氣體純化過程后，借助氣體冷凝器和驟冷塔使殘余氣體脫除絕大部分水蒸汽，然后壓縮以使二氧化碳液化。然后可以在適合的分離裝置中將一氧化碳和氫氣從液化二氧化碳除去。如果輸送到克勞斯裝置的酸性氣體除了二氧化碳和硫成分之外還含有惰性氣體成分，那么至少可以使下游分離的耗費小，因為在本發明的脫硫方法中，沒有輸入額外的惰性氣體成分。根據本發明提供的工業純氧氣的應用使得以尤其有利的方式在給定量酸性氣體的情況下，也能夠實現克勞斯裝置和任選提供的用于殘余氣體純化的裝置的較小尺寸，從而可補償提供工業純氧氣必需的附加成本。本發明的主題還有實施權利要求11的方法的裝置。除了常規部件之外，所述裝置特別是還包括連接管線，其將克勞斯裝置的燃燒室入口與克勞斯裝置下游的氣體管道或與克勞斯裝置下游的殘余氣體儲存容器連接。此外，在入口處連接管線上設置控制單元，以便控制工藝自身的殘余氣體的混合。
權利要求
1.脫硫方法，在該方法中氣體混合物經歷分離過程以分離出酸性的氣體成分，在該分離過程中形成了含二氧化碳和硫化合物特別是硫化氫的酸性氣體，在該方法中為了分離單質硫，將酸性氣體輸送到克勞斯裝置，在該方法中離開克勞斯裝置的殘余氣體經歷進一步分離，在此，克勞斯法中產生的水被至少部分地除去，在該方法中僅工業純氧氣作為含氧反應氣體被輸送到克勞斯裝置，在該方法中將二氧化碳以使得能夠直接封存或工業利用的純度從克勞斯裝置下游排出。
2.權利要求1的方法，其特征在于，在燃燒室中超過最大允許燃燒溫度的情況下，向克勞斯裝置輸送關于克勞斯裝置下游側排出的一部分工藝自身的殘余氣體的混合物。
3.權利要求1或2的方法，其特征在于，在所述分離過程中所有的酸性氣體成分一起被從氣體混合物分離出來，并以組合級分形式作為酸性氣體提取。
4.權利要求1至3中任一項的方法，其特征在于，所述分離過程包括用物理和/或化學吸收劑洗滌氣體混合物和使吸收劑再生。
5.權利要求1至4中任一項的方法，其特征在于，離開克勞斯裝置的殘余氣體經歷殘余氣體純化過程，特別是SCOT 過程，以便至少盡可能地除去硫化合物殘余。
6.權利要求1至5中任一項的方法，其特征在于，離開克勞斯裝置的殘余氣體在殘余氣體純化過程內被冷卻，從而水蒸汽被冷凝出來并從殘余氣體分離。
7.權利要求1至6中任一項的方法，其特征在于，為了除去氫和/或一氧化碳，將殘余氣體經歷與工業純氧氣的后燃燒，且優選經歷催化后燃燒。
8.權利要求1至7中任一項的方法，其特征在于，殘余氣體被液化。
9.權利要求8的方法，其特征在于，將殘余含量的一氧化碳、氫和/或其它惰性氣體與二氧化碳蒸餾分離。
10.權利要求1至9中任一項的方法，其特征在于，將殘余氣體壓縮以進一步利用。
11.實施權利要求1至10中任一項的方法的裝置，其包括吸收塔，與吸收塔相連的吸收劑環路，借助該環路可以將吸收劑進給到吸收塔，用于處理吸收劑的再生裝置，用于再生裝置中所釋放的酸性氣體的脫硫的克勞斯裝置，其中設置了將克勞斯裝置的燃燒室入口與克勞斯裝置下游的氣體輸送管線或與克勞斯裝置下游的殘余氣體儲存容器連接的連接管線，并且在入口處連接管線上設置控制單元，以便在入口處控制工藝自身的殘余氣體的混合。
全文摘要
本發明涉及脫硫方法，其中氣體混合物經歷分離過程分離出酸性的氣體成分，在該分離過程中形成含二氧化碳和硫化合物特別是硫化氫的酸性氣體，為了分離單質硫，將酸性氣體輸送到克勞斯裝置，離開克勞斯裝置的殘余氣體經歷進一步分離，其中克勞斯工藝中形成的水被至少部分除去，僅工業純氧氣作為含氧反應氣體被輸送到克勞斯裝置，將二氧化碳以使得能夠直接封存或工業利用的純度從克勞斯裝置下游排出。
文檔編號B01D53/14GK102177089SQ200980139510
公開日2011年9月7日 申請日期2009年10月5日 優先權日2008年10月6日
發明者J·曼澤爾, O·沃恩莫斯滕 申請人:猶德有限公司