[发明专利]膨胀机在气体洗涤器中的用途

说明书

本发明涉及一种用于操作气体洗涤器(G)的方法，其中通过用化学或物理洗涤介质(3)洗涤从粗气体(2)中除去组分以得到升高压力下的纯气体(4)，所述纯气体在加热(E3)之后通入到膨胀机(T)中，该纯气体(15)经过作功减压之后在出口温度下离开所述膨胀机(T)，其特征在于，在纯气体(4)的加热(E3)期间有意地改变向纯气体(4)供应的热量(E3)以使其出口温度始终接近预定的目标值。

本发明涉及一种操作气体洗涤器的方法，其中通过用化学或物理洗涤介质洗涤从粗气体中除去组分以获得升高压力下的纯气体，所述纯气体在加热之后通入到膨胀机中，在作功减压后纯气体在出口温度下离开。

所讨论这类方法例如从专利说明书US3824766中已知。其中，使用物理二氧化碳饱和的洗涤介质对天然气进行洗涤操作以除去硫成分。从洗涤器得到的纯气体在其在膨胀涡轮中进行作功减压并因此被冷却之前，首先依靠要洗涤的天然气被加热。在下游洗涤装置中，对冷的纯气体使用不含二氧化碳的洗涤介质进行洗涤操作，由此冷却并用二氧化碳饱和。

专利申请EP0707880同样公开了一种用于气体分离的方法，其中在依靠待洗涤的粗合成气进行加热之后，通过甲醇洗涤得到的合成气在膨胀涡轮中减压并因此冷却。由此得到的冷气用于冷却工艺流的过程。

由于在涡轮中作功减压，在每种情况下可以获得能量，所述能量可以被引入到工厂的电气系统中或以其它方式使用。

原则上，膨胀机的入口侧和出口侧之间大的压力差是有利的，因为这增加了回收的能量并且还降低了膨胀的纯气体的温度，使得其可以更有利地用于冷却目的。然而，当纯气体的组分冻干并形成固体时，低温是有问题的，因为这些可以破坏特别是用作膨胀机的涡轮。即使当膨胀的纯气体的温度足够高以安全地避免膨胀机中组分的冻干时，当冷的气体的使用导致待冷却的物料流中形成固体时，该冷的气体也不能有用地用于冷却目的。纯气体的低于其而形成固体的温度被称为临界温度。

因此，必须将出口温度限制在临界温度以上。实现这一点的最简单的方法是不充分利用通过膨胀机进行减压的压力差，并且向下限制纯气体离开膨胀机的压力。然而，这样的缺点是在膨胀机中可获得的能量和工艺中可利用的减压纯气体的冷气的量都被减少了。

因此，本发明解决的问题在于提供了一种在一开始描述的方法，通过该方法可以充分利用膨胀机中的可用压力差，而不会有上述的缺点。

当加热期间有意地改变向纯气体供应的热量以使其出口温度始终接近预定目标值时，解决了这个问题。

选择出口温度的目标值尽可能地低，但是也使得安全地排除待减压的纯气体的组分或由减压的纯气体冷却的物料流的冻干。优选出口温度的目标值高于临界温度不小于5℃且不超过10℃。

临界温度通常强烈依赖于待减压的纯气体的组成，这在某些情况下可能在气体洗涤操作期间发生改变。为了防止组分在任何时候冻干，提出连续地或定期地分析纯气体的组成，以由分析结果确定实际的临界温度，并且如有必要，改变出口温度的目标值以便其与临界温度有理想的间隔。

为了实施本发明的方法，可以提供闭环控制电路，其中纯气体的出口温度是可控变量，在纯气体的加热期间供应的热量或确定该热量的参数是操纵变量。但是，特别是当膨胀机的特征图和待减压的纯气体的参数是充分精确地已知时，也可以使用开环控制装置来控制出口温度。例如在这种情况下，可以使用纯气体的温度和可用的压力差来计算需要供给纯气体的热量的量以获得处于所需温度范围内的出口温度。

纯气体的加热在一个或多个步骤中进行，每个步骤都使用热交换器，用于将热量从物料流传递到纯气体，所述物料流有用地是在气体洗涤器内待冷却的工艺流。

根据本发明的方法的有利配置提供了在旁路中以可变流速将至少一部分纯气供应到用于纯气体加热的膨胀机的热交换器或至少一个热交换器中。这使得可以实现对加热期间传递的热量的简单控制，当在旁路中流速增加时所述热量下降，而当所述流速下降时所述热量上升。然而，也可以通过在热交换器中待冷却的物料流的量来控制纯气体的加热期间传递的热量。