一种二氧化碳分离方法及分离系统技术方案

本发明专利技术公开了一种二氧化碳分离方法，包括以下步骤：S1：提供包含有二氧化碳气体的工艺气，降低工艺气中水的冰点，S2：液化工艺气中的部分二氧化碳，S3：分离混有甲醇的液态二氧化碳与工艺气，S4：分离工艺气中残存的二氧化碳并气化含醇液态二氧化碳，本发明专利技术还公开了一种二氧化碳分离系统。本发明专利技术提供的方法和系统可减少进入净化装置的工艺气的量和吸收剂的量，从而可使气体净化分离工序的管道和设备尺寸减小，后续再生系统能耗低、投资运行成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种二氧化碳分离方法及分离系统，属于煤化工厂工艺气净化领域。
技术介绍
如今，清洁能源快速发展，各地先后投产了多套以煤为源头的大型甲醇、二甲醚、烯烃装置，并有多套特大型装置处于筹建阶段，这些工程大部分煤气净化工艺路线选择了低温甲醇洗工艺。但是在低温甲醇洗工艺中，尤其是气体净化分离工艺中存在着设备尺寸大、吸收剂循环量大，后续再生系统能耗高、投资和运行成本高的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种二氧化碳分离方法，采用本方法可减少进入净化装置的工艺气的量和吸收剂的量，从而可使气体净化分离工序的管道和设备尺寸减小，后续再生系统能耗低、投资运行成本低，同时，本专利技术还提供了一种实现前述方法的分离系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种二氧化碳分离方法，包括以下步骤：S1：提供包含有二氧化碳气体的工艺气，降低工艺气中水的冰点，包括向工艺气中加入甲醇，使水的冰点降至-49℃～-52℃之间；降低工艺气中水的冰点，以防止工艺气在冷却装置内降温的过程中，工艺气中的水因结冰而堵塞冷却装置；S2：液化工艺气中的部分二氧化碳，包括将降低水冰点的工艺气引入冷却装置，冷却装置实现工艺气中二氧化碳气体的部分液化；S3：分离混有甲醇的液态二氧化碳与工艺气，包括将液态二氧化碳与工艺气引入分离装置，第一分离装置实现含醇液态二氧化碳与工艺气的分离；S4：分离工艺气中残存的二氧化碳并气化含醇液态二氧化碳，包括将分离出液态二氧化碳的工艺气引入净化装置，净化装置实现工艺气中未被液化的二氧化碳与工艺气的分离；还包括加热经步骤S3分离出的含醇液态二氧化碳，使液态二氧化碳气化，将加热后的气液混合物引入第二分离罐，第二分离罐实现气态二氧化碳与甲醇的分离。前述的一种二氧化碳分离方法中，所述步骤S4还包括向净化装置中加入吸收剂，吸收工艺气中残存的二氧化碳。由于工艺气中部分二氧化碳已经被液化分离，故残存二氧化碳含量较少，因此加入吸收剂的量可相对减少，该吸收剂可为甲醇、甲基二乙醇胺或NHD脱硫脱碳溶剂。一种二氧化碳分离系统，包括工艺气输入装置、冷却装置、第一分离装置、第二分离装置和净化装置，工艺气输入装置通过a管道与冷却装置连通，冷却装置通过b管道与第一分离装置连通，第一分离装置通过c管道与净化装置连通，第一分离装置还通过d管道与第二分离装置连通，d管道上设置有加热装置，第二分离装置分别与输气管和输液管连接，工艺气输入装置与冷却装置之间设置有喷淋装置。工艺气输入装置将含有二氧化碳的工艺气通过a管道输送至冷却装置，液化部分二氧化碳，进入冷却装置前通过喷淋装置向工艺气中加入甲醇以降低工艺气中水的冰点，防止水结冰堵塞冷却装置，随后通过b管道将混有液态二氧化碳及甲醇的工艺气通入第一分离装置进行分离处理，将分离出的工艺气通过c管道输送至净化装置，同时，通过循环装置向净化装置中加入吸收剂，以吸收净化装置中残存的二氧化碳，被吸收掉二氧化碳的工艺气则通过净化气输送管送至后续工序使用；吸收二氧化碳的吸收剂送入后续循环装置的再生系统进行再生；将分离出的液体二氧化碳和甲醇混合物通过d管道输送至加热装置进行反应，然后通过第二分离装置将经加热反应后生成的解吸气与含醇水分离，使解吸气通过输气管输送至后续工段回收二氧化碳，并使含醇水通过输液管送至后续工艺回收甲醇。使用冷却装置液化二氧化碳时，需在操作控制中严格控制工艺气，不允许其低于二氧化碳三相温度点，保证工艺气冷却到-40℃～-45℃。前述的一种二氧化碳分离系统中，所述d管道和输液管上均设置有液位控制阀。该液位控制阀用于控制从第一分离装置通入加热装置的含醇水的液位，该含醇水为被分离出的液态二氧化碳与甲醇混合物。前述的一种二氧化碳分离系统中，所述输气管上设置有压力阀。压力阀用于调节控制从第二分离装置中分离出的解吸气，使该解吸气通过输气管通向后续工段回收二氧化碳。前述的一种二氧化碳分离系统中，所述净化装置分别与循环装置、净化气输送管连接。通过循环装置的输送管向净化装置中加入吸收剂，吸收二氧化碳的吸收剂通过循环装置的再生系统进行回收，通过净化装置净化的工艺气，则经净化气输送管送至后续工序以供使用。前述的一种二氧化碳分离系统中，所述冷却装置为冷却器或者激冷器。使用冷却器或者激冷器作为液化二氧化碳的冷却装置，可有效保证在不低于二氧化碳三相温度点的条件下，使工艺气中部分二氧化碳液化而不固化。前述的一种二氧化碳分离系统中，所述加热装置为换热器，通过换热器加热混有甲醇的液态二氧化碳，使二氧化碳气化，以便于回收甲醇和二氧化碳。前述的一种二氧化碳分离系统中，所述第一分离装置和第二分离装置均为气液分离罐。本专利技术的方法和系统还可用于分离工艺气中的硫化物等其它杂质。与现有技术相比，本专利技术提供的方法将进入气体净化分离工序的工艺气中的二氧化碳通过冷却装置降温，使得部分二氧化碳液化，然后经过分离将液化的二氧化碳由工艺气中分离，由此可减少进入净化装置的工艺气的量和吸收剂的量，从而可减小气体净化分离工序的管道和设备尺寸；工艺气中未被液化的二氧化碳气体通过净化装置与工艺气分离，使工艺气更加纯净，可有效降低后续再生系统的能耗，采用本专利技术提供的方法和系统，可使低温甲醇洗的甲醇循环量降低约30％～40％，净化设备和管道尺寸降低30％～40％，相应的低温甲醇洗工艺的总体投资和运行费用也会降低。附图说明图1是本专利技术的一种实施例的结构示意图。附图标记：1-工艺气输入装置，2-冷却装置，3-第一分离装置，4-第二分离装置，5-净化装置，6-a管道，7-b管道，8-c管道，9-d管道，10-输气管，11-输液管，12-喷淋装置，13-加热装置，14-液位控制阀，15-压力阀，16-循环装置，17-净化气输送管。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。具体实施方式本专利技术的实施例1：一种二氧化碳分离方法，包括以下步骤：S1：提供包含有二氧化碳气体的工艺气，降低工艺气中水的冰点，包括向工艺气中加入甲醇，使水的冰点降至-50℃；S2：液化工艺气中的部分二氧化碳，包括将降低水冰点的工艺气引入冷却装置，却装置实现工艺气中二氧化碳气体的部分液化；S3：分离混有甲醇的液态二氧化碳与工艺气，包括将液态二氧化碳与工艺气引入分离装置，第一分离装置实现含醇液态二氧化碳与工艺气的分离；S4：分离工艺气中残存的二氧化碳并气化含醇液态二氧化碳，包括将分离出液态二氧化碳的工艺气引入净化装置，净化装置实现工艺气中未被液化的二氧化碳与工艺气的分离；还包括加热经步骤S3分离出的含醇液态二氧化碳，使液态二氧化碳气化，将加热后的气液混合物引入第二分离罐，第二分离罐实现气态二氧化碳与甲醇的分离，还包括向净化装置中加入吸收剂，以吸收工艺气中残存的二氧化碳，该吸收剂为甲醇溶剂。本专利技术的实施例2：一种二氧化碳分离方法，包括以下步骤：S1：提供包含有二氧化碳气体的工艺气，降低工艺气中水的冰点，包括向工艺气中加入甲醇，使水的冰点降至-48℃；S2：液化工艺气中的部分二氧化碳，包括将降低水冰点的工艺气引入冷却装置，却装置实现工艺气中二氧化碳气体的部分液化；S3：分离混有甲醇的液态二氧化碳与工艺气，包括将液态二氧化碳与工艺气引入分离装置，第一分离装置实现含醇液态二氧化碳与工艺气的分离；S4：分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化碳分离方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供包含有二氧化碳气体的工艺气，降低工艺气中水的冰点，包括向工艺气中加入甲醇，使水的冰点降至‑49℃～‑52℃之间；S2：液化工艺气中的部分二氧化碳，包括将降低水冰点的工艺气引入冷却装置，所述冷却装置实现所述工艺气中二氧化碳气体的部分液化；S3：分离混有甲醇的液态二氧化碳与工艺气，包括将液态二氧化碳与工艺气引入分离装置，所述第一分离装置实现含醇液态二氧化碳与工艺气的分离；S4：分离工艺气中残存的二氧化碳并气化含醇液态二氧化碳，包括将分离出液态二氧化碳的工艺气引入净化装置，所述净化装置实现工艺气中未被液化的二氧化碳与工艺气的分离；还包括加热经步骤S3分离出的含醇液态二氧化碳，使液态二氧化碳气化，将加热后的气液混合物引入第二分离罐，所述第二分离罐实现气态二氧化碳与甲醇的分离。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳分离方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：提供包含有二氧化碳气体的工艺气，降低工艺气中水的冰点，包括向工艺气中加入甲醇，使水的冰点降至-49℃～-52℃之间；S2：液化工艺气中的部分二氧化碳，包括将降低水冰点的工艺气引入冷却装置，所述冷却装置实现所述工艺气中二氧化碳气体的部分液化；S3：分离混有甲醇的液态二氧化碳与工艺气，包括将液态二氧化碳与工艺气引入分离装置，所述第一分离装置实现含醇液态二氧化碳与工艺气的分离；S4：分离工艺气中残存的二氧化碳并气化含醇液态二氧化碳，包括将分离出液态二氧化碳的工艺气引入净化装置，所述净化装置实现工艺气中未被液化的二氧化碳与工艺气的分离；还包括加热经步骤S3分离出的含醇液态二氧化碳，使液态二氧化碳气化，将加热后的气液混合物引入第二分离罐，所述第二分离罐实现气态二氧化碳与甲醇的分离。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳分离方法，其特征在于，所述步骤S4还包括向净化装置中加入吸收剂，吸收工艺气中残存的二氧化碳。3.一种实现权利要求1或2所述的二氧化碳分离方法的分离系统，其特征在于，包括工艺气输入装置(1)、冷却装置(2)、第一分离装置(3)、第二分离装置(4)和净化装置(5)，所述工艺气输入装置(1)通过a管道(6)与冷却装置(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杰，王春生，唐怀江，马军鹏，李峻，常福军，姬虎平，白富鑫，孙美婷，毛成龙，邵文超，
申请(专利权)人：中煤陕西榆林能源化工有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61