Claims (37)
1. Способ удаления диоксида углерода (CO2) из синтез-газа, где синтез-газ содержит по меньшей мере водород (H2), монооксид углерода (CO), диоксид углерода (CO2) и воду (H2O), который предусматривает следующие стадии способа:1. A method for removing carbon dioxide (CO 2 ) from synthesis gas, wherein the synthesis gas contains at least hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ), and water (H 2 O), which includes the following process steps:
(a) обеспечение гигроскопичной среды для физической абсорбции;(a) providing a hygroscopic environment for physical absorption;
(b) по меньшей мере частичное удаление воды из синтез-газа путем охлаждения синтез-газа ниже точки росы воды и отделения конденсированной воды;(b) at least partially removing water from the synthesis gas by cooling the synthesis gas below the dew point of water and separating the condensed water;
(c) охлаждение среды для абсорбции;(c) cooling the absorption medium;
(d) удаление диоксида углерода из охлажденного синтез-газа посредством охлажденной среды для абсорбции на стадии физической абсорбции при повышенном давлении, где охлажденный синтез-газ и охлажденную среду для абсорбции подают в противотоке, причем получают синтез-газ, по меньшей мере частично очищенный от воды и диоксида углерода, и получают среду для абсорбции, нагруженную диоксидом углерода и частично совместно абсорбированными монооксидом углерода и водородом;(d) removing carbon dioxide from the refrigerated synthesis gas by means of a refrigerated absorption medium in a pressurized physical absorption step, wherein the refrigerated synthesis gas and the refrigerated absorption medium are fed in countercurrent, whereby a synthesis gas is obtained that is at least partially free of water and carbon dioxide, and obtain an absorption medium loaded with carbon dioxide and partially co-absorbed carbon monoxide and hydrogen;
(e) выпуск синтез-газа, по меньшей мере частично очищенного от воды и диоксида углерода, из способа;(e) the release of synthesis gas, at least partially purified from water and carbon dioxide, from the process;
(f) обработка нагруженной среды для абсорбции на множестве последовательно расположенных ступеней мгновенного испарения, где совместно абсорбированные монооксид углерода и водород удаляют из нагруженной среды для абсорбции на по меньшей мере одной первой ступени мгновенного испарения, а диоксид углерода удаляют из нагруженной среды для абсорбции на ступени мгновенного испарения, расположенной ниже по потоку от первой ступени мгновенного испарения;(f) treating the loaded absorption medium in a plurality of successive flash stages, where co-absorbed carbon monoxide and hydrogen are removed from the loaded absorption medium in at least one first flash stage, and carbon dioxide is removed from the loaded absorption medium in the stage flash evaporation located downstream of the first flash evaporation stage;
(g) сжатие до давления абсорбции и рециркуляция на стадию (d) монооксида углерода и водорода, полученных на стадии (f);(g) compression to absorption pressure and recycling to stage (d) carbon monoxide and hydrogen obtained in stage (f);
(h) выпуск диоксида углерода, полученного на стадии (f), из способа.(h) releasing the carbon dioxide obtained in step (f) from the process.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что воду удаляют из среды для абсорбции на стадии дистилляции, расположенной ниже по потоку от стадии (f). 2. Process according to claim 1, characterized in that water is removed from the absorption medium in a distillation step downstream of step (f).
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что стадию дистилляции для удаления воды осуществляют в течение некоторого времени, в частности, в течение некоторого времени в результате превышения пороговой концентрации воды в среде для абсорбции. 3. The method according to claim 2, characterized in that the distillation step for removing water is carried out for a certain time, in particular for a certain time as a result of exceeding the threshold water concentration in the absorption medium.
4. Способ по п. 2 или 3, отличающийся тем, что пары среды для абсорбции, полученные на стадии дистилляции, применяют в качестве отделителя для удаления диоксида углерода на ступени мгновенного испарения ниже по потоку в соответствии со стадией (f).4. Process according to claim 2 or 3, characterized in that the absorption medium vapor obtained in the distillation step is used as a carbon dioxide remover in the downstream flashing step according to step (f).
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ступень мгновенного испарения ниже по потоку характеризуется более низким давлением по сравнению с первой ступенью мгновенного испарения.5. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the downstream flashing stage has a lower pressure than the first flashing stage.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что среду для абсорбции, полученную на ступени мгновенного испарения ниже по потоку, рециркулируют на стадию физической абсорбции в соответствии со стадией (d) для повторной абсорбции диоксида углерода. 6. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the absorption medium obtained from the downstream flash stage is recycled to the physical absorption stage according to step (d) to reabsorb the carbon dioxide.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что синтез-газ на стадии способа выше по потоку от способа подвергают реакции конверсии водяного газа для увеличения выхода водорода с обогащением, таким образом, синтез-газа водой и диоксидом углерода.7. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the synthesis gas is subjected to a water gas shift reaction in the process step upstream of the process to increase the hydrogen yield, thereby enriching the synthesis gas with water and carbon dioxide.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что синтез-газ не содержит соединений серы в качестве примесей, в частности, не содержит сероводорода (H2S) и/или карбонилсульфида (COS) в качестве примеси.8. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the synthesis gas does not contain sulfur compounds as impurities, in particular it does not contain hydrogen sulfide (H 2 S) and/or carbonyl sulfide (COS) as impurities.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что синтез-газ не содержит цианида водорода (HCN) и/или аммиака (NH3) в качестве примеси. 9. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the synthesis gas does not contain hydrogen cyanide (HCN) and/or ammonia (NH 3 ) as an impurity.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что диоксид углерода не подвергают стадии высушивания после выпуска из способа в соответствии со стадией (h). 10. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon dioxide is not subjected to a drying step after being discharged from the process according to step (h).
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что диоксид углерода не подвергают стадии конденсации. 11. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the carbon dioxide is not subjected to a condensation step.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что способ не предусматривает стадию горячей регенерации для осуществления регенерации нагруженной среды для абсорбции. 12. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the method does not include a hot regeneration step for regenerating the loaded absorption medium.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что воду удаляют посредством охлажденной среды для абсорбции на дополнительной стадии физической абсорбции при повышенном давлении. 13. A method according to any one of the preceding claims, characterized in that the water is removed by means of a chilled absorption medium in an additional physical absorption step at elevated pressure.
14. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что представленная гигроскопичная среда для физической абсорбции содержит метанол, или по сути состоит из метанола, или состоит из метанола. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the present hygroscopic physical absorption medium contains methanol, or essentially consists of methanol, or consists of methanol.
15. Способ по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что гигроскопичная среда для физической абсорбции содержит N-метил-2-пирролидон (NMP), или по сути состоит из NMP, или состоит из NMP. 15. The method according to any one of paragraphs. 1-14, characterized in that the hygroscopic medium for physical absorption contains N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), or essentially consists of NMP, or consists of NMP.
16. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что после выпуска из способа в соответствии со стадией (h), диоксид углерода сжимают, и необязательно сжижают, и затем хранят или направляют для последующего применения. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that, after exiting the process according to step (h), the carbon dioxide is compressed and optionally liquefied and then stored or sent for later use.
17. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что инертный газ, в частности, азот (N2), применяют в качестве отделителя для удаления диоксида углерода на ступени мгновенного испарения ниже по потоку в соответствии со стадией (f).17. A process according to any one of the preceding claims, characterized in that an inert gas, in particular nitrogen (N 2 ), is used as a separator to remove carbon dioxide in the downstream flash stage according to step (f).
18. Установка для удаления диоксида углерода (CO2) из синтез-газа, где синтез-газ содержит по меньшей мере водород (H2), монооксид углерода (CO), диоксид углерода (CO2) и воду (H2O), которая содержит следующие компоненты установки, находящиеся в сообщении друг с другом по текучей среде:18. Installation for removing carbon dioxide (CO 2 ) from synthesis gas, where the synthesis gas contains at least hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O), which contains the following plant components in fluid communication with each other:
(a) средства для охлаждения синтез-газа ниже точки росы воды;(a) means for cooling the synthesis gas below the dew point of water;
(b) средства для отделения воды, конденсированной из синтез-газа;(b) means for separating water condensed from the synthesis gas;
(c) средства для охлаждения гигроскопичной среды для физической абсорбции;(c) means for cooling the hygroscopic medium for physical absorption;
(d) абсорбционную колонну для подачи в противотоке охлажденного синтез-газа, очищенного от воды, и охлажденной среды для абсорбции при повышенном давлении для удаления диоксида углерода из синтез-газа, причем получаемым является синтез-газ, по меньшей мере частично очищенный от воды и диоксида углерода, и получаемой является среда для абсорбции, нагруженная диоксидом углерода и частично совместно абсорбированными монооксидом углерода и водородом;(d) an absorption column for supplying in countercurrent chilled synthesis gas freed from water and a chilled absorption medium at elevated pressure to remove carbon dioxide from the synthesis gas, wherein the resulting synthesis gas is at least partially free of water, and carbon dioxide, and the resulting is an absorption medium loaded with carbon dioxide and partially co-absorbed carbon monoxide and hydrogen;
(e) средства для выпуска синтез-газа, очищенного от воды и диоксида углерода, из установки;(e) means for discharging the water and carbon dioxide free synthesis gas from the plant;
(f) множество последовательно расположенных ступеней мгновенного испарения, содержащих первую ступень мгновенного испарения для удаления совместно абсорбированных монооксида углерода и водорода из нагруженной среды для абсорбции, и содержащих ступень мгновенного испарения, расположенную ниже по потоку от первой ступени мгновенного испарения, для удаления диоксида углерода из нагруженной среды для абсорбции; (f) a plurality of flashing stages arranged in series, comprising a first flashing stage for removing co-absorbed carbon monoxide and hydrogen from the loaded absorption medium, and comprising a flashing stage downstream of the first flashing stage for removing carbon dioxide from loaded environment for absorption;
(g) компрессор для сжатия монооксида углерода и водорода, удаленных из нагруженной среды для абсорбции, и для рециркуляции сжатых монооксида углерода и водорода в абсорбционную колонну (c);(g) a compressor for compressing the carbon monoxide and hydrogen removed from the loaded absorption medium and for recycling the compressed carbon monoxide and hydrogen to the absorption column (c);
(h) средства для выпуска диоксида углерода, удаленного из нагруженной среды для абсорбции, из установки.(h) means for releasing the carbon dioxide removed from the loaded absorption medium from the plant.
19. Установка по п. 18, отличающаяся тем, что ниже по потоку от множества последовательно расположенных ступеней (f) мгновенного испарения расположено устройство для дистилляции для удаления воды из среды для абсорбции. 19. Plant according to claim 18, characterized in that downstream of the plurality of successive flashing stages (f) is a distillation device for removing water from the absorption medium.
20. Установка по п. 19, отличающаяся тем, что установка содержит средства для извлечения паров среды для абсорбции из устройства для дистилляции и средства для введения паров среды для абсорбции на ступень мгновенного испарения, расположенную ниже по потоку от первой ступени мгновенного испарения, для применения паров среды для абсорбции в качестве отделителя.20. Apparatus according to claim 19, characterized in that the apparatus comprises means for extracting vapors of the absorption medium from the distillation apparatus and means for introducing vapors of the absorption medium into a flashing stage downstream of the first flashing stage for use vapors of the absorption medium as a separator.
21. Применение способа по любому из пп. 1-17 или установки по любому из пп. 18-20 для отделения диоксида углерода от не содержащего серы синтез-газа. 21. Application of the method according to any one of paragraphs. 1-17 or installation according to any one of paragraphs. 18-20 for separating carbon dioxide from sulfur-free synthesis gas.