Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7708028B2 - Hydrocarbon production method, reduction furnace operation method, and pig iron production method - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7708028B2 - Hydrocarbon production method, reduction furnace operation method, and pig iron production method - Google Patents

Hydrocarbon production method, reduction furnace operation method, and pig iron production method

Info

Publication number
JP7708028B2
JP7708028B2 JP2022127424A JP2022127424A JP7708028B2 JP 7708028 B2 JP7708028 B2 JP 7708028B2 JP 2022127424 A JP2022127424 A JP 2022127424A JP 2022127424 A JP2022127424 A JP 2022127424A JP 7708028 B2 JP7708028 B2 JP 7708028B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rich
gas
absorption
desorption
tower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022127424A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2024024525A (en
Inventor
晃平 吉川
伸行 紫垣
康弘 茂木
聖司 細原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Priority to JP2022127424A priority Critical patent/JP7708028B2/en
Publication of JP2024024525A publication Critical patent/JP2024024525A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7708028B2 publication Critical patent/JP7708028B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Iron (AREA)
  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

本発明は、例えば高炉や転炉の炉頂ガスなどの副生ガス、特にCOとHSおよびCOSなどの硫黄化合物とを含有する副生ガスから、COの他の不純物を除去した高純度COを分離回収して炭化水素を製造する方法、この方法によって製造される炭化水素を使用する還元炉の操業方法およびこの操業方法によって銑鉄を製造する方法に関する。 The present invention relates to a method for producing hydrocarbons by separating and recovering high-purity CO2 from by-product gases, such as the top gas of a blast furnace or converter, particularly from by-product gases containing CO2 and sulfur compounds such as H2S and COS, by removing impurities other than CO2 , a method for operating a reduction furnace using the hydrocarbons produced by this method, and a method for producing pig iron by this operation method.

近年、地球温暖化防止のために二酸化炭素(CO)の排出量削減が求められており、大規模排出源である製鉄所、特に高炉においてCO排出量抑制は重要な課題である。一般的な高炉では、羽口から送風ガスとして高温の空気を吹き込み、コークスや微粉炭などの還元剤と反応させて一酸化炭素や水素を得て、鉄鉱石を還元している。本過程においてCOが発生する。CO排出量削減に向けては、高炉ガス中のCOを回収し、貯留もしくは再利用することが必要となる。 In recent years, there has been a demand to reduce carbon dioxide (CO 2 ) emissions to prevent global warming, and suppressing CO 2 emissions is an important issue in steelworks, which are large-scale emission sources, especially in blast furnaces. In a typical blast furnace, high-temperature air is blown in from the tuyere as blast gas, which reacts with reducing agents such as coke and pulverized coal to obtain carbon monoxide and hydrogen, which are then used to reduce iron ore. CO 2 is generated in this process. In order to reduce CO 2 emissions, it is necessary to capture the CO 2 in the blast furnace gas and store or reuse it.

製鉄所にてCOを再利用する方法としては、触媒を用いてCOとHを反応させてメタン(CH)などの炭化水素に変換し、炉における還元剤として再利用する方法が知られている。例えば、特許文献1には熱風炉などの燃焼炉排ガスのCOを分離した後にCHに変換し、高炉にて還元剤として再利用する方法が記載されている。 A known method for reusing CO2 in steelworks is to use a catalyst to react CO2 with H2 to convert it into hydrocarbons such as methane ( CH4 ), which is then reused as a reducing agent in the furnace. For example, Patent Document 1 describes a method in which CO2 in the exhaust gas from a combustion furnace such as a hot stove is separated, then converted into CH4 , and reused as a reducing agent in a blast furnace.

また、副生ガス処理の関連技術として、特許文献2には、酸化鉄を用いた乾式脱硫剤による脱硫プロセスが開示されている。同様に、特許文献3には、アミン系吸収液を用いたCO分離プロセスが開示されている。 As a related technique for by-product gas processing, Patent Document 2 discloses a desulfurization process using a dry desulfurization agent that uses iron oxide. Similarly, Patent Document 3 discloses a CO2 separation process that uses an amine-based absorbing solution.

特開2014-5510号公報JP 2014-5510 A 特公平6-31350号公報Special Publication No. 6-31350 特開2014-156379号公報JP 2014-156379 A

特許文献1に記載の発明は、製鉄所ガス中のCOを分離し、触媒などによりCHへ変換する構成としている。製鉄所ガスは、原料として用いる石炭に由来して、硫化水素(HS)、硫化カルボニル(COS)、硫黄酸化物(SOx)などの硫黄化合物も含有する。ここで、CH変換触媒としてはNi系触媒が知られている。このNi系触媒は、硫黄化合物の流通により性能が劣化することが知られている。従って、分離したCO中にこれら硫黄化合物が混入されている場合には、頻繁な触媒交換を必要とするだけでなく、操業の不安定化が問題となる。さらに、Ni系触媒はCO雰囲気下にて炭素析出による触媒劣化も発生しやすいことから、脱硫に加えCOの除去も必要となる。 The invention described in Patent Document 1 is configured to separate CO 2 in steelworks gas and convert it to CH 4 using a catalyst or the like. Steelworks gas also contains sulfur compounds such as hydrogen sulfide (H 2 S), carbonyl sulfide (COS), and sulfur oxides (SOx) derived from coal used as a raw material. Here, Ni-based catalysts are known as CH 4 conversion catalysts. It is known that the performance of this Ni-based catalyst deteriorates due to the flow of sulfur compounds. Therefore, when these sulfur compounds are mixed into the separated CO 2 , not only does frequent catalyst replacement become necessary, but the instability of operation becomes a problem. Furthermore, since Ni-based catalysts are prone to catalyst deterioration due to carbon deposition in a CO atmosphere, in addition to desulfurization, CO removal is also required.

一方、特許文献2では、酸化鉄を用いた乾式脱硫剤による脱硫プロセスが示されているが、脱硫に併せてCOを除くことは難しくCOを十分に除去できないところに問題を残していた。 On the other hand, Patent Document 2 shows a desulfurization process using a dry desulfurization agent that uses iron oxide, but it is difficult to remove CO in conjunction with desulfurization, and there remains the problem that CO cannot be sufficiently removed.

同様に、特許文献3に記載の、アミン系吸収液を用いたCO分離プロセスは、HSやCOSを除去してCO分離を行うことが難しく、これら不純物を十分に除去できないところに問題を残していた。 Similarly, in the CO2 separation process using an amine-based absorbing liquid described in Patent Document 3, it is difficult to remove H2S and COS and separate CO2 , and there remains a problem in that these impurities cannot be sufficiently removed.

そこで、本発明は、前記課題を解決し、硫黄化合物濃度の低いCOを炭化水素に効率よく変換する方途について提案することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and to propose a method for efficiently converting CO 2 having a low concentration of sulfur compounds into hydrocarbons.

1.COと硫黄を含む副生ガスから、硫黄化合物濃度の低いCOガスを分離するガス分離工程と、
前記ガス分離工程からの前記COガスに含まれるCOを触媒により変換して炭化水素を製造するCO変換工程と、を有し、
前記ガス分離工程は、
吸収塔の内部に供給したメタノール吸収液と前記吸収塔に導入する前記副生ガスとを接触させて前記メタノール吸収液に前記副生ガスの成分を吸収させ、前記吸収塔の下段にてCOおよび硫黄化合物の吸収量の多いCOリッチ・Sリッチ吸収液を抜き出し、かつ前記吸収塔の中段にてCO吸収量の多いCOリッチ吸収液を抜き出す吸収塔抜出工程と、
前記COリッチ・Sリッチ吸収液をCO脱離塔の中段に導入し、前記COリッチ・Sリッチ吸収液を加熱してCO・硫黄化合物含有ガスを分離し、該CO・硫黄化合物含有ガスを前記CO脱離塔の上段に導入する前記COリッチ吸収液に接触させ、前記硫黄化合物を吸収させて前記硫黄化合物濃度の低いCOガスを抽出し、前記硫黄化合物を吸収させた液を前記COリッチ・Sリッチ吸収液と合流させて加熱し、硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を得る、CO脱離工程と、
前記CO脱離工程により得られる前記硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を、前記CO脱離塔下段にて抜き出す脱離塔抜出工程と、
を有する炭化水素の製造方法。
1. A gas separation step of separating CO2 gas having a low concentration of sulfur compounds from a by-product gas containing CO2 and sulfur;
A CO2 conversion process for producing hydrocarbons by converting CO2 contained in the CO2 gas from the gas separation process using a catalyst,
The gas separation step includes:
an absorption tower withdrawal step of contacting the methanol absorption liquid supplied to the inside of the absorption tower with the by-product gas introduced into the absorption tower to cause the methanol absorption liquid to absorb components of the by-product gas, withdrawing a CO2 -rich/S-rich absorption liquid having a large amount of CO2 and sulfur compounds absorbed at a lower stage of the absorption tower, and withdrawing a CO2 -rich absorption liquid having a large amount of CO2 absorption at a middle stage of the absorption tower;
A CO2 desorption step of introducing the CO2-rich/S-rich absorbing liquid into the middle part of a CO2 desorption tower, heating the CO2 - rich/S-rich absorbing liquid to separate CO2 and sulfur compound-containing gas, contacting the CO2 and sulfur compound-containing gas with the CO2 -rich absorbing liquid introduced into the upper part of the CO2 desorption tower to absorb the sulfur compounds and extract CO2 gas having a low sulfur compound concentration, and combining the liquid having absorbed the sulfur compounds with the CO2- rich/S-rich absorbing liquid and heating it to obtain an S-rich absorbing liquid having a high sulfur compound absorption amount;
A desorption tower extraction step of extracting the S-rich absorption liquid having a large amount of sulfur compounds obtained by the CO2 desorption step at a lower stage of the CO2 desorption tower;
A method for producing a hydrocarbon having the formula:

2.前記CO脱離塔の下段から抜き出されたSリッチ吸収液を、S脱離塔に導入して前記Sリッチ吸収液から硫黄化合物を脱離させる硫黄化合物脱離工程、
をさらに有する前記1に記載の炭化水素の製造方法。
2. A sulfur compound desorption step of introducing the S-rich absorbent discharged from the lower stage of the CO2 desorption tower into an S desorption tower to desorb sulfur compounds from the S-rich absorbent;
2. The method for producing hydrocarbons according to claim 1, further comprising:

3.前記硫黄化合物脱離工程において、空気から分離したNガスを前記S脱離塔に吹き込む前記2に記載の炭化水素の製造方法。 3. The method for producing hydrocarbons according to 2 above, wherein in the sulfur compound desorption step, N2 gas separated from air is blown into the S desorption tower.

4.前記Nガスは、空気の深冷分離によるものであり、空気から分離したNおよびOの一方または両方と、前記ガス分離工程における各種吸収液および各種ガスの一方または両方との間で熱交換を行う前記3に記載の炭化水素の製造方法。 4. The method for producing hydrocarbons according to 3 above, in which the N2 gas is obtained by cryogenic separation of air, and heat exchange is performed between one or both of the N2 and O2 separated from the air and one or both of the various absorption liquids and various gases in the gas separation step.

5.前記CO変換工程において、前記CO脱離工程からのCOガスにHガスを混合させて炭化水素(CH)に変換する前記1から4のいずれか1項に記載の炭化水素の製造方法。 5. The method for producing hydrocarbons according to any one of the above items 1 to 4, wherein in the CO2 conversion step, the CO2 gas from the CO2 desorption step is mixed with H2 gas to convert it into hydrocarbons ( CH4 ).

6.前記CO脱離工程において、前記CO脱離塔にHガスを導入する前記1から5のいずれか1項に記載の炭化水素の製造方法。 6. The method for producing hydrocarbons according to any one of claims 1 to 5, wherein H2 gas is introduced into the CO2 desorption tower in the CO2 desorption step.

7.前記Hガスは液化Hの気化により得られ、かつ前記液化Hと前記硫黄化合物脱離工程から排出される吸収液との間で熱交換を行う前記5または6に記載の炭化水素の製造方法。 7. The method for producing hydrocarbons according to 5 or 6, wherein the H2 gas is obtained by vaporizing liquefied H2 , and heat exchange is carried out between the liquefied H2 and an absorption liquid discharged from the sulfur compound desorption step.

8.前記CO脱離工程に、前記CO変換工程にて得られた炭化水素を導入する前記1から7のいずれか1項に記載の炭化水素の製造方法。 8. The method for producing hydrocarbons according to any one of 1 to 7, wherein the hydrocarbons obtained in the CO2 conversion step are introduced into the CO2 desorption step.

9.前記1から8のいずれか1項に記載の方法によって得られた炭化水素を、CO由来還元剤として還元炉に吹き込む還元炉の操業方法。 9. A method for operating a reduction furnace, comprising injecting the hydrocarbon obtained by the method according to any one of 1 to 8 into the reduction furnace as a CO2 -derived reducing agent.

10.前記9に記載の還元炉の操業方法において、前記還元炉は高炉であって、前記9に記載の還元炉の操業方法によって銑鉄を製造する、銑鉄の製造方法。 10. A method for producing pig iron, in which the reduction furnace is a blast furnace, and pig iron is produced by the reduction furnace operation method described in 9.

本発明の方法によれば、副生ガス、例えば高炉ガス中のCOを回収し、再利用する構成において、CO変換設備への硫黄化合物の流入を抑制でき、操業の安定化および触媒の交換頻度を低減することが可能である。さらに、得られた高純度COを回収、変換して炭化水素を製造し、これをCO由来還元剤として還元炉にて再利用することによって、CO排出量を低減する製鉄所等の操業が実現する。 According to the method of the present invention, in a configuration in which CO2 in a by-product gas, for example, blast furnace gas, is recovered and reused, it is possible to suppress the inflow of sulfur compounds into a CO2 conversion facility, stabilize operations, and reduce the frequency of catalyst replacement. Furthermore, the obtained high-purity CO2 is recovered and converted to produce hydrocarbons, which are then reused in a reduction furnace as a CO2- derived reducing agent, thereby realizing the operation of a steelworks or the like that reduces CO2 emissions.

本発明の第1実施形態を示すフロー図である。FIG. 1 is a flow diagram showing a first embodiment of the present invention. 本発明の第2実施形態を示すフロー図である。FIG. 11 is a flow diagram showing a second embodiment of the present invention.

以下、本発明の炭化水素の製造方法について、図1を参照して詳しく説明する。
[第1実施形態]
図1に、高炉や転炉などの還元炉からの副生ガスから高純度のCOガスを分離、回収するまでのフロー図を示す。
図1に示すように、還元炉A08より排出される、CO、CO、HSおよびCOSを含む副生ガス(以下、原料ガスと示す)G01は、圧縮機A01にて加圧されたのち、凝縮器A02にてガス中の水分を除去され、吸収塔A03に導入される。
The process for producing hydrocarbons according to the present invention will now be described in detail with reference to FIG.
[First embodiment]
FIG. 1 shows a flow diagram of the process for separating and recovering high-purity CO2 gas from by-product gas discharged from a reducing furnace such as a blast furnace or a converter.
As shown in FIG. 1, a by-product gas (hereinafter referred to as a raw material gas) G01 containing CO, CO 2 , H 2 S, and COS discharged from a reduction furnace A08 is compressed by a compressor A01, moisture in the gas is removed by a condenser A02, and the gas is introduced into an absorption tower A03.

吸収塔A03では、吸収液としてHSおよびCOSがともに吸収されやすいメタノールを用い、このメタノール吸収液(図示せず)を吸収塔A03上部より予め導入している。このメタノール吸収液を用いることによって、吸収塔A03内において、導入した原料ガスG01とメタノール吸収液とが接触し、メタノール吸収液に原料ガスG01に含まれるHSおよびCOS等が効率的に吸収される結果、HSおよびCOS等の除去を可能としている。 In the absorption tower A03, methanol, which easily absorbs both H2S and COS, is used as an absorbing liquid, and this methanol absorbing liquid (not shown) is introduced in advance from the top of the absorption tower A03. By using this methanol absorbing liquid, the introduced raw material gas G01 comes into contact with the methanol absorbing liquid in the absorption tower A03, and H2S , COS, etc. contained in the raw material gas G01 are efficiently absorbed by the methanol absorbing liquid, making it possible to remove H2S , COS, etc.

吸収塔A03に原料ガスG01を導入し該ガスがメタノール吸収液と接触すると、吸収塔A03の下段において、主にガスG01中の硫黄化合物がメタノールへ吸収され、同中段から上段において、主にCOがメタノールへ吸収される。その結果、吸収塔A03の塔頂部では、COおよび硫黄化合物が除去されたガスG02を得ることになる。このガスG02は、COおよびHを多く含むため、燃焼などにより熱を得ること、火力発電に用いて電力を得ることおよび、触媒を用いて変換し有価物を得ること、などの用途として使用することができる。 When the raw gas G01 is introduced into the absorption tower A03 and the gas comes into contact with the methanol absorption liquid, the sulfur compounds in the gas G01 are mainly absorbed into methanol in the lower part of the absorption tower A03, and CO2 is mainly absorbed into methanol in the middle to upper parts of the absorption tower A03. As a result, gas G02 from which CO2 and sulfur compounds have been removed is obtained at the top of the absorption tower A03. Since this gas G02 contains a large amount of CO and H2 , it can be used for purposes such as obtaining heat by combustion, obtaining electricity by thermal power generation, and obtaining valuable materials by conversion using a catalyst.

SおよびCOSはCOよりもメタノールに吸収されやすいため、吸収塔A03の底部に溜まる吸収液はCO・HS・COS吸収量の多いCOリッチ・Sリッチ吸収液となる。一方、吸収塔A03の中段~上段では、ここを通るガス中にHS・COSはほぼ含まれていないためHS・COS吸収量が少なく、CO吸収量の多いCOリッチ吸収液となる。これら2種の吸収液は、そこに含まれるCOを脱離して高純度のCOガスを得るために、吸収塔A03から抜き出してCO脱離塔A04に供給し、このCO脱離塔A04でCOとHS・COSとを分離する必要がある。 Since H2S and COS are more easily absorbed by methanol than CO2 , the absorbing solution that accumulates at the bottom of the absorption tower A03 is a CO2 -rich/S-rich absorbing solution with a large amount of CO2 , H2S , and COS absorbed. On the other hand, in the middle to upper stages of the absorption tower A03, the gas passing through the absorption tower A03 contains almost no H2S or COS, so the amount of H2S and COS absorbed is small, resulting in a CO2 -rich absorbing solution with a large amount of CO2 absorbed. These two types of absorbing solutions are extracted from the absorption tower A03 and supplied to the CO2 desorption tower A04 in order to desorb the CO2 contained therein and obtain high-purity CO2 gas, and it is necessary to separate CO2 from H2S and COS in this CO2 desorption tower A04.

ここで、吸収塔A03における下段、中段および上段とは、例えば中段が塔の高さ方向の0.3~0.7の領域を指し、該領域の下方が下段および上方が上段である。 Here, the lower, middle, and upper stages of the absorption tower A03 refer to, for example, the middle stage in the height direction of the tower, from 0.3 to 0.7, with the lower stage being below this stage and the upper stage being above it.

CO脱離塔A04は、塔底部にて吸収液を加熱するリボイラーなどの加熱機器A04-02を備えている。吸収塔A03の中段から抜き出したCOリッチ吸収液はCO脱離塔A04の上部に、吸収塔A03の底部から抜き出したCOリッチ・Sリッチ吸収液はCO脱離塔A04の中段に輸送される。すなわち、COリッチ吸収液は、後述の脱離硫黄化合物ガスの吸収に用いるため、温度は低い方が好ましいが、脱離塔底部における加熱によりメタノール蒸気が発生して当該蒸気は塔上方に移動し、結果として塔上部を加熱することになる。この加熱を緩和するために、COリッチ・Sリッチ吸収液をCO脱離塔A04の中段から導入することによりメタノール蒸気と接触させ、この蒸気の冷却によりメタノールを再度液化させることが好ましい。 The CO2 desorption tower A04 is equipped with a heating device A04-02 such as a reboiler that heats the absorption liquid at the bottom of the tower. The CO2 -rich absorption liquid extracted from the middle of the absorption tower A03 is transported to the top of the CO2 desorption tower A04, and the CO2- rich and S-rich absorption liquid extracted from the bottom of the absorption tower A03 is transported to the middle of the CO2 desorption tower A04. That is, the CO2 - rich absorption liquid is used to absorb the desorbed sulfur compound gas described below, so it is preferable that the temperature is low, but methanol vapor is generated by heating at the bottom of the desorption tower and the vapor moves to the top of the tower, resulting in heating the top of the tower. In order to alleviate this heating, it is preferable to introduce the CO2- rich and S-rich absorption liquid from the middle of the CO2 desorption tower A04 to contact it with methanol vapor, and to re-liquefy the methanol by cooling the vapor.

CO脱離塔A04において、COリッチ・Sリッチ吸収液とCOリッチ吸収液とはCOおよびSのガスを吸収もしくは脱離する反応を繰り返しながら合流し、合流した吸収液はすべて加熱機器A04-02に向かってここで加熱される。この加熱工程において、合流後の吸収液から主にCOおよび一部の硫黄化合物が脱離する。脱離処理後のCOガスおよび硫黄化合物ガスはCO脱離塔A04に戻されて塔内を上昇する。この上昇過程において、硫黄化合物ガスは、CO脱離塔A04上部から導入されるCOリッチ吸収液に吸収され、この吸収液は塔A04下方に向かって落下し、塔A04中段にてCOリッチ・Sリッチ吸収液と合流して再び加熱機器A04-02に導入される。以上の工程がCO脱離塔A04および加熱機器A04-02において繰り返されることによって、吸収液からのCOの脱離が進行し塔A04の上方にCOリッチガスが生成し、一方で吸収液に硫黄化合物が再吸収されて加熱機器A04-02側に硫黄化合物濃度の高いSリッチ吸収液が生成される。 In the CO2 desorption tower A04, the CO2 - rich/S-rich absorbing solution and the CO2 -rich absorbing solution are combined while repeatedly undergoing reactions of absorbing or desorbing CO2 and S gases, and all of the combined absorbing solutions are heated here toward the heating device A04-02. In this heating process, mainly CO2 and some sulfur compounds are desorbed from the combined absorbing solution. The CO2 gas and sulfur compound gas after the desorption process are returned to the CO2 desorption tower A04 and rise inside the tower. In this rising process, the sulfur compound gas is absorbed by the CO2 -rich absorbing solution introduced from the top of the CO2 desorption tower A04, and this absorbing solution falls toward the bottom of the tower A04, merges with the CO2 - rich/S-rich absorbing solution at the middle of the tower A04, and is introduced again into the heating device A04-02. By repeating the above steps in the CO2 desorption tower A04 and the heating equipment A04-02, the desorption of CO2 from the absorbing liquid progresses and a CO2 - rich gas is generated above the tower A04, while the sulfur compounds are reabsorbed into the absorbing liquid, and an S-rich absorbing liquid with a high sulfur compound concentration is generated on the heating equipment A04-02 side.

上記のとおり、COリッチガスは、CO脱離塔A04の上段において、吸収塔A03の中段からのCOリッチ吸収液と接触し、該吸収液に硫黄化合物が再度吸収される。ここで、吸収塔A03の中段からのCOリッチ吸収液は、HSおよびCOSの含有が極めて少ない分、HSおよびCOSを吸収することが可能である。そこで、CO脱離塔A04の下段から上昇してくる(COリッチとはいえHSおよびCOSが未だ含まれている)COガスおよび硫黄化合物ガスとCOリッチ吸収液とを接触させれば、HSおよびCOSを選択的に吸収し、脱離処理後のCOリッチガス中のHSおよびCOSの除去に利用することができる。 As described above, the CO2- rich gas comes into contact with the CO2 - rich absorbing solution from the middle of the absorption tower A03 at the upper stage of the CO2 desorption tower A04, and the sulfur compounds are absorbed again by the absorbing solution. Here, the CO2- rich absorbing solution from the middle of the absorption tower A03 contains very little H2S and COS, so it is capable of absorbing H2S and COS. Therefore, if the CO2 gas and sulfur compound gas (which is CO2 - rich but still contains H2S and COS) rising from the lower stage of the CO2 desorption tower A04 are brought into contact with the CO2- rich absorbing solution, the H2S and COS can be selectively absorbed and used to remove the H2S and COS from the CO2 - rich gas after the desorption process.

そこで、上述したとおり、吸収塔A03では吸収塔の中段並びに下段に、吸収液を抜出可能な構造を設けることにより、中段ではCOリッチ吸収液を、塔底部(下段)ではCOリッチ・Sリッチ吸収液を抜き出せるようにした。なお、吸収塔の中段からの抜出位置は、HS・COSの吸収の程度に合わせ適宜変更すればよい。 Therefore, as described above, the absorption tower A03 is provided with a structure that allows the absorption liquid to be extracted from the middle and lower stages of the absorption tower, so that the CO2 - rich absorption liquid can be extracted from the middle stage and the CO2 - rich and S-rich absorption liquid can be extracted from the tower bottom (lower stage). The extraction position from the middle stage of the absorption tower can be changed appropriately according to the degree of absorption of H2S and COS.

かようにCO脱離塔A04の下段から発生するCOリッチガスとCOリッチ吸収液とを塔上段において接触させことによって、CO脱離塔A04の塔頂部から排出されるCOリッチガスG03中の硫黄化合物濃度を十分に低減することができる。 In this manner, by contacting the CO2 - rich gas generated from the lower stage of the CO2 desorption tower A04 with the CO2 -rich absorbing liquid in the upper stage of the tower, the sulfur compound concentration in the CO2-rich gas G03 discharged from the top of the CO2 desorption tower A04 can be sufficiently reduced.

硫黄化合物濃度の低いCOリッチガスG03は、CO変換設備A11にてCHを含む炭化水素リッチガスG09に変換して還元剤として還元炉A08に供給することが好ましい。具体的には、液化HG07を気化器A10にて気化させたのち、COリッチガスG03と混合させ、CO変換設備A11にてCHを含む炭化水素リッチガスG09に変換し、CO由来還元剤として還元炉A08に吹き込むことができる。還元炉A08が高炉の場合、上述のようにCO由来還元剤を高炉に吹き込む操業方法によって、銑鉄を製造することができる。 It is preferable that the CO2- rich gas G03 having a low concentration of sulfur compounds is converted into a hydrocarbon-rich gas G09 containing CH4 in the CO2 conversion equipment A11 and supplied to the reduction furnace A08 as a reducing agent. Specifically, the liquefied H2 G07 is vaporized in the vaporizer A10, mixed with the CO2 - rich gas G03, converted into a hydrocarbon-rich gas G09 containing CH4 in the CO2 conversion equipment A11, and can be blown into the reduction furnace A08 as a CO2 -derived reducing agent. When the reduction furnace A08 is a blast furnace, pig iron can be produced by the operation method of blowing a CO2- derived reducing agent into the blast furnace as described above.

一方、CO脱離塔A04の下段(加熱機器A04-02)において生成する硫黄化合物濃度の高いSリッチ吸収液は、S脱離塔A05の上段に輸送される。 On the other hand, the S-rich absorbing solution having a high concentration of sulfur compounds produced in the lower section (heating equipment A04-02) of the CO2 desorption column A04 is transported to the upper section of the S desorption column A05.

このS脱離塔A05は、塔下部からNリッチガスG06を流通させる構成となっており、さらに図示例のように、塔底部にて吸収液を加熱するリボイラーなどの加熱機器A05-02を備えていてもよい。Sリッチ吸収液はS脱離塔A05の上部に輸送され、NリッチガスG06との接触により硫黄化合物が脱離し、塔上部からはSリッチガスG04が排出されることになる。このSリッチガスG04は、希釈など環境負荷の低減処理後に大気へ放出、またはクラウスプロセスなどにより部分酸化して硫黄として回収すればよい。 This S desorption tower A05 is configured to circulate N2- rich gas G06 from the bottom of the tower, and may further include a heating device A05-02 such as a reboiler that heats the absorption liquid at the bottom of the tower, as shown in the figure. The S-rich absorption liquid is transported to the top of the S desorption tower A05, where sulfur compounds are desorbed by contact with the N2 -rich gas G06, and S-rich gas G04 is discharged from the top of the tower. This S-rich gas G04 may be released into the atmosphere after environmental load reduction treatment such as dilution, or may be partially oxidized by the Claus process or the like to recover it as sulfur.

一方、S脱離塔A05の底部では、硫黄化合物の脱離したリーン吸収液が得られる。S脱離塔A05より排出されるリーン吸収液は、冷却器A06にて冷却され、再度吸収塔A03にてCOおよび硫黄化合物を吸収するための吸収液として利用される。 On the other hand, a lean absorbent from which sulfur compounds have been desorbed is obtained at the bottom of the S desorption tower A05. The lean absorbent discharged from the S desorption tower A05 is cooled in a cooler A06 and is used again as an absorbent for absorbing CO2 and sulfur compounds in the absorption tower A03.

S脱離塔A05に流通させるNリッチガスG06は、例えば空気分離機A07を用いて空気G05より精製したNリッチガスG06を適用することができる。同時に精製されるOリッチガスG07は、還元炉A08にて使用することができる。本構成により、還元炉A08の温度を上昇させて還元炉の運転を安定化するほか、還元炉A08から排出されるCO含有ガス中のN濃度が低減し、CO濃度を高めることができる。 The N2- rich gas G06 circulated through the S desorption tower A05 can be, for example, N2 - rich gas G06 purified from air G05 using an air separator A07. The O2- rich gas G07 purified at the same time can be used in the reduction furnace A08. This configuration not only increases the temperature of the reduction furnace A08 to stabilize the operation of the reduction furnace, but also reduces the N2 concentration in the CO2- containing gas discharged from the reduction furnace A08, thereby increasing the CO2 concentration.

なお、上記の吸収塔A03内の圧力としては、0.1MPa以上、5MPa以下が好ましく、より好ましくは0.3MPa以上、0.99MPa以下である。本圧力範囲とすることで、COおよび硫黄化合物の吸収を促進しつつ、COなどの不純物の吸収を抑制することができる。 The pressure in the absorption tower A03 is preferably 0.1 MPa or more and 5 MPa or less, more preferably 0.3 MPa or more and 0.99 MPa or less. By setting the pressure in this range, it is possible to promote the absorption of CO2 and sulfur compounds while suppressing the absorption of impurities such as CO.

また、上記CO脱離塔A04は、背圧弁などの圧力調整機構を有することが好ましい。また、CO脱離塔A04内部の圧力としては、0.01MPa以上、0.99MPa以下が好ましく、より好ましくは0.1MPa以上、0.5MPa以下が好ましい。本圧力範囲とすることで、吸収液の蒸散を抑制しつつ、COを脱離させることが可能である。 The CO2 desorption tower A04 preferably has a pressure adjustment mechanism such as a back pressure valve. The pressure inside the CO2 desorption tower A04 is preferably 0.01 MPa or more and 0.99 MPa or less, more preferably 0.1 MPa or more and 0.5 MPa or less. By setting the pressure in this range, it is possible to desorb CO2 while suppressing evaporation of the absorbing solution.

次に、本発明の第2実施形態について、図2を参照して詳しく説明する。
[第2実施形態]
図2に、図1に示した実施形態とは別の実施形態について、還元炉からの原料ガスから高純度のCOガスを分離、回収するまでのフロー図を示す。なお、図1に示した構成要素と同じ構成要素については、同じ符号を付して説明を省略する。
すなわち、第2実施形態では、図1に示した第1実施形態での構成に加え、空気分離器A07を深冷分離によるものとし、空気分離器A07から排出するNとの熱交換を行うN熱交換器A09、液化HG08の気化器A10、CO変換設備A11、液化HG08との熱交換を行う液化H熱交換器A12を有している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.
[Second embodiment]
Fig. 2 shows a flow diagram of a process for separating and recovering high-purity CO2 gas from a raw material gas from a reduction furnace in an embodiment different from the embodiment shown in Fig. 1. Note that the same components as those shown in Fig. 1 are given the same reference numerals and will not be described.
That is, in the second embodiment, in addition to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 1, the air separator A07 is a cryogenic separation type, and includes a N2 heat exchanger A09 that exchanges heat with N2 discharged from the air separator A07, a vaporizer A10 for liquefied H2 G08, a CO2 conversion facility A11, and a liquefied H2 heat exchanger A12 that exchanges heat with the liquefied H2 G08.

ここで、N熱交換器A09および液化H熱交換器A12は、図示を省略している接続系統によりS脱離塔A05から排出されたリーン吸収液との熱交換を、例えば冷却器A06の入側にて行うことができる。すなわち、第2実施形態では、深冷分離にて得たNの冷熱(N熱交換器A09介在下)および液化HG08から得た冷熱(液化H熱交換器A12介在下)によりリーン吸収液を冷却可能であり、冷却器A06の負荷を低減可能である。 Here, the N2 heat exchanger A09 and the liquefied H2 heat exchanger A12 can perform heat exchange with the lean absorbing liquid discharged from the S desorption tower A05, for example, at the inlet side of the cooler A06, by a connection system not shown. That is, in the second embodiment, the lean absorbing liquid can be cooled by the cold heat of N2 obtained by cryogenic separation (through the N2 heat exchanger A09) and the cold heat obtained from the liquefied H2 G08 (through the liquefied H2 heat exchanger A12), and the load on the cooler A06 can be reduced.

さらに、CO脱離塔A04では、CO変換設備A11から排出された炭化水素リッチガスG09の一部およびHを導入する構成となっており、CO脱離塔A04内部のCO分圧を低減しCO脱離を促進することができる。 Furthermore, the CO2 desorption tower A04 is configured to introduce a portion of the hydrocarbon-rich gas G09 discharged from the CO2 conversion equipment A11 and H2 , thereby reducing the CO2 partial pressure inside the CO2 desorption tower A04 and promoting CO2 desorption.

CO脱離塔A04から排出されるCOリッチガスG03は、CO変換設備A11に流通し、炭化水素などに変換されて炭化水素リッチガスG09を排出する。本ガスG09は、COおよびHのみの混合ガスを用いる場合と比較して比熱が大きくなるため、CO変換設備A11におけるCO変換に伴う昇温を抑制する効果がある。 The CO2- rich gas G03 discharged from the CO2 desorption tower A04 flows into the CO2 conversion equipment A11, where it is converted into hydrocarbons and the like, and a hydrocarbon-rich gas G09 is discharged. This gas G09 has a larger specific heat than when a mixed gas of only CO2 and H2 is used, and therefore has the effect of suppressing the temperature rise associated with the CO2 conversion in the CO2 conversion equipment A11 .

炭化水素リッチガスG09の一部は、再度CO脱離塔に導入され、残りの一部は還元炉A08にて使用される。本構成では回収COを用いることにより全体のCO排出量を低減することが可能である。 A part of the hydrocarbon-rich gas G09 is introduced again into the CO2 desorption tower, and the remaining part is used in the reduction furnace A08. In this configuration, the use of the recovered CO2 makes it possible to reduce the overall CO2 emission amount.

なお、上記した第1実施形態および第2実施形態に加え、吸収塔A03より排出された液を減圧して吸収ガスを脱離させるフラッシュ設備、および脱離したガスを再度吸収塔A03に流通させるための圧縮機を有してもよい。本構成によれば、COなどの不純物濃度をさらに低減することが可能である。 In addition to the first and second embodiments described above, a flash facility may be provided to reduce the pressure of the liquid discharged from the absorption tower A03 to desorb the absorbed gas, and a compressor may be provided to circulate the desorbed gas back to the absorption tower A03. This configuration can further reduce the concentration of impurities such as CO.

図1および図2に示したところに従って、次の組成になる原料ガスから炭化水素を製造した。本発明方法では、特に吸収塔A03の中段における吸収液の抜出に特徴があることから、まずは、この吸収液の吸収塔中段からの抜出の効果を調べるため次の計算を行った。 Hydrocarbons were produced from the feed gas with the following composition according to the diagrams shown in Figures 1 and 2. The method of the present invention is characterized by the withdrawal of the absorbing liquid from the middle stage of the absorption tower A03. Therefore, the following calculations were performed to investigate the effect of withdrawing the absorbing liquid from the middle stage of the absorption tower.

すなわち、原料ガスG01の組成は、体積濃度にてH:31.0%、CO:45.0%、CO:23.0%、N:1.0%、HS:11ppm、COS:12ppmである。操業条件は、原料ガスG01の流量を430000Nm/h、圧縮機A01の出口圧量を0.8MPa、吸収液としてメタノールを使用し、3840ton/hの流量にて吸収塔A03上部に導入する。吸収塔中段における液の抜出は、0から80%の範囲とし、CO脱離塔リボイラーA04-02の温度を90℃、S脱離塔リボイラーA05-02の温度を95℃、冷却器A06の出口の液温度を-40℃とした。 That is, the composition of the raw material gas G01 is H 2 : 31.0%, CO: 45.0%, CO 2 : 23.0%, N 2 : 1.0%, H 2 S: 11 ppm, COS: 12 ppm in volume concentration. The operation conditions are: the flow rate of the raw material gas G01 is 430000 Nm 3 /h, the outlet pressure of the compressor A01 is 0.8 MPa, methanol is used as the absorption liquid, and it is introduced into the upper part of the absorption tower A03 at a flow rate of 3840 ton / h. The liquid withdrawal in the middle stage of the absorption tower is in the range of 0 to 80%, the temperature of the CO 2 desorption tower reboiler A04-02 is 90 ° C, the temperature of the S desorption tower reboiler A05-02 is 95 ° C, and the liquid temperature at the outlet of the cooler A06 is -40 ° C.

表1に、吸収塔A03中段における液抜出量と、COリッチガスG03中のCO濃度、HS濃度、COS濃度の相関を示す。表1に示すように、いずれの液抜出量においてもCO濃度は1%まで低減し、原料ガス中のCO濃度の1/40以下となっている。したがって、本発明に従って得られるCOリッチガスG03を用いる場合は、CO変換設備A11におけるCOによる触媒の劣化は十分に抑制できるものと推測される。 Table 1 shows the correlation between the amount of liquid discharged from the middle stage of the absorption tower A03 and the CO concentration, H2S concentration, and COS concentration in the CO2- rich gas G03. As shown in Table 1, the CO concentration is reduced to 1% at each liquid discharge amount, which is 1/40 or less of the CO concentration in the raw gas. Therefore, it is presumed that when the CO2 - rich gas G03 obtained according to the present invention is used, the deterioration of the catalyst due to CO in the CO2 conversion equipment A11 can be sufficiently suppressed.

一方、抜出量を0%、すなわち抜出のない比較例1ではHS濃度、COS濃度ともに原料ガスよりも高くなり、後段のCO変換設備に設置する触媒は早急に劣化するものと推察される。これに対し、吸収液の塔中段抜出を実施した発明例1、2,3,4では、いずれもHS濃度、COS濃度ともに0.1ppm以下まで低減しており、触媒劣化を十分に抑制できるものとなっていた。 On the other hand, in Comparative Example 1, where the withdrawal amount was 0%, i.e., no withdrawal, both the H2S concentration and the COS concentration were higher than those of the feed gas, and it is presumed that the catalyst installed in the downstream CO2 conversion equipment would deteriorate quickly. In contrast, in Invention Examples 1, 2, 3, and 4, in which the absorption liquid was withdrawn from the middle of the tower, both the H2S concentration and the COS concentration were reduced to 0.1 ppm or less, and catalyst deterioration could be sufficiently suppressed.

(比較例2)
前記原料ガスG1に対し、アミンによる化学吸収を適用してCO分離を行った場合について、このCO分離により得られるガスの成分を上記と同様に調査した結果を表2に示す。同表に示すように、CO分離により得られるガスはCO濃度を99.9%以上とし、CO濃度を0.1%以下とすることが可能である。しかしながら、COとともにHSおよびCOSが濃縮されるため、ガス中硫黄濃度が高く下流のCO変換設備における触媒を劣化させることは回避できない。
(Comparative Example 2)
When the raw gas G1 was subjected to chemical absorption by amine to separate CO2 , the components of the gas obtained by this CO2 separation were investigated in the same manner as above, and the results are shown in Table 2. As shown in the table, the gas obtained by CO2 separation can have a CO2 concentration of 99.9% or more and a CO concentration of 0.1% or less. However, since H2S and COS are concentrated along with CO2 , the sulfur concentration in the gas is high, and it is unavoidable that the catalyst in the downstream CO2 conversion facility will be deteriorated.

(比較例3)
前記原料ガスG1に対し、酸化鉄および酸化銅による乾式脱硫を適用してCO分離を行った場合について、このCO分離により得られるガスの成分を上記と同様に調査した結果を表2に示す。同表に示すように、HSおよびCOS濃度を0.01ppm以下に低減可能である。しかしながら、本方式ではCO濃度は低減されないため、下流のCO変換設備における触媒を劣化させることは回避できない。
(Comparative Example 3)
When dry desulfurization using iron oxide and copper oxide was applied to the raw gas G1 to separate CO2 , the components of the gas obtained by this CO2 separation were investigated in the same manner as above, and the results are shown in Table 2. As shown in the table, it is possible to reduce the H2S and COS concentrations to 0.01 ppm or less. However, since the CO concentration is not reduced in this method, it is unavoidable to deteriorate the catalyst in the downstream CO2 conversion equipment.

A01 圧縮器
A02 凝縮器
A03 吸収塔
A04 CO脱離塔
A05 S脱離塔
A06 冷却器
A07 空気分離機
A08 還元炉
A09 N熱交換器
A10 気化器
A11 CO変換設備
A12 液化H熱交換器A12
G01 原料ガス
G02 CO、硫黄除去ガス
G03 COリッチガス
G04 Sリッチガス
G05 空気
G06 Nリッチガス
G07 Oリッチガス
G08 液化H
G09 炭化水素リッチガス

A01 Compressor A02 Condenser A03 Absorption tower A04 CO2 desorption tower A05 S desorption tower A06 Cooler A07 Air separator A08 Reduction furnace A09 N2 heat exchanger A10 Vaporizer A11 CO2 conversion equipment A12 Liquefied H2 heat exchanger A12
G01 Raw material gas G02 CO2 , sulfur removal gas G03 CO2- rich gas G04 S-rich gas G05 Air G06 N2- rich gas G07 O2- rich gas G08 Liquefied H2
G09 Hydrocarbon-rich gas

Claims (11)

COと硫黄を含む副生ガスから、硫黄化合物濃度の低いCOガスを分離するガス分離工程と、
前記ガス分離工程からの前記COガスに含まれるCOを触媒により変換して炭化水素を製造するCO変換工程と、を有し、
前記ガス分離工程は、
吸収塔の内部に供給したメタノール吸収液と前記吸収塔に導入する前記副生ガスとを接触させて前記メタノール吸収液に前記副生ガスの成分を吸収させ、前記吸収塔の下段にてCOおよび硫黄化合物の吸収量の多いCOリッチ・Sリッチ吸収液を抜き出し、かつ前記吸収塔の中段にてCO吸収量の多いCOリッチ吸収液を抜き出す吸収塔抜出工程と、
前記COリッチ・Sリッチ吸収液をCO脱離塔の中段に導入し、前記COリッチ・Sリッチ吸収液を加熱してCO・硫黄化合物含有ガスを分離し、該CO・硫黄化合物含有ガスを前記CO脱離塔の上段に導入する前記COリッチ吸収液に接触させ、前記硫黄化合物を吸収させて前記硫黄化合物濃度の低いCOガスを抽出し、前記硫黄化合物を吸収させた液を前記COリッチ・Sリッチ吸収液と合流させて加熱し、硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を得る、CO脱離工程と、
前記CO脱離工程により得られる前記硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を、前記CO脱離塔下段にて抜き出す脱離塔抜出工程と、
を有し、
前記CO 脱離工程において、前記CO 脱離塔にH ガスを導入する炭化水素の製造方法。
A gas separation step of separating CO2 gas having a low concentration of sulfur compounds from a by-product gas containing CO2 and sulfur;
A CO2 conversion process for producing hydrocarbons by converting CO2 contained in the CO2 gas from the gas separation process using a catalyst,
The gas separation step includes:
an absorption tower withdrawal step of contacting the methanol absorption liquid supplied to the inside of the absorption tower with the by-product gas introduced into the absorption tower to cause the methanol absorption liquid to absorb components of the by-product gas, withdrawing a CO2 -rich/S-rich absorption liquid having a large amount of CO2 and sulfur compounds absorbed at a lower stage of the absorption tower, and withdrawing a CO2 -rich absorption liquid having a large amount of CO2 absorption at a middle stage of the absorption tower;
A CO2 desorption step of introducing the CO2-rich/S-rich absorbing liquid into the middle part of a CO2 desorption tower, heating the CO2 - rich/S-rich absorbing liquid to separate CO2 and sulfur compound-containing gas, contacting the CO2 and sulfur compound-containing gas with the CO2 -rich absorbing liquid introduced into the upper part of the CO2 desorption tower to absorb the sulfur compounds and extract CO2 gas having a low sulfur compound concentration, and combining the liquid having absorbed the sulfur compounds with the CO2- rich/S-rich absorbing liquid and heating it to obtain an S-rich absorbing liquid having a high sulfur compound absorption amount;
A desorption tower extraction step of extracting the S-rich absorption liquid having a large amount of sulfur compounds obtained by the CO2 desorption step at a lower stage of the CO2 desorption tower;
having
A method for producing hydrocarbons, wherein H2 gas is introduced into the CO2 desorption tower in the CO2 desorption step .
前記CO脱離塔の下段から抜き出されたSリッチ吸収液を、S脱離塔に導入して前記Sリッチ吸収液から硫黄化合物を脱離させる硫黄化合物脱離工程、
をさらに有する請求項1に記載の炭化水素の製造方法。
A sulfur compound desorption step of introducing the S-rich absorbent discharged from the lower stage of the CO2 desorption tower into an S desorption tower to desorb sulfur compounds from the S-rich absorbent;
The method for producing hydrocarbons according to claim 1, further comprising:
前記硫黄化合物脱離工程において、空気から分離したNガスを前記S脱離塔に吹き込む請求項2に記載の炭化水素の製造方法。 The method for producing hydrocarbons according to claim 2, wherein in the sulfur compound desorption step, N2 gas separated from air is blown into the S desorption tower. 前記Nガスは、空気の深冷分離によるものであり、空気から分離したNおよびOの一方または両方と、前記ガス分離工程における各種吸収液および各種ガスの一方または両方との間で熱交換を行う請求項3に記載の炭化水素の製造方法。 The method for producing hydrocarbons according to claim 3, wherein the N2 gas is obtained by cryogenic separation of air, and heat exchange is performed between one or both of N2 and O2 separated from air and one or both of various absorption liquids and various gases in the gas separation process. 前記CO変換工程において、前記CO脱離工程からのCOガスにHガスを混合させて炭化水素(CH)に変換する請求項1から4のいずれか1項に記載の炭化水素の製造方法。 The method for producing hydrocarbons according to any one of claims 1 to 4, wherein in the CO2 conversion step, the CO2 gas from the CO2 desorption step is mixed with H2 gas to convert the CO2 gas into hydrocarbons ( CH4 ). 前記Hガスは液化Hの気化により得られ、かつ前記液化Hと前記硫黄化合物脱離工程から排出される吸収液との間で熱交換を行う請求項に記載の炭化水素の製造方法。 The method for producing hydrocarbons according to claim 5 , wherein the H2 gas is obtained by vaporizing liquefied H2 , and heat exchange is carried out between the liquefied H2 and an absorption liquid discharged from the sulfur compound desorption process. CO と硫黄を含む副生ガスから、硫黄化合物濃度の低いCO ガスを分離するガス分離工程と、
前記ガス分離工程からの前記CO ガスに含まれるCO を触媒により変換して炭化水素を製造するCO 変換工程と、を有し、
前記ガス分離工程は、
吸収塔の内部に供給したメタノール吸収液と前記吸収塔に導入する前記副生ガスとを接触させて前記メタノール吸収液に前記副生ガスの成分を吸収させ、前記吸収塔の下段にてCO および硫黄化合物の吸収量の多いCO リッチ・Sリッチ吸収液を抜き出し、かつ前記吸収塔の中段にてCO 吸収量の多いCO リッチ吸収液を抜き出す吸収塔抜出工程と、
前記CO リッチ・Sリッチ吸収液をCO 脱離塔の中段に導入し、前記CO リッチ・Sリッチ吸収液を加熱してCO ・硫黄化合物含有ガスを分離し、該CO ・硫黄化合物含有ガスを前記CO 脱離塔の上段に導入する前記CO リッチ吸収液に接触させ、前記硫黄化合物を吸収させて前記硫黄化合物濃度の低いCO ガスを抽出し、前記硫黄化合物を吸収させた液を前記CO リッチ・Sリッチ吸収液と合流させて加熱し、硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を得る、CO 脱離工程と、
前記CO 脱離工程により得られる前記硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を、前記CO 脱離塔下段にて抜き出す脱離塔抜出工程と、
前記CO 脱離塔の下段から抜き出されたSリッチ吸収液を、S脱離塔に導入して前記Sリッチ吸収液から硫黄化合物を脱離させる硫黄化合物脱離工程と、
を有し、
前記硫黄化合物脱離工程において、空気から分離したN ガスを前記S脱離塔に吹き込み、前記N ガスは、空気の深冷分離によるものであり、空気から分離したN およびO の一方または両方と、前記ガス分離工程における各種吸収液および各種ガスの一方または両方との間で熱交換を行う炭化水素の製造方法。
A gas separation step of separating CO2 gas having a low concentration of sulfur compounds from a by-product gas containing CO2 and sulfur;
A CO2 conversion process for producing hydrocarbons by converting CO2 contained in the CO2 gas from the gas separation process using a catalyst,
The gas separation step includes:
an absorption tower withdrawal step of contacting the methanol absorption liquid supplied to the inside of the absorption tower with the by-product gas introduced into the absorption tower to cause the methanol absorption liquid to absorb components of the by-product gas, withdrawing a CO2-rich/S-rich absorption liquid having a large amount of CO2 and sulfur compounds absorbed at a lower stage of the absorption tower , and withdrawing a CO2-rich absorption liquid having a large amount of CO2 absorption at a middle stage of the absorption tower ;
A CO2 desorption step of introducing the CO2 -rich/S-rich absorbing liquid into the middle part of a CO2 desorption tower, heating the CO2-rich/S-rich absorbing liquid to separate CO2 and sulfur compound-containing gas, contacting the CO2 and sulfur compound-containing gas with the CO2 -rich absorbing liquid introduced into the upper part of the CO2 desorption tower to absorb the sulfur compounds and extract CO2 gas having a low sulfur compound concentration , and combining the liquid having absorbed the sulfur compounds with the CO2 - rich/S-rich absorbing liquid and heating it to obtain an S-rich absorbing liquid having a high sulfur compound absorption amount ;
A desorption tower extraction step of extracting the S-rich absorption liquid having a large amount of sulfur compounds obtained by the CO2 desorption step at a lower stage of the CO2 desorption tower ;
A sulfur compound desorption step of introducing the S-rich absorbent discharged from the lower stage of the CO2 desorption tower into an S desorption tower to desorb sulfur compounds from the S-rich absorbent;
having
In the sulfur compound desorption step, N2 gas separated from air is blown into the S desorption tower, and the N2 gas is obtained by cryogenic separation of air. A method for producing hydrocarbons, in which heat exchange is performed between one or both of the N2 and O2 separated from the air and one or both of the various absorption liquids and various gases in the gas separation step .
CO と硫黄を含む副生ガスから、硫黄化合物濃度の低いCO ガスを分離するガス分離工程と、
前記ガス分離工程からの前記CO ガスに含まれるCO を触媒により変換して炭化水素を製造するCO 変換工程と、を有し、
前記ガス分離工程は、
吸収塔の内部に供給したメタノール吸収液と前記吸収塔に導入する前記副生ガスとを接触させて前記メタノール吸収液に前記副生ガスの成分を吸収させ、前記吸収塔の下段にてCO および硫黄化合物の吸収量の多いCO リッチ・Sリッチ吸収液を抜き出し、かつ前記吸収塔の中段にてCO 吸収量の多いCO リッチ吸収液を抜き出す吸収塔抜出工程と、
前記CO リッチ・Sリッチ吸収液をCO 脱離塔の中段に導入し、前記CO リッチ・Sリッチ吸収液を加熱してCO ・硫黄化合物含有ガスを分離し、該CO ・硫黄化合物含有ガスを前記CO 脱離塔の上段に導入する前記CO リッチ吸収液に接触させ、前記硫黄化合物を吸収させて前記硫黄化合物濃度の低いCO ガスを抽出し、前記硫黄化合物を吸収させた液を前記CO リッチ・Sリッチ吸収液と合流させて加熱し、硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を得る、CO 脱離工程と、
前記CO 脱離工程により得られる前記硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を、前記CO 脱離塔下段にて抜き出す脱離塔抜出工程と、
を有し、
前記CO 変換工程において、前記CO 脱離工程からのCO ガスにH ガスを混合させて炭化水素(CH )に変換し、
前記H ガスは液化H の気化により得られ、かつ前記液化H と前記硫黄化合物脱離工程から排出される吸収液との間で熱交換を行う炭化水素の製造方法。
A gas separation step of separating CO2 gas having a low concentration of sulfur compounds from a by-product gas containing CO2 and sulfur;
A CO2 conversion process for producing hydrocarbons by converting CO2 contained in the CO2 gas from the gas separation process using a catalyst,
The gas separation step includes:
an absorption tower withdrawal step of contacting the methanol absorption liquid supplied to the inside of the absorption tower with the by-product gas introduced into the absorption tower to cause the methanol absorption liquid to absorb components of the by-product gas, withdrawing a CO2-rich/S-rich absorption liquid having a large amount of CO2 and sulfur compounds absorbed at a lower stage of the absorption tower , and withdrawing a CO2-rich absorption liquid having a large amount of CO2 absorption at a middle stage of the absorption tower ;
A CO2 desorption step of introducing the CO2 -rich/S-rich absorbing liquid into the middle part of a CO2 desorption tower, heating the CO2-rich/S-rich absorbing liquid to separate CO2 and sulfur compound-containing gas, contacting the CO2 and sulfur compound-containing gas with the CO2 -rich absorbing liquid introduced into the upper part of the CO2 desorption tower to absorb the sulfur compounds and extract CO2 gas having a low sulfur compound concentration , and combining the liquid having absorbed the sulfur compounds with the CO2 - rich/S-rich absorbing liquid and heating it to obtain an S-rich absorbing liquid having a high sulfur compound absorption amount ;
A desorption tower extraction step of extracting the S-rich absorption liquid having a large amount of sulfur compounds obtained by the CO2 desorption step at a lower stage of the CO2 desorption tower ;
having
In the CO2 conversion process, the CO2 gas from the CO2 desorption process is mixed with H2 gas to convert it into a hydrocarbon ( CH4 ) ;
The H2 gas is obtained by vaporizing liquefied H2 , and heat exchange is carried out between the liquefied H2 and the absorption liquid discharged from the sulfur compound desorption step .
COCO 2 と硫黄を含む副生ガスから、硫黄化合物濃度の低いCOand sulfur-containing by-product gas to produce CO with low sulfur compound concentration. 2 ガスを分離するガス分離工程と、a gas separation step of separating gas;
前記ガス分離工程からの前記COThe CO from the gas separation process 2 ガスに含まれるCOCO contained in gas 2 を触媒により変換して炭化水素を製造するCOto produce hydrocarbons by catalytic conversion of CO 2 変換工程と、を有し、A converting step,
前記ガス分離工程は、The gas separation step includes:
吸収塔の内部に供給したメタノール吸収液と前記吸収塔に導入する前記副生ガスとを接触させて前記メタノール吸収液に前記副生ガスの成分を吸収させ、前記吸収塔の下段にてCOThe methanol absorbing liquid supplied to the inside of the absorption tower is brought into contact with the by-product gas introduced into the absorption tower, so that the components of the by-product gas are absorbed into the methanol absorbing liquid, and CO is discharged from the lower stage of the absorption tower. 2 および硫黄化合物の吸収量の多いCOand CO, which absorbs a large amount of sulfur compounds. 2 リッチ・Sリッチ吸収液を抜き出し、かつ前記吸収塔の中段にてCOThe rich and S-rich absorbing liquid is extracted, and the CO 2 吸収量の多いCOHigh absorption of CO 2 リッチ吸収液を抜き出す吸収塔抜出工程と、an absorption tower withdrawal step of withdrawing a rich absorption liquid;
前記COThe CO 2 リッチ・Sリッチ吸収液をCORich/S-rich absorbent solution 2 脱離塔の中段に導入し、前記COThe CO 2 リッチ・Sリッチ吸収液を加熱してCOHeating the rich and S-rich absorbing solution 2 ・硫黄化合物含有ガスを分離し、該COSeparating sulfur-containing gas and 2 ・硫黄化合物含有ガスを前記COSulfur compound-containing gas is treated with the CO 2 脱離塔の上段に導入する前記COThe CO introduced into the upper stage of the desorption column 2 リッチ吸収液に接触させ、前記硫黄化合物を吸収させて前記硫黄化合物濃度の低いCOThe CO having a low concentration of sulfur compounds is produced by contacting the CO with a rich absorption liquid to absorb the sulfur compounds. 2 ガスを抽出し、前記硫黄化合物を吸収させた液を前記COThe gas is extracted, and the liquid in which the sulfur compounds have been absorbed is 2 リッチ・Sリッチ吸収液と合流させて加熱し、硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を得る、COThe S-rich absorbent is mixed with the CO-rich and S-rich absorbent and heated to obtain an S-rich absorbent with a high sulfur compound absorption capacity. 2 脱離工程と、A desorption step;
前記COThe CO 2 脱離工程により得られる前記硫黄化合物吸収量の多いSリッチ吸収液を、前記COThe S-rich absorbing liquid having a high sulfur compound absorption amount obtained in the desorption step is 2 脱離塔下段にて抜き出す脱離塔抜出工程と、a desorption column withdrawal step of withdrawing the desorption column from a lower stage of the desorption column;
を有し、having
前記COThe CO 2 脱離工程に、前記COIn the desorption step, 2 変換工程にて得られた炭化水素を導入する炭化水素の製造方法。A process for the production of hydrocarbons, comprising introducing the hydrocarbons obtained in the conversion step.
請求項1から4のいずれか1項に記載の炭化水素の製造方法によって得られた炭化水素を、CO由来還元剤として還元炉に吹き込む還元炉の操業方法。 A method for operating a reduction furnace, comprising injecting hydrocarbons obtained by the method for producing hydrocarbons according to any one of claims 1 to 4 into the reduction furnace as a CO2 -derived reducing agent. 請求項10に記載の還元炉の操業方法において、前記還元炉は高炉であって、請求項10に記載の還元炉の操業方法によって銑鉄を製造する、銑鉄の製造方法。 A method for producing pig iron, comprising the steps of: The reduction furnace according to claim 10 is a blast furnace; and The reduction furnace according to claim 10 is a blast furnace.
JP2022127424A 2022-08-09 2022-08-09 Hydrocarbon production method, reduction furnace operation method, and pig iron production method Active JP7708028B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022127424A JP7708028B2 (en) 2022-08-09 2022-08-09 Hydrocarbon production method, reduction furnace operation method, and pig iron production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022127424A JP7708028B2 (en) 2022-08-09 2022-08-09 Hydrocarbon production method, reduction furnace operation method, and pig iron production method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2024024525A JP2024024525A (en) 2024-02-22
JP7708028B2 true JP7708028B2 (en) 2025-07-15

Family

ID=89940010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022127424A Active JP7708028B2 (en) 2022-08-09 2022-08-09 Hydrocarbon production method, reduction furnace operation method, and pig iron production method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7708028B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006111768A (en) 2004-10-15 2006-04-27 Jfe Engineering Kk Operation method of waste gasification processing equipment
JP2010534758A (en) 2007-07-31 2010-11-11 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ Method for producing purified gas from source gas containing H2S, CO2 and HCN and / or COS
WO2013161100A1 (en) 2012-04-24 2013-10-31 株式会社Ihi Carbon dioxide recovery method and recovery device
JP2014005510A (en) 2012-06-26 2014-01-16 Jfe Steel Corp Blast furnace operation method
JP2020037535A (en) 2018-09-05 2020-03-12 日立化成株式会社 Methanation system for carbon dioxide
CN114225623A (en) 2022-02-25 2022-03-25 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 Carbon capture system

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2856078A1 (en) * 1978-12-23 1980-07-10 Linde Ag METHOD FOR SEPARATING AND RECOVERING GAS-SHAPED COMPONENTS FROM A GAS MIXTURE BY PHYSICAL LAUNDRY

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006111768A (en) 2004-10-15 2006-04-27 Jfe Engineering Kk Operation method of waste gasification processing equipment
JP2010534758A (en) 2007-07-31 2010-11-11 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ Method for producing purified gas from source gas containing H2S, CO2 and HCN and / or COS
WO2013161100A1 (en) 2012-04-24 2013-10-31 株式会社Ihi Carbon dioxide recovery method and recovery device
JP2014005510A (en) 2012-06-26 2014-01-16 Jfe Steel Corp Blast furnace operation method
JP2020037535A (en) 2018-09-05 2020-03-12 日立化成株式会社 Methanation system for carbon dioxide
CN114225623A (en) 2022-02-25 2022-03-25 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 Carbon capture system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2024024525A (en) 2024-02-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12084347B2 (en) Process and plant for producing hydrogen and for separating carbon dioxide from synthesis gas
US4296085A (en) Process for the production of ammonia and the corresponding synthesis gas
EP0130846B1 (en) Process for the production of ammonia
CN101016490B (en) A method of treating a gaseous mixture comprising hydrogen and carbon dioxide
US4552572A (en) Process for desulfurization of fuel gas
CN102770372B (en) Utilize method ammonia plant being transformed in purifying gas flow washing based on nitrogen
US8641802B2 (en) Method for treating a process gas flow containing CO2
RU2567965C1 (en) Unit for production of direct-reduced iron
US9278312B2 (en) System for recovering high-purity CO2 from gasification gas containing CO, CO2, COS and H2S
CA2819498C (en) Configurations and methods for gasification plants
MXPA01011573A (en) Hydrogen recycle and acid gas removal using a membrane.
CN113697771B (en) Gas scrubbing process for purifying crude synthesis gas by physical absorption in methanol
JP2013504413A (en) Method for removing CO2 from exhaust gas such as exhaust gas from pig iron production facilities or synthesis gas facilities
US20150273386A1 (en) Method and Apparatus for Removing Absorbable Gases from Pressurized Industrial Gases Contaminated with Absorbable Gases, without Supplying Cooling Energy
CN114736719A (en) Device and method for producing ethylene glycol and co-producing LNG and dimethyl carbonate
CN103857806A (en) Iron-making process and installation
CN211770296U (en) Facilities for the production of various gas products from shifted and unshifted raw syngas
EP2592047A1 (en) Thermally integrated process and apparatus for purification and separation of components of a synthesis gas
EP2223889A2 (en) Device for converting solid or liquid fuels into a gaseous fuel
JP7708028B2 (en) Hydrocarbon production method, reduction furnace operation method, and pig iron production method
CN116768159A (en) Method and apparatus for removing carbon dioxide from synthesis gas
KR100506910B1 (en) Use of cryogenic rectification for the production of ammonia
CN114788983A (en) Low-temperature methanol cleaning method and device
CN113891850B (en) Method and device for separating a mixture of carbon monoxide, hydrogen and at least one acid gas
GB2464368A (en) A solvent regeneration process

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220909

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240326

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250123

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250204

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250328

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250603

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250616

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7708028

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150