專利名稱：從合成氣中除去氮化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從合成氣中除去氮化合物，比如氰化氫和氨的一種方法。合成氣是通過在氣化反應(yīng)器中部分氧化從一類包括煤、石油、石油焦炭或天然氣的物質(zhì)中選出的原料得到的。
人們都知道，通過在水存在下水解氰化氫生成氨和一氧化碳可以從合成氣中除去氰化氫。這種方法在英國專利說明書No.2，159，132有描述。該說明書公開的氰化氫的水解是在一種含二氧化鈦催化劑形式的水解催化劑存在下，并在200-500℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的。
然而，該說明書沒有說明有關(guān)從水解氰化氫后得到的氨含量增高的合成氣中除去氨的方法。
本發(fā)明的一個目的就是提供一種簡單的方法，從氰化氫水解后得到的合成氣中除去氮化合物。
為此，本發(fā)明提供了一種從合成氣中除去氰化氫和氨的方法。合成氣是通過在氣化反應(yīng)器中部分氧化從一類包括煤、石油、石油焦炭或天然氣的物質(zhì)中選出的原料得到的。本方法包括如下步驟(a)在水存在下，向一個裝有水解催化劑的反應(yīng)器供應(yīng)合成氣，從反應(yīng)器抽走的是一種氨含量增高的合成氣;
(b)在一個吸附器里，將氨含量增高的合成氣與可再生的吸附物接觸得到載氨的吸附物和氨含量降低的處理過的合成氣。從吸附器中抽走處理過的合成氣;以及(c)再生帶負(fù)載的吸附物產(chǎn)生再生的吸附物和一種富集氨的再生廢氣，再生的吸附物可用于步驟(b)，將再生廢氣從吸附器中導(dǎo)入氣化反應(yīng)器。
盡管在氣化反應(yīng)器里形成氨，但供氨給氣化反應(yīng)器并未導(dǎo)致離開氣化反應(yīng)器的氣態(tài)混合物的氨濃度增高，見英國專利申請說明書No 2 177 110。據(jù)信，在氣化反應(yīng)器形成的氨源于進(jìn)料中的氮原子，提供給氣化反應(yīng)器的氨轉(zhuǎn)變?yōu)榈肿雍退?，而氮分子是惰性的?br> 本發(fā)明進(jìn)一步涉及再生水解催化劑。因此，中斷了在水存在下，向裝有水解催化劑的反應(yīng)器里提供合成氣，并將水解催化劑與一種沒有氮化合物的氣體接觸。
下面，將參考附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述，其中

圖1用示意圖表示本發(fā)明方法的流程(line-up);
圖2用示意圖表示本發(fā)明方法的吸附部分的一個替換流程;
圖3用示意圖表示一種替換的吸附方法。
現(xiàn)在將參考圖1說明，從一類包括煤、石油、石油焦炭或天然氣的物質(zhì)中選出的原料通過管道1提供給氣化反應(yīng)器2。在氣化反應(yīng)器2，原料被部分氧化產(chǎn)生一種包含一氧化碳和氫氣的氣態(tài)混合物。氧化劑可以是蒸汽或一種含有游離氧的氣體比如氧、空氣或富集氧的空氣，它經(jīng)管道3提供給氣化反應(yīng)器2。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員都知道氣化反應(yīng)器里的條件，在這里就不詳細(xì)討論。
在本說明書里，包含一氧化碳和氫氣的氣態(tài)混合物被稱作粗合成氣。
粗合成氣通過管道4離開氣化反應(yīng)器。這種粗合成氣包含幾種污染物，在這些污染物中，與本發(fā)明有關(guān)的是以氰化氫和氨形式存在的氮化合物。其它的污染物比如灰塵和硫化合物可用任何合適的方法除去。因?yàn)槌ミ@些污染物與本發(fā)明無關(guān)，將不進(jìn)一步對其進(jìn)行詳細(xì)討論。
為除去氰化氫，在反應(yīng)器5中，將粗合成氣在水存在下與合適的催化劑接觸。在反應(yīng)器5中，氰化氫被催化水解成一氧化碳和氨。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員都應(yīng)該知道水解反應(yīng)器里的條件，因此，在這里不更詳細(xì)地討論。一種合適的水解催化劑的例子是一種含二氧化鈦的催化劑。這在英國專利說明書No 2 159 132有描述，通過管道6將水提供給粗合成氣。
從反應(yīng)器5中抽走氨含量增高的合成氣，這種合成氣的氰化氫含量已降低。
氨含量增高的合成氣通過管道7經(jīng)一開口閥門8到達(dá)吸附器9。吸附器9裝有吸附氨的可再生吸附物。在吸附器9里的吸附物是一種以吸附劑顆粒形式存在的吸附劑。本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員都知道這種吸附劑，而且這種吸附劑與本發(fā)明無關(guān)。一種合適的吸附劑是一種分子篩。
氨含量增高的合成氣在吸附器9里與吸附劑顆粒接觸得到載氨的吸附劑顆粒和氨含量降低的凈化后的合成氣。經(jīng)管道11從吸附器9中抽走凈化后的合成氣，經(jīng)一開口閥門12，凈化后的合成氣通過管道13可再作進(jìn)一步的處理。
帶負(fù)載的吸附劑顆粒用下面的方法來再生。首先，關(guān)閉閥門8以阻斷氨含量增高的合成氣接觸吸附器9里的吸附劑顆粒。關(guān)閉閥門12防止氣體流入管道13。此后，打開管道16上的閥門15，將再生氣以合成氣的形式提供給吸附器9，吸附器里帶負(fù)載的吸附劑顆粒與再生氣接觸得到再生的吸附劑顆粒和含有解吸的氨的再生廢氣。這種再生廢氣經(jīng)一開口閥門19流經(jīng)管道20被導(dǎo)入氣化反應(yīng)器2。再生完成后，關(guān)閉閥門15和19，而打開閥門8和12，以使氨含量增高的合成氣與吸附器9里的再生吸附劑顆粒接觸。再生氣中的氮化合物濃度應(yīng)該是再生期間從帶負(fù)載的吸附劑顆粒里解吸的氨。
現(xiàn)在將參考圖2說明，圖2用示意圖表示圖1的吸附部分的一個替換流程。其中，吸附部分包括兩個各自裝有吸附劑顆粒的吸附器29和29′。兩個吸附器允許連續(xù)和循環(huán)操作使用，其中，每個循環(huán)包括在第一個吸附器29吸附的同時在第二個吸附器29′再生吸附劑顆粒，隨后，在第二個吸附器29′吸附同時在第一個吸附器29再生吸附劑顆粒。
正常操作下，在氣化反應(yīng)器2中產(chǎn)生合成氣，在反應(yīng)氣5中水解氰化氫得到氨含量增高的合成氣，正如參考圖1描述的那樣。
氨含量增高的合成氣通過管道7經(jīng)一開口閥門28提供給第一個吸附器29，在那里，它與吸附劑顆粒接觸得到載氨的吸附劑顆粒和處理過的合成氣。從第一個吸附器29中經(jīng)一開口閥門32和管道13抽走處理過的合成氣。第二個吸附器29′中的吸附劑顆粒與由管道13經(jīng)一開口閥門35′通過管道16′提供的再生氣接觸，得到再生的吸附劑顆粒和富集氨的再生廢氣。再生廢氣經(jīng)一開口閥門39′和管道20提供給氣化反應(yīng)器。閥門28′、32′、35和39被關(guān)閉，閥門15′控制通過管道16′的再生氣的流量。
一旦第二個吸附器29′中的吸附劑顆粒的再生完成，而第一個吸附器29中的吸附劑顆粒帶負(fù)載到一個預(yù)定的水平，就要將第一個吸附器29中的吸附劑顆粒再生，而將第二個吸附器29′中的吸附劑顆粒將用來除去氨。為此，關(guān)閉閥門28、32、35′和39′，以阻斷氨含量增高的合成氣與第一個吸附器29中的吸附劑顆粒接觸，并且阻斷第二個吸附器29′中的吸附劑顆粒與再生氣接觸。隨后，將氨含量增高的合成氣經(jīng)一開口閥門28′通過管道7提供給第二個吸附器29′，在那里，它與吸附劑顆粒接觸得到載氨的吸附劑和處理過的合成氣，從第二個吸附器29中經(jīng)一開口閥門32′和管道13抽走處理過的合成氣。第一個吸附器29中的吸附劑顆粒與通過16和開口閥門35提供的再生氣接觸，得到再生的吸附劑和富集氨的再生廢氣。再生廢氣經(jīng)開口閥門39和管道20被提供給氣化反應(yīng)器。
一旦第一個吸附器29中的吸附劑顆粒的再生完成并且第二個吸附器29′中的吸附劑顆粒帶負(fù)載到一個預(yù)定的水平。將對第二個吸附器中的吸附劑顆粒進(jìn)行再生處理，而將第一個吸附器29中的吸附器顆粒用來除去氨。為此，關(guān)閉閥門28′、32′，35和39，以阻斷氨含量增高的合成氣與第二個吸附器29′中的吸附劑顆粒接觸，也阻斷第一個吸附器29中的吸附劑顆粒與再生氣接觸。
從反應(yīng)器5中離開的氨含量增高的合成氣中的氨也可以用液體形式的吸附物和可再生的吸附劑比如水除去。作為對上面描述的吸附的一個替換流程，在圖3用示意圖將它表示出來。從反應(yīng)器(圖1中的5)出來的氨含量增高的合成氣通過管道7到達(dá)一個吸收器41形式的吸收容器，在吸收器41里，此合成氣逆流地接觸經(jīng)管道43提供給吸收器41的稀的可再生的吸收劑。凈化后的合成氣經(jīng)管道13離開吸收器41。帶負(fù)載的吸收劑通過管道45離開吸收器41，并被送到再生器48，在那里，帶負(fù)載的吸收劑通過用經(jīng)管道49供給的再生氣解吸而再生。一種合適的再生氣是蒸汽。含有被除去的氨的再生廢氣經(jīng)管道50抽出并送至氣化反應(yīng)器(圖1中的2)，而再生的吸附劑經(jīng)43提供給吸收器41。
本發(fā)明另一個方面涉及再生水解催化劑。隨著時間推移，反應(yīng)器5(見圖1)中的水解催化劑活性降低，因此，必須對水解催化劑進(jìn)行再生處理。再生水解催化劑是通過阻斷有水存在下向裝有水解催化劑的反應(yīng)器5供應(yīng)合成氣，而用一種不含氮化合物的氣體接觸水解催化劑來實(shí)現(xiàn)的。
為連續(xù)操作，需要提供兩個催化反應(yīng)器，一個用來水解氰化氫，而另一個用來再生。不含氮化合物的氣體以凈化氣的滑流(Slipstream)為宜。再生出來的廢氣可供給氣化反應(yīng)器。
總之，本發(fā)明提供了一種從合成氣中除去氮化合物的簡單方法，它是通過水解氮化合物和從水解后得到的氣流中除去氨來實(shí)現(xiàn)的。
對本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，很顯然，通過前面的描述可以對本發(fā)明提出各種各樣的改良方法。這樣的改良方法也落在后面權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從合成氣中除去氰化氫和氨的方法，合成氣是通過在一個氣化反應(yīng)器里部分氧化從一類包括煤、石油、石油焦炭或天然氣的物質(zhì)中選出的原料得到的，該方法包括下列步驟(a)在水存在下，向一個裝有水解催化劑的反應(yīng)器供應(yīng)合成氣，從反應(yīng)器抽走的是一種氨含量增高的合成氣；(b)在一個吸附器里，將氨含量增高的合成氣與可再生的吸附物接觸得到載氨的吸附物和氨含量降低的處理過的合成氣。從吸附器中抽走處理過的合成氣；以及(c)再生帶負(fù)載的吸附物產(chǎn)生再生的吸附物和一種富集氨的再生廢氣，再生的吸附物可用于步驟(b)，將再生廢氣從吸附器中導(dǎo)入氣化反應(yīng)器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，可再生的吸附物由裝在吸附器里的吸附劑組成，其中，再生帶負(fù)載的吸附物包括阻斷氨含量增高的合成氣接觸吸附劑;將吸附劑接觸一種再生氣得到再生的吸附劑和富集氨的再生廢氣，再生廢氣被導(dǎo)入氣化反應(yīng)器;以及阻斷吸附劑接觸再生氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，使用兩個裝有吸附劑的吸附器，并且其中，氨含量增高的合成氣與吸附物的接觸和再生帶負(fù)載的吸附物的步驟包括(i)在第一個吸附器里，將氨含量增高的合成氣與吸附劑接觸得到載氨的吸附劑和處理過的合成氣，從第一個吸附器抽走處理過的合成氣，將第二個吸附器里的吸附劑與一種再生氣接觸得到再生的吸附劑和富集氨的再生廢氣，再生廢氣被導(dǎo)入氣化反應(yīng)器;(j)阻斷氨含量增高的合成氣與第一個吸附器里的吸附劑的接觸，阻斷第二個吸附器中的吸附劑接觸再生氣;(k)將第一吸附器里的吸附劑與再生氣接觸得到再生的吸附劑和富集氨的再生廢氣，再生廢氣被導(dǎo)入氣化反應(yīng)器;在第二個吸附器里，將氨含量增高的合成氣與吸附劑接觸得到載氨的吸附劑和處理過的合成氣;(e)阻斷第一個吸附器里的吸附劑與再生氣的接觸，阻斷氨含量增高的合成氣接觸第二個吸附器里的吸附劑;(m)繼續(xù)步驟(i)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，可再生的吸附物是一種液體吸收劑，并且其中，再生帶負(fù)載的液體吸附劑包括用一種再生氣解吸帶負(fù)載的吸附劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任何一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，進(jìn)一步包括再生水解催化劑，它是通過阻斷在水存在下向裝有水解催化劑的反應(yīng)器供應(yīng)合成氣，并將水解催化劑與不含氮化合物的氣體接觸來實(shí)現(xiàn)的。
全文摘要
一種從合成氣中除去氰化氫和氨的方法，合成氣是通過在一個汽化反應(yīng)器(2)中部分氧化從一類包括煤、石油、石油焦炭或天然氣的物質(zhì)中選出的原料得到的，該方法包括在水存在下向一個裝有水解催化劑的反應(yīng)器(5)供應(yīng)合成氣；從反應(yīng)器(5)出來的氨含量增高的合成氣在一個吸附器(9)中與可再生的吸附物接觸得到載氨的吸附物和氮化合物含量降低的處理過的合成氣，從吸附器(9)抽走處理過的合成氣，再生帶負(fù)載的吸附物生成用于步驟(b)的再生的吸附物和富集氨的再生廢氣，從吸附器(9)中抽出富集氨的再生廢氣，將它導(dǎo)入汽化反應(yīng)器(2)。
文檔編號B01D53/04GK1107876SQ94113599
公開日1995年9月6日 申請日期1994年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月30日
發(fā)明者F·G·A·萬丹伯格, A·萬德施爾 申請人:國際殼牌研究有限公司