[发明专利]从来自催化裂化单元的再生废气中回收CO2的新方法

说明书

发明领域

本发明涉及由来自催化裂化单元（缩写为FCC）再生的废气排放的二氧化碳的捕获领域。

催化裂化单元生成燃烧废气，其来自在一个或两个阶段中在被称作再生器的反应器中进行的催化剂再生。当再生分两个阶段进行时，第一阶段在空气不足下运行并实施温度受控的燃烧，而第二阶段在空气过量下运行且排放废气的温度可达800℃。

本发明既适用于单段再生的情况，又适用于两段再生的情况。

使用胺处理单元捕获在这些燃烧废气中所含的CO₂，其详述特别可见于专利US-7 056 482。

在下文中，将使用术语“集成方法”表示本发明的方法，因为这种集成方法将具有过量热的催化裂化单元与需要热进行所述胺再生的胺烟气处理单元热耦合。

在下文中，催化裂化单元用其常见缩写FCC（流体催化裂化）表示，胺烟气处理单元为了简便而称为胺单元，或有时烟气处理单元。

现有技术

对抗温室效应的一个基本方面是捕获构成其主要起因之一的CO₂。为了限制气候变暖现象，从燃烧废气中提取二氧化碳以将其封存在例如地下储器中。二氧化碳排放最大部分来自工业活动（全球平均60%，其中40%来自发电站废气）。通常，在精炼厂中，流化床催化裂化单元（FCC）可以被视为最大的CO₂排放源之一，仅来自其的排放就接近20%；其它来源在各种再加热或蒸馏炉中。

这时清楚地，在减少来自精炼厂的CO₂排放时，FCC是主要对象。本发明提出一种解决方案，其使用被称作胺捕获的已知捕获技术但开发出与FCC单元深度热集成以致可将其称作集成FCC/胺捕获单元工艺。此外，本发明可表明，可以处理50%至100%比例的来自FCC单元的废气，总CO₂捕获水平在所有情况下都大于46%，在一些情况下可能达到95%。

关于CO₂捕获的现有技术使用利用胺水溶液从气体中提取CO₂和H₂S的吸收法。通过使气体与吸收剂溶液接触来提纯气体，随后热再生该吸收剂溶液。

使用胺处理气体的方法通常包括下列步骤：

a) 使要处理的气体与在水溶液中包含胺的吸收剂溶液接触以获得脱除酸性化合物并包含痕量胺的气体和富含酸性化合物的吸收剂溶液；

b) 在再生塔中再生至少一部分富含酸性化合物的吸收剂溶液以获得再生的吸收剂溶液和富含酸性化合物的气态流出物，将该再生的吸收剂溶液作为吸收剂溶液被再循环至步骤a)；

c) 通过冷却部分冷凝所述气态流出物以获得由液体冷凝物构成的冷却流出物和富含酸性化合物的气体，随后将至少一部分冷凝物引入再生塔中；

d) 使步骤a)中获得的脱除酸性化合物的气体与液态水物流接触以获得脱胺的气体和富胺的水；

e) 使获自涤气段底部的一部分富胺的水再循环，由此进行下列操作：

· 将所述富胺的水部分与步骤b)中获得的再生吸收剂溶液混合；

· 将所述富胺的水部分引入再生塔；

· 将所述富胺的水部分与步骤b)中获得的气态流出物混合；

· 将所述富胺的水部分与步骤a)中获得的富含酸性化合物的吸收剂溶液混合。

步骤b)中进行的吸收剂溶液的再生可通过蒸汽加热进行。所述蒸汽传统地在可燃烧任何类型燃料（从煤到天然气）的锅炉中生成。

清楚地，当通过化石燃料的燃烧产生蒸汽时，此步骤中排放的CO₂计算在胺单元的总CO₂平衡内。粗略而言，但为了提供一种概念，在现有胺处理技术中，为吸收一吨CO₂，通过与吸收剂溶液再生相关联的燃烧产生大约0.4吨CO₂。

附图简述

图1显示根据现有技术的布置图，其中FCC单元具有过量热且胺处理单元与锅炉相连，锅炉为其提供用于胺再生所需的热。

图2显示根据本发明的方法的布置图，其中在FCC单元中生成的蒸汽或可充当热载体的任何其它流体集成提供用于胺再生所需的热。

发明内容

本发明可以被定义为是用于处理至少一部分来自催化裂化单元的废气以回收在所述废气中所含的CO₂的集成方法，所述处理在于在胺水溶液中吸收CO₂，由FCC单元中生成的蒸汽或任何其它流体载体集成供应用于胺再生所需的热。