Спосіб видалення кислих газів із потоку текучого середовища і спосіб переобладнання установки для видалення кислих газів із потоку текучого середовища

1. Спосіб видалення кислих газів із потоку текучого середовища, при якому a) потік текучого середовища у контакті з абсорбційним засобом, що містить водний розчин принаймні одного аміну, пропускають через першу абсорбційну зону у нижній частині абсорбера, причому видаляють основну кількість кислих газів, і потік текучого середовища пропускають через другу абсорбційну зону у верхній частині абсорбера, причому видаляють наступну кількість кислих газів та верхня частина має менший поперечний переріз, ніж нижня частина, b) насичений абсорбційний засіб подають до першої регенераційної зони регенераційної колони, причому отримують частково регенерований абсорбційний засіб, і частину частково регенерованого абсорбційного засобу подають до першої абсорбційної зони, c) іншу частину часткового регенерованого абсорбційного засобу подають до другої регенераційної зони регенераційної колони, причому отримують регенерований абсорбційний засіб, і d) частину регенерованого абсорбційного засобу подають до першої абсорбційної зони, а іншу частину регенерованого абсорбційного засобу подають до другої абсорбційної зони. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що у колоні перша регенераційна зона розміщена над другою регенераційною зоною, і першу регенераційну зону нагрівають висхідними парами із другої регенераційної зони. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що частково регенерований абсорбційний засіб, що подають від першої регенераційної зони до 2 (19) 1 3 93541 4 13. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що абсорбційний засіб містить водний розчин метилдіетаноламіну і аміноетоксіетанолу. 14. Спосіб за п. 10, який відрізняється тим, що абсорбційний засіб містить водний розчин метилдіетаноламіну і 2-аміно-1-бутанолу. 15. Спосіб переобладнання установки для видалення кислих газів із потоку текучого середовища, причому установка містить (і) абсорбер з першою абсорбційною зоною і другою абсорбційною зоною, (іі) регенераційну колону з виконаною у вигляді колони для зниження тиску верхньою частиною і нижньою частиною, причому поперечний переріз нижньої частині є меншим, ніж поперечний переріз верхньої частини, (ііі) трубопровід для подачі регенерованого абсорбційного засобу із зумпфа регенераційної колони до другої абсорбційної зони, (iv) трубопровід для подачі частково регенерованого абсорбційного засобу із нижнього кінця колони для зниження тиску до першої абсорбційної зони, і (v) трубопровід для подачі насиченого абсорбційного засобу із зумпфа абсорбера до верхнього кінця колони для зниження тиску, при якому у верхню частину колони для зниження тиску встановлюють уловлювальну тарілку таким чином, що вона поділяє колону для зниження тиску на першу регенераційну зону і другу регенераційну зону, і трубопровід для подачі частково регенерованого абсорбційного засобу від уловлювальної тарілки до першої абсорбційної зони, а також встановлюють розподільник для розподілення регенерованого абсорбційного засобу між першою та другою абсорбційною зоною. 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що уловлювальна тарілка поділяє ступені розділення, розміщені над уловлювальною тарілкою, і ступені розділення, розміщені під уловлювальною тарілкою, у співвідношенні від 1:10 до 1:3. 17. Спосіб за п. 15 або 16, який відрізняється тим, що нижню частину регенераційної колони звільняють від вбудованих конструктивних елементів. 18. Спосіб за одним із пп. 15-17, який відрізняється тим, що встановлюють теплообмінник, за допомогою якого частково регенерований абсорбційний засіб, що подають від першої регенераційної зони до другої регенераційної зони, попередньо підігрівають шляхом опосередкованого теплообміну з регенерованим абсорбційним засобом, відведеним із другої регенераційної зони. 19. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що між регенераційною колоною і розподільником встановлюють охолоджувач, за допомогою якого охолоджують регенерований абсорбційний засіб. 20. Спосіб за одним із пп. 15-19, який відрізняється тим, що установку заповнюють абсорбційним засобом, що містить водний розчин моноетаноламіну (МЕА), метиламінопропіламіну (МАРА), піперазину, діетаноламіну (DEA), триетаноламіну (TEA), діетилетаноламіну (DEEA), діізопропіламіну (DIPA), аміноетоксіетанолу (АЕЕ), диметиламінопропанолу (DIMAP) і метилдіетаноламіну (MDEA), метилдіізопропаноламіну (MDIPA), 2-аміно-1бутанолу (2-АВ) або їх суміші. 21. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що установку заповнюють абсорбційним засобом, що містить водний розчин метилдіетаноламіну і піперазину. 22. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що установку заповнюють абсорбційним засобом, що містить водний розчин метилдіетаноламіну і метиламінопропіламіну. 23. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що установку заповнюють абсорбційним засобом, що містить водний розчин метилдіетаноламіну і аміноетоксіетанолу. 24. Спосіб за п. 20, який відрізняється тим, що установку заповнюють абсорбційним засобом, що містить водний розчин метилдіетаноламіну і 2аміно-1-бутанолу. Винахід стосується способу видалення кислих газів із аерозольного потоку і способу переобладнання установки для видалення кислих газів із аерозольного потоку. У численних процесах хімічної промисловості виникають аерозольні потоки, що містять кислі гази, такі як СО2, H2S, SO2, CS2, HCN, COS або меркаптани. У разі таких аерозольних потоків може йтися, наприклад, про такі газові потоки, як природний газ, газ, отримуваний при переробці нафти, синтезний газ, димовий газ або реакційні гази, що виникають при компостуванні відходів, що містять органічні речовини. Видалення кислих газів з різних причин має особливе значення. Основу синтезу аміаку методом Хабера-Боша (Haber-Bosch) становлять елементи азот і водень. Водень отримують переважно із природного газу шляхом парового розщеплення. При температурі 700-900С природний газ у реформері після попереднього видалення сірки на ка талізаторі із оксиду нікелю і оксиду алюмінію за допомогою водяної пари перетворюють на водень і монооксид вуглецю. Отриманий монооксид вуглецю на каталізаторі із оксиду міді(ІІ) і оксиду цинку за допомогою водяної пари перетворюють на водень і діоксид вуглецю. Після цього діоксид вуглецю видаляють, внаслідок чого отримують чистий водень. Вміст сірчаних сполук у природному газі відповідними методами обробки має бути зменшений безпосередньо біля джерела газу, оскільки сірчані сполуки із водою, що часто супроводжує природний газ, утворюють кислоти, які викликають корозію. Тому для транспортування природного газу трубопроводом мають бути дотримані попередньо задані граничні значення вмісту сірковмісних забруднень. Реакційні гази, що виникають при оксидуванні органічних матеріалів, таких як органічні відходи, вугілля чи нафта, або при компостуванні органічних речовин, мають бути видалені з метою 5 запобігання виділення газів, що можуть забруднювати природу або впливати на клімат. Для видалення кислих газів застосовують промивання розчинами неорганічних або органічних основ. При розчиненні кислих газів у абсорбційному засобі утворюються іони з основами. Абсорбційний засіб може бути регенерований шляхом зменшення тиску або випарювання, причому іони знову реагують до кислих газів і/або відводяться з парою. Після регенерації абсорбційний засіб знову може бути використаний. У способі, відомому як процес Бенфілда (Benfield) або Hot Pot-спосіб (спосіб „гарячого поташу"), як абсорбційний засіб використовують гарячий розчин поташу (карбонату калію). Видалення діоксидів вуглецю базується на такому рівнянні: СО2 + Н2О + К2СО3  2 КНСО3 Видалення сірководню може бути проілюстроване таким рівнянням: H2S + К2СО3  KHS + КНСО3 Карбонат калію має обмежену розчинність у воді; тому для уникнення осадження солі водний розчин поташу має витримуватися при високій температурі. Назва „гарячий поташ" ("Hot Pot") вказує на високу температуру, при якій зазвичай здійснюють спосіб. Швидкість абсорбції у розчині карбонату кальцію обмежена швидкістю реакції між діоксидом вуглецю і гідроксильним іоном. Для того, щоб обійти вимогу тривалого часу контактування і великої висоти абсорбційної башти, для прискорення цієї реакції використовують різні активатори. Цими активаторами є здебільшого первинні або вторинні аміни, роль яких полягає у прискоренні утворення гідрокарбонату шляхом проміжного утворення іона карбамату. Карбамати є висококорозійними. У разі Hot Pot-процесу ця обставина значною мірою посилюється через високі температури, при яких здійснюють процес. Тому більшість установок, що працюють за Hot Pot-способом, зазнають суттєвої корозії деталей, виготовлених із сталі. Були вчинені спроби пригнічення корозії шляхом введення інгібіторів корозії, таких як сполуки миш'яку або метаванадату калію. Хоча ці інгібітори корозії і здійснюють ефективне пасивування металевих поверхонь, одначе сполуки миш'яку і ванадію є дуже отруйними і представляють серйозну загрозу довкіллю у разі виходу абсорбційного засобу назовні. До того ж, необхідне витратне у часі пасивування слід здійснювати після кожної зупинки в експлуатації установки. Крім того, амінні активатори у гарячому розчині карбонату калію не особливо стабільні. Часто продукти розкладання амінів підвищують корозійність абсорбційного засобу. Крім того, відбувається осадження продуктів розкладання, які забивають трубопроводи і тарілки колони. До того ж, продукти розкладання ведуть до спінювання абсорбційного засобу. Поряд із Hot Pot-способом відомі способи видалення кислих газів із аерозольних потоків, при яких як абсорбційний засіб використовують водні розчини органічних основ, наприклад, алканоламінів (у подальшому: "амінний спосіб"). 93541 6 Більшість установок, що працюють за Hot Potспособом, були споруджені у 1970-х роках і більше не відповідають найновішим економічним стандартам. Енергоспоживання цих установок значно перевищує енергоспоживання установок, що використовують водні розчини амінів. Енергоспоживання для видалення СО2 у деяких застосуваннях, наприклад, у рамках синтезу аміаку, є критичною точкою, через яку оцінюють економічність усього процесу. Тому є потреба у переобладнанні наявних установок, що працюють за Hot Pot-способом, на амінний спосіб. Між Hot Pot-способом і способом видалення кислих газів за допомогою водних розчинів амінів є суттєві спільні ознаки. При обох способах оброблюваний аерозольний потік у абсорбері вводять у щільний контакт з абсорбційним засобом. Заповнений абсорбційний засіб (rieh solvent) регенерують у випарювачі. Більшість Hot Pot-установок працюють за двостадійним способом. При цьому меншу частину регенерованого абсорбційного засобу (lean solvent) подають у верхню частину абсорбера, а більшу частину лише частково регенерованого абсорбційного засобу (semi-lean solvent) подають у середню частину абсорбера. Видалення основної кількості кислих газів здійснюють у циркуляційному контурі частково регенерованого абсорбційного засобу (semi-lean loop) і лише остаточне промивання (polishing) здійснюють регенерованим абсорбційним засобом. Оскільки верхня частина абсорбера зазнає меншого гідравлічного навантаження, поперечний переріз верхньої частини менший, ніж поперечний переріз нижньої частини. Регенераційна колона складається зазвичай із верхньої частини (колона зниження тиску) з великою кількістю ступенів розділення, у якій заповнений абсорбційний засіб частково регенерують шляхом зниження тиску (flashing), і нижньої (меншої) частини, в якій меншу кількість абсорбційного засобу піддають тепловій регенерації шляхом безпосереднього чи опосередкованого нагрівання. Поперечний переріз нижньої частини регенераційної колони у більшості випадків менший, ніж поперечний переріз верхньої частини. Парогазова суміш із нижньої частини регенераційної колони протікає крізь верхню частину колони і завдяки нагріванню покращує ефективність здійснюваної там швидкої регенерації. Абсорбцію і регенерацію у Hot Pot-процесі здійснюють при в основному однаковій температурі. Тому внутрішня рекуперація тепла шляхом передачі тепла між заповненим абсорбційним засобом і регенерованим абсорбційним засобом неможлива. Суттєва ознака амінного способу полягає у тому, що абсорбцію і регенерацію здійснюють не лише при різних тисках, але й при різних температурах. Тому, як правило, при здійсненні амінного способу передбачають теплообмінник для нагрівання заповненого абсорбційного засобу шляхом опосередкованого теплообміну з регенерованим абсорбційним засобом (lean/rich solvent heat exchanger). 7 Основними відмінностями між установками, що експлуатуються за двостадійним Hot Potспособом, і оптимізованим двостадійним амінним способом, є: (і) Швидкість циркуляції абсорбційного засобу при Hot Pot-способі загалом нижча, ніж при амінному способі; (іі) Питоме енергоспоживання для абсорбційного засобу при Hot Pot-способі вище; (ііі) Конденсатор зворотного потоку в Hot Potустановках значно більший, охолоджувач для регенерованого абсорбційного засобу значно менший, ніж в амінних установках; (iv) Hot Pot-установки мають значно менший теплообмінник для нагрівання заповненого абсорбційного засобу шляхом опосередкованого теплообміну з регенерованим абсорбційним засобом (lean/rich solvent heat exchanger); (v) Hot Pot-установки мають зазвичай колону для зниження тиску (для часткової регенерації абсорбційного засобу) з великою кількістю ступенів розділення. Усереднена здатність до поглинання кислого газу для частково регенерованого абсорбційного засобу і регенерованого абсорбційного засобу на один цикл у разі Hot Pot-способу вища, ніж для абсорбційного засобу на основі водних розчинів амінів. Для досягнення однакової загальної абсорбційної здатності при застосуванні амінного абсорбційного засобу треба було б збільшити швидкість його циркуляції. Здійснити це не вдається, як правило, тому, що підвищення швидкості циркуляції призвело б до гідравлічного перенавантаження абсорбера і/або регенераційної колони, яке часто не може бути подолане шляхом (дорогої) заміни або оптимізації набивок колони. Переобладнання на амінний спосіб видається доцільним лише тоді, коли можуть бути і далі використані суттєві частини установки, зокрема абсорбер і колона зниження тиску, а в решті необхідні лише обмежені апаратні модифікації і/або доповнення. Звичайно ж, зумовлене видаленням кислих газів енергоспоживання після переобладнання не повинно бути вищим, ніж за первинного Hot Pot-процесу, оскільки економія енергії - поряд із меншою корозійністю - є основною перевагою амінного способу. Тому задача винаходу полягає у розробці амінного способу, який з малими апаратними змінами може бути здійснений на Hot Pot-установці, причому витрата енергії при тій же продуктивності повинна бути не вищою, ніж при Hot Pot-процесі. Задача вирішена у способі видалення кислих газів із аерозольного потоку, при якому a) аерозольний потік у контакті з абсорбційним засобом, що містить водний розчин принаймні одного аміну, пропускають через першу абсорбційну зону у абсорбері, причому видаляють основну кількість кислих газів, і аерозольний потік пропускають через другу абсорбційну зону у абсорбері, причому видаляють наступну кількість кислих газів, b) заповнений абсорбційний засіб подають до першої регенераційної зони, причому отримують частково регенерований абсорбційний засіб, і час 93541 8 тину частково регенерованого абсорбційного засобу подають до першої абсорбційної зони, c) іншу частину часткового регенерованого абсорбційного засобу подають до другої абсорбційної зони, причому отримують регенерований абсорбційний засіб, і d) частину регенерованого абсорбційного засобу подають до першої абсорбційної зони, а іншу частину регенерованого абсорбційного засобу подають до другої абсорбційної зони. Відношення швидкості циркуляції частково регенерованого абсорбційного засобу до швидкості циркуляції регенерованого абсорбційного засобу (semi-lean/lean ratio) становить у відповідному винаходові способі від 0,5 до 3, переважно від 0,7 до 2, особливо переважно від 0,8 до 1,5. Відношення регенерованого абсорбційного засобу до частково регенерованого абсорбційного засобу вище, ніж при звичайному, тобто енергетично оптимізованому амінному способі. При відповідному винаходові способі не подають регенерований абсорбційний засіб - як у разі звичайного амінного способу - повністю до верхньої частини абсорбера, тобто у другу абсорбційну зону, а частину регенерованого абсорбційного засобу подають до першої абсорбційної зони і таким чином підвищують абсорбційну продуктивність першої абсорбційної зони. Виявилося недоцільним подавати усю кількість регенерованого абсорбційного засобу до верхньої частини абсорбера, тобто до другої абсорбційної зони, оскільки це призводить до гідравлічного перенавантаження верхньої частини абсорбера, бо вона - як було сказано вище - як правило, має менший поперечний переріз, ніж нижня частина абсорбера. Зазвичай регенерований абсорбційний засіб поділяють між першою і другою абсорбційними зонами у співвідношенні від 1:1 до 5:1, переважно від 2:1 до 4:1, особливо переважно від 2,4:1 до 3:1. Частково регенерований абсорбційний засіб має зазвичай степінь заповнення від 50 до 70%, а регенерований абсорбційний засіб має степінь заповнення від 2 до 6%. Степінь заповнення визначають як заповнення (наприклад, у молях кислого газу на моль аміну), віднесене до заповнення заповненого абсорбційного засобу (тобто абсорбційного засобу у зумпфі абсорбера). Для зниження енергоспоживання способу шляхом часткової внутрішньої рекуперації тепла здійснюють попереднє нагрівання частково регенерованого абсорбційного засобу: подаваного з першої регенераційної зони до другої регенераційної зони, шляхом опосередкованого теплообміну з регенерованим абсорбційним засобом, що виходить із другої регенераційної зони. Тиск у стадії абсорбції становить у загальному випадку від 10 до 100 бар, переважно від 20 до 80 бар, особливо переважно від 25 до 70 бар. Температура у першій абсорбційній зоні у загальному випадку становить від 40 до 100С, переважно від 50 до 90С і зокрема від 60 до 90С; температура у другій абсорбційній зоні становить від 30 до 90С, переважно від 40 до 80С і зокрема 9 від 40 до 70С. При цьому температура на 5-20С нижча, ніж у першій абсорбційній стадії. Регенерований абсорбційний засіб, що надходить до першої абсорбційної зони, має температуру від 35 до 70С, зокрема від 40 до 60С. Для встановлення необхідної температури регенерований абсорбційний засіб пропускають крізь теплообмінник з потрібною потужністю. Регенерований абсорбційний засіб, що надходить до другої абсорбційної зони, тобто до верхньої частини абсорбера, має температуру переважно від 30 до 60С, зокрема вид 40 до 50С. Для встановлення цієї температури цей частковий потік регенерованого абсорбційного засобу у разі потреби пропускають крізь інший теплообмінник з потрібною потужністю. Придатними абсорбційними колонами є, наприклад, насадочна колона, набивна колона і тарілчаста колона. У тарілчастих колонах вбудовані сітчасті, ковпачкові і клапанні тарілки, крізь які протікає рідина. Через спеціальні щілини або отвори підводять пару, завдяки чому утворюється фонтануючий шар. На кожній із цих тарілок встановлюється нова рівновага. Насадочні колони можуть бути заповнені різними формованими насадочними тілами. Теплообмін і масообмін покращують шляхом збільшення площі поверхні формованих насадочних тіл, що мають розміри від 25 до 80мм. Відомими прикладами є кільця Рашига (Raschig) (порожнисті циліндри), кільця Паля (Pall), кільця Hiflow, сідла Intalox та їм подібні. Насадочні тіла можуть бути розміщені у колоні впорядковано, або ж невпорядковано (насипом). Матеріалом можуть бути скло, кераміка, метал і пластмаса. Структуровані насадки є вдосконаленням впорядкованого розміщення насадочних тіл. Вони мають регулярно сформовану структуру. Завдяки цьому можуть бути знижені втрати тиску при протіканні газового потоку. Є різні форми виконання насадок: тканинна або листова. Як матеріал можуть бути використані метал, пластмаса, скло і кераміка. Одначе у загальному випадку абсорбер Hot Pot-установки може бути використаний без суттєвих змін. Як регенераційна колона також можуть бути використані насадочна колона, набивна колона і тарілчаста колона. Регенераційна колона у зумпфі має нагрівач, наприклад випарювач з примусовою циркуляцією за допомогою циркуляційного насоса. У верхній частині регенераційної колони виконано випускний отвір для вивільнених кислих газів. Захоплену пару абсорбційного засобу конденсують і конденсаторі і повертають до колони. У першій регенераційній зоні здійснюють часткову регенерацію заповненого абсорбційного засобу шляхом зниження тиску і випарювання, а у другій регенераційній зоні здійснюють теплову регенерацію меншої частини абсорбційного засобу шляхом безпосереднього або опосередкованого нагрівання. Перша і друга регенераційні зони зазвичай відокремлені одна від іншої уловлювальною тарілкою (liquid collecting tray). На уловлювальній тарілці накопичується частково регенерований абсорбційний засіб, який може бути злитий. Тиск у верхній частині регенераційної колони становить у загальному випадку від 1 до 5 бар, 93541 10 переважно від 1,2 до 2 бар. Тиск у першій і у другій регенераційних зонах, як правило, в основному однаковий за вирахуванням встановленої втрати тиску. У разі регенераційної колони, що працює при тискові верхньої частини близько 1,2 бар, температура у першій регенераційній зоні становить у загальному випадку від 65 до 85С, переважно від 70 до 80С; температура у другій регенераційній зоні становить від 95 до 120С. При вищому тискові у регенераційній колоні значення температури збільшуються відповідно до кривої тиску пари абсорбційного засобу; при нижчому тискові значення температури зменшуються. Як правило, температура у другій регенераційній зоні на 15-35 градусів вища, ніжу першій регенераційній зоні. Перша регенераційна зона розміщена у регенераційній колоні зазвичай над другою регенераційною зоною, причому перша регенераційна зона нагрівається виключно парогазовою сумішшю, що піднімається із другої регенераційної зони. Як уже було сказано, Hot Pot-установки мають зазвичай колону зниження тиску з великою кількістю ступенів розділення. Наявну колону зниження тиску використовують і далі, вбудувавши до неї уловлювальну тарілку, яка відокремлює першу і другу регенераційні зони. Як про уловлювальну тарілку йдеться про витяжну тарілку. Винахід стосується також способу переобладнання установки для видалення кислих газів із аерозольного потоку, причому установка містить (і) абсорбер з першою абсорбційною зоною і другою абсорбційною зоною, (іі) регенераційну колону з виконаною у вигляді колони для зниження тиску верхньою частиною і нижньою частиною, (ііі) трубопровід для подачі регенерованого абсорбційного засобу із зумпфу регенераційної колони до другої абсорбційної зони, (iv) трубопровід для подачі частково регенерованого абсорбційного засобу із нижнього кінця колони для зниження тиску до першої абсорбційної зони і (v) трубопровід для подачі заповненого абсорбційного засобу із зумпфу абсорбера до верхнього кінця колони для зниження тиску, при якому у колону для зниження тиску вбудовують уловлювальну тарілку таким чином, що вона поділяє колону для зниження тиску на першу регенераційну зону і другу регенераційну зону, і встановлюють трубопровід для подачі частково регенерованого абсорбційного засобу від уловлювальної тарілки до першої абсорбційної зони. У загальному випадку уловлювальну тарілку встановлюють у колоні для зниження тиску таким чином, що вона поділяє ступені розділення, розміщені над уловлювальною тарілкою і ступені розділення, розміщені під уловлювальною тарілкою, у співвідношенні від 1:10 до 1:3, переважно від 1:8 до 1:5. Практичні міркування, наприклад, будівельні особливості, можуть виправдати відхилення. Нижчій, вужчій частині регенераційної колони більше не відводиться жодна функція. У разі потреби цю частину звільняють від вбудованих констру 11 ктивних елементів, таких зокрема, як насадки, якщо має бути уникнуте гідравлічне перенавантаження нижньої частини колони. У ході переобладнання передбачають також теплообмінник для попереднього підігрівання частково регенерованого абсорбційного засобу, що подається від першої регенераційної зони до другої регенераційної зони, шляхом опосередкованого теплообміну з регенерованим абсорбційним засобом, що виходить із другої регенераційної зони. У ході переобладнання передбачають також роздільник для поділу регенерованого абсорбційного засобу на першу і другу абсорбційні зони. Доцільним є встановлення між регенераційною колоною і роздільником охолоджувача для охолодження регенерованого абсорбційного засобу. Цей охолоджувач замінює або доповнює наявний у Hot Pot-установці охолоджувача для охолодження регенерованого абсорбційного засобу, що надходить до другої абсорбційної зони. Аерозольним потоком, оброблюваним за відповідним винаходові способом, може бути, наприклад, синтезний газ, зокрема синтезний газ для одержання аміаку. Альтернативно ним може бути природний газ, газ, отриманий при переробці нафти, або газові потоки у хімічних чи металургійних процесах. Використовувані абсорбційні засоби є водними розчинами амінів із загальним вмістом амінів від 30 до 70 мас.%, зокрема від 40 до 60 мас.%. Абсорбційний засіб містить переважно водний розчин таких речовин, як моноетаноламін (МЕА), метиламінопропіламін (МАРА), піперазиніл, діетаноламін (DEA), триетаноламін (TEA), діетилетаноламін (DEEA), діізопропіламін (DIPA), аміноетоксиетанол (АЕЕ), диметиламінопропанол (DIMAP) і метилдіетаноламін (MDEA), метилдіізопропаноламін (MDIPA), 2-аміно-1-бутанол (2АВ) або їх сумішей. Переважні абсорбційні засоби містять принаймні один алконоламін з 4-12 атомами вуглецю. Особливо переважні абсорбційні засоби містять принаймні один третинний алканоламін і переважно активатор у формі первинного чи вторинного аміну. Переважними активаторами є насичені, 5-7членні гетероциклічні сполуки, що мають принаймні одну NH-групу і у разі потреби один інший гетероатом у кільці, вибраний з-поміж атомів кисню і азоту. Придатними активаторами є піперазиніл, 1метилпіперазиніл, 2-метилпіперазиніл, 1аміноетилпіперазиніл, морфолін, піперидон. Інші переважні активатори вибрані з групи, що включає метиламінопропіламін, 2-аміно-1-бутанол і аміноетоксиетанол. Особливо добре зарекомендували себе абсорбційні засоби, описані у патенті US 4,336,233. При цьому йдеться про водні розчини таких речовин, як метилдіетаноламін (MDEA) і піперазиніл як прискорювач абсорбції або активатор (aMDEA®, фірми BASF AG, м.Людвігсхафен). Описана там промивна рідина містить від 1,5 до 4,5моль/л метилдіетаноламіну (MDEA) і від 0,05 до 0,8моль/л, переважно до 0,4моль/л піперазинілу. 93541 12 Інший придатний абсорбційний засіб містить водний розчин метилдіетаноламіну і метиламінопропіламіну. Інший придатний абсорбційний засіб містить водний розчин метилдіетаноламіну і аміноетоксиетанолу. Інший придатний абсорбційний засіб містить водний розчин метилдіетаноламіну і 2-аміно-1бутанолу. Нижче винахід пояснюється з використанням фігур. На Фіг.1 схематично зображена типова структура Hot Pot-установки з абсорбером 1 і регенераційною колоною 2. Абсорбер 1 має першу абсорбційну зону 3 у нижній частині і другу абсорбційну зону 4 у верхній частині. Для здійснення масо- і теплообміну обидві абсорбційні зони містять насадки або відокремлювальні тарілки. Оброблюваний аерозольний потік трубопроводом 5 підводять до абсорбера 1 і у першій абсорбційній зоні 3 подають назустріч частково регенерованому абсорбційному засобу, підведеному трубопроводом 6 від насоса 7. Аерозольний потік піднімається далі у другу абсорбційну зону 4, в якій його подають назустріч охолодженому регенерованому абсорбційному засобу, який трубопроводом 8 через охолоджувач 9 подають від насоса 10. Звільнений від кислих газів аерозольний потік покидає абсорбер 1 через трубопровід 11. Заповнений абсорбційний засіб покидає абсорбер 1 через трубопровід 12. Багато з таких установок мають турбодетандер 13, у якому знижують тиск заповненого абсорбційного засобу. Отримана енергія може бути використана, наприклад, для приведення в дію насоса 7. Заповнений абсорбційний засіб трубопроводом 14 подають до регенераційної колони 2. Регенераційна колона 2 має верхню частину 15, у якій вивільняється більша частина СО2 і H2S внаслідок зниження тиску, і нижню частину 16, відокремлені одна від іншої уловлювальною тарілкою 23. Вивільнений із абсорбційного засобу кислий газ покидає регенераційну колону 2 через трубопровід 17. Захоплену газом пару абсорбційного засобу конденсують у конденсаторі 18 і трубопроводом 20 повертають до регенераційної колони 2. Кислий газ через трубопровід 19 відводять із конденсатора 18. Частково регенерований абсорбційний засіб, що збирається на уловлювальній тарілці 23, насосом 7 через трубопровід 6 знову подають до абсорбера 1. Частина частково регенерованого абсорбційного засобу надходить до нижньої частини 16 регенераційної колони 2, у якій вона випарюється і термічно регенерується висхідним парогазовим потоком. Нагрівання регенераційної колони 2 здійснюють абсорбційним засобом, який через трубопровід 21 відбирають із зумпфу колони і у представленій формі виконання за допомогою циркуляційного випарювача з нагрівачем 22 повертають до регенераційної колони 2. Регенерований абсорбційний засіб насосом 10 знову подають до абсорбера 1. На Фіг.2 схематично зображена типова структура переобладнаної Hot Pot-установки, придатної для здійснення відповідного винаходові способу. 13 93541 Установка має абсорбер 1 і регенераційну колону 2. Абсорбер 1 має першу абсорбційну зону 3 у нижній частині і другу абсорбційну зону 4 у верхній частині; абсорбер 1 в основному незмінний порівняно з установкою за Фіг.1. Оброблюваний аерозольний потік трубопроводом 5 підводять до абсорбера 1 і у першій абсорбційній зоні 3 подають назустріч абсорбційному засобу. Абсорбційний засіб, що надходить до першої абсорбційної зони 3, складається із частково регенерованого абсорбційного засобу, підведеного трубопроводом 6 і насосом 7, і регенерованого абсорбційного засобу, підведеного через трубопровід 31, розподільник 33, охолоджувач 32 і насос 10. Аерозольний потік піднімається далі у другу абсорбційну зону 4, в якій він рухається назустріч охолодженому регенерованому абсорбційному засобу, підведеному через трубопровід 8, охолоджувачі 9 і 32 і насос 10. Звільнений від кислих газів аерозольний потік відводять із абсорбера 1 через трубопровід 11. Заповнений абсорбційний засіб відводять із абсорбера 1 трубопроводом 12. Його подають до регенераційної колони 2 і при цьому знижують тиск. Може бути передбачений турбодетандер (не зображений), енергія якого може бути використана для приведення в дію насоса 7. Регенераційна колона 2 має першу регенераційну зону 24 і другу регенераційну зону 25, розділені одна від іншої уловлювальною тарілкою 26. Виділений із абсорбційного засобу кислий газ відводять із регенераційної колони 2 трубопроводом 17. Захоплену газом пару абсорбційного засобу конденсують у конденсаторі 18 і трубопроводом 20 повертають до регенераційної колони 2. Кислий газ через трубопровід 19 відводять із конденсатора 18. Частину частково регенерованого абсорбційного засобу, що зібрався на нововстановленій уловлювальній тарілці 26, насосом 7 через трубопровід 6 знову подають до абсорбера 1. Іншу час 14 тину частково регенерованого абсорбційного засобу через трубопровід 27, насос 28, теплообмінник 29 і трубопровід 30 подають до другої регенераційної зони 25. Там вона випарюється і термічно регенерується висхідним парогазовим потоком. Нагрівання регенераційної колони 2 здійснюють абсорбційним засобом, який трубопроводом 21 відводять із зумпфу колони і через нагрівач або кип'ятильник 22 повертають до регенераційної колони. Можливі інші форми виконання теплообмінника 22, наприклад у формі протічного випарювача (kettle-type heat exchanger). Перед подачею регенерованого абсорбційного засобу через насос 10 і охолоджувач 32 до абсорбера 1 від регенерованого абсорбційного засобу теплообмінником 29 відбирають тепло. Цим теплом підігрівають частково регенерований абсорбційний засіб, який через трубопровід 27, насос 28, теплообмінник 29 і трубопровід 30 подають із першої регенераційної зони 24 до другої регенераційної зони 25. Регенерований абсорбційний засіб розподільником 33 поділяють на два потоки і частину через трубопровід 31 подають до першої абсорбційної зони 3, а частину через охолоджувач 9 і трубопровід 8 подають до другої абсорбційної зони 4 абсорбера 1. Приклад Потік синтезного газу 100000м3/г із вмістом СО2 21% має бути очищений до залишкового вмісту СО2 0,2об.%. Іншими складовими газу є в основному водень, монооксид вуглецю і метан. Газовий потік перебуває під тиском 19 бар і надходить з температурою 60С. У наведеній нижче таблиці представлені експлуатаційні дані промивання гарячим карбонатом калію, а також експлуатаційні дані, очікувані при стандартному амінному способі і при відповідному винаходові амінному способі: Таблиця 1 Порівняння експлуатаційних даних Hot Pot-способу, оптимізованого двостадійного амінного способу і відповідного винаходові узгодження амінного способу до конструктивних особливостей Hot Pot-установки Потоки рідин Регенерований абсорбційний засіб для другої стадії абсорбції Регенерований абсорбційний засіб для першої стадії абсорбції Частково регенерований абсорбційний засіб для першої стадії абсорбції Заповнений абсорбційний засіб у зумпфі абсорбера Продуктивність теплопередачі Кип'ятильник Теплообмінник регенерований/частково регенерований абсорбційний засіб Конденсатор Охолоджувач для абсорбційного засобу Hot Pot Відповідне винаходові Оптимізований амінузгодження амінного ний спосіб способу м3/г 132 228 132 м3/г 326 м3/г 809 1036 455 м3/г 971 1340 930 ГДж/г 80,9 46,4 70,0 ГДж/г 28,2 40,3 ГДж/г 25,3 11,7 13,1 ГДж/г 11,4 30,7 53,0 15 У разі переобладнання установки, оптимізованого для амінного способу хоча і досягається значно нижче енергоспоживання, при порівнянні необхідних об'ємів циркуляції регенерованого і частково регенерованого розчину стає ясно, що цей оптимізований амінний процес не може бути здійснений у колишній Hot Pot-установці. Необхідні при амінному способі швидкості циркуляції значно вищі, тому наявна потужність насосів і гідравлічна продуктивність колон мали б бути значно перевищені. На противагу цьому у разі відповідного винаходові здійснення амінного способу виявилися 93541 16 потрібними такі ж або й нижчі швидкості циркуляції розчину, що робить можливим подальше використання наявних абсорбційної і регенераційної колон, а також наявних насосів. Хоча і у цьому варіанті - як було описано вище - необхідно додатково встановити теплообмінник для теплообміну між частково регенерованим абсорбційним засобом і регенерованим абсорбційним засобом: а також охолоджувач для регенерованого лугу, одначе досягається значно нижче енергоспоживання (потужність кип'ятильника) відповідного винаходові амінного способу порівняно з Hot Pot-способом. 17 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 93541 Підписне 18 Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601