含高浓度CO制造技术

本发明专利技术公开一种含高浓度CO

【技术实现步骤摘要】
含高浓度CO2气体脱碳和胺液再生的装置及工艺
本专利技术涉及一种脱碳和胺液再生的装置及工艺，尤其涉及一种含高浓度CO2气体脱碳和胺液再生的装置及工艺，适用于天然气或合成气中CO2含量≤35％(mole％)的气体脱碳处理过程，处理后的净化气中CO2含量<2.5％(mole％)。
技术介绍
合成气和由地层采出的天然气通常含有一些CO2等酸性气体。根据我国商品天然气指标要求，CO2含量需小于3％(mole％)才能外输给民用用户，因此高含CO2天然气需要进行脱碳处理。目前，国内外常用的脱碳方法有低温分离法、膜分离法、吸附分离法、溶剂吸收法，以及以上各方法的联合分离法等。低温分离法适用酸气含量高但净化度要求不高的场合，且工艺复杂、大幅降温导致能耗较高。膜分离法适用于从高含碳天然气中粗脱酸气和水，一般工业上首先适用膜分离法对高含碳天然气进行粗脱，再应用化学溶剂法进行精脱，这样可以达到高净化度且较经济。膜分离法虽然具有能耗低、占地面积小、维修保养方便、高效环保节能等优点，但采用该法烃损失率较大。吸附分离法适用于处理量小、含碳量不大且净化度要求高的场合。溶剂吸收法仍然是目前应用最成熟广泛的脱碳方法之一。溶剂吸收法又分为化学吸收法、物理吸收法和混合溶剂法。在各类溶剂吸收法中，醇胺法应用最为广泛。在各类醇胺法中，又以活化的MDEA工艺最受推崇，因具备高使用浓度、高酸气负荷、低腐蚀性、不易降解、挥发损失小等特性。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含高浓度CO2气体脱碳和胺液再生的装置及工艺，适用于天然气或合成气中CO2含量≤35％(mole％)的气体脱碳处理过程，净化气CO2含量<2.5％(mole％)。本专利技术的装置设有胺液一级闪蒸塔和二级闪蒸塔，不设置再生塔、富胺液闪蒸罐、CO2气液分离器和再生塔回流泵。本专利技术针对MDEA再生时采取降压为主、升温为辅的特性，提出了一种高含CO2气体脱碳的新工艺，相较传统的活化MDEA脱碳工艺，本专利技术提出的工艺重点将胺液再生流程进行了优化，采取的新工艺具备能耗低、设备数量少，流程简单、酸气负荷大的多重优势。根据本专利技术的第一个方面，提供一种含高浓度CO2气体脱碳和胺液再生的装置，该装置包括一个用于净化高酸原料气的吸收塔、对富胺液(吸收酸性气体的胺液)进行初步解吸的胺液一级闪蒸塔、对富胺液进行二次解吸的胺液二级闪蒸塔、用于对净化气降温的净化气冷却器、用于加热富胺液和初步冷却贫胺液(解吸之后胺液)的贫/富胺液换热器、对贫胺液进行二次降温的贫胺液冷却器、用于暂存贫胺液的溶液缓冲罐、用于将溶液缓冲罐中的胺液泵入吸收塔的胺液循环泵、对进入吸收塔的贫胺液进行净化的胺液过滤器、用于分离净化气携带的游离水的净化气气液分离器、用于将净化气气液分离器输出的液体泵入吸收塔的吸收塔清洗泵、用于对酸性气体进行放空的液封罐及调节阀。吸收塔的气相进口与高酸原料气输入管道连接，吸收塔顶部的净化气出口经管道连接于净化气冷却器的热通道进口，净化气冷却器的热通道出口经管道连接于净化气气液分离器的入口，净化气气液分离器的罐顶气相出口连接至其上设有第一调节阀的净化气输出管线，净化气气液分离器的罐底液相出口经管道连接至吸收塔清洗泵的进口，吸收塔清洗泵的输出管道分为两个支管，一个支管返回至净化气气液分离器，另一支管经第二调节阀后连接至吸收塔上部；吸收塔底部的液相出口经第三调节阀后连接至贫/富胺液换热器的冷流通道进口，贫/富胺液换热器的冷流通道出口经管道连接至胺液一级闪蒸塔上部的进料口，胺液一级闪蒸塔底部的液相输出管道经第四调节阀后连接至胺液二级闪蒸塔的液相入口，胺液一级闪蒸塔顶部的气相出口经第五调节阀后连接至胺液二级闪蒸塔的气相入口，胺液二级闪蒸塔顶气相出口经管道连接至液封罐后高点放空；胺液二级闪蒸塔底部的液相出口经管道连接至贫/富胺液换热器的热流通道进口，贫/富胺液换热器的热流通道出口连接至贫胺液冷却器的热流通道进口，贫胺液冷却器的热流通道出口经管道连接至溶液缓冲罐，溶液缓冲罐的胺液输出管道经胺液循环泵之后分为连个支管，一个支管连接于吸收塔的液相进口，另一支管依次经第六调节阀、胺液过滤器后连接至从溶液缓冲罐到胺液循环泵的进口管道上。本文所述的高酸原料气是指其中CO2含量在15％(mole％)以上且≤35％(mole％)的天然气或合成气。进一步地，吸收塔的气相进口位于吸收塔底部，吸收塔的液相进口位于吸收塔的上部。进一步地，该装置包括用于储存消泡剂或吸收剂的加料罐、用于对消泡剂或吸收剂提供动力并将其泵入溶液缓冲罐的加料泵；加料罐底部的液相输出管道经加料泵后与溶液缓冲罐连接，加料泵优选为气动隔膜泵。进一步地，净化气冷却器、贫/富胺液换热器、贫胺液冷却器为采用循环水冷却系统或空冷冷却系统的板式或管壳式换热器。进一步地，胺液一级闪蒸塔下部内设用于加热富胺液且热媒为导热油或蒸汽的换热管束或板束，胺液二级闪蒸塔上部内设用于冷却酸性气体且冷媒为循环水的换热管束或板束。进一步地，净化气冷却器和贫胺液冷却器分别在各自的冷流输出管线侧设置第七调节阀和第八调节阀；胺液一级闪蒸塔下部内设用于加热富胺液且热媒为导热油或蒸汽的换热管束或板束，且在热流输入管线侧设置第九调节阀；胺液二级闪蒸塔上部内设(用于冷却酸性气体且优选冷媒为循环水的)换热管束或板束，且在循环水输出管线侧设置了第十调节阀。进一步地，第一调节阀受设置在净化气输出管线上的压力指示控制器反馈调节；第二调节阀受设置在净化气气液分离器内的液位指示控制器调节；第三调节阀受设置在吸收塔内的液位控制器调节；第四调节阀受设置在胺液一级闪蒸塔内的液位指示控制器调节；第五调节阀受设置在胺液一级闪蒸塔顶部的气相出口管道上的压力指示控制器调节；第六调节阀受设置在溶液缓冲罐的胺液输出管道分出的另一支管上的流量指示控制器调节；第七调节阀受设置在净化气冷却器到净化气气液分离器之间的管道上的温度指示控制器调节；第八调节阀受设置在贫胺液冷却器到液缓冲罐之间的管道上的温度指示控制器调节；第九调节阀受设置在胺液一级闪蒸塔底部的液相输出管道上的温度指示控制器调节；第十调节阀受设置在胺液二级闪蒸塔顶气相出口管道上的温度指示控制器调节。根据本专利技术的第二个方面，进一步提供了使用本专利技术的装置进行脱碳和胺液再生的工艺，包括CO2吸收和胺液再生两大部分，具体流程如下：(1)高酸原料气从吸收塔的底部进入；贫胺液自吸收塔上部淋入，贫胺液和高酸原料气在塔内传热传质后，从吸收塔顶部输出CO2浓度低于2.5％(mole％)的净化气；(2)净化气经净化气冷却器冷却后，输送至净化气气液分离器进行气液分离，净化气气液分离器顶部输出的气体作为产品输出装置，底部分离得到的液相返回至吸收塔顶部；(3)吸收塔底部输出的富胺液，经节流降压、贫/富胺液换热器升温后，进入胺液一级闪蒸塔，闪蒸出部分CO2气体的富胺液经胺液一级闪蒸塔下部的换热管束或板束加热后，自胺液一级闪蒸塔底输出，经节流减压，然后自胺液二级闪蒸塔上部进入，进一步解吸出CO2气体，胺液二级闪蒸塔底部输出贫胺液，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含高浓度CO

【技术特征摘要】
1.一种含高浓度CO2气体脱碳和胺液再生的装置，该装置包括一个用于净化高酸原料气的吸收塔、对富胺液进行初步解吸的胺液一级闪蒸塔、对富胺液进行二次解吸的胺液二级闪蒸塔、用于对净化气降温的净化气冷却器、用于加热富胺液和初步冷却贫胺液的贫/富胺液换热器、对贫胺液进行二次降温的贫胺液冷却器、用于暂存贫胺液的溶液缓冲罐、用于将溶液缓冲罐中的胺液泵入吸收塔的胺液循环泵、对进入吸收塔的贫胺液进行净化的胺液过滤器、用于分离净化气携带的游离水的净化气气液分离器、用于将净化气气液分离器输出的液体泵入吸收塔的吸收塔清洗泵、用于对酸性气体进行放空的液封罐及调节阀；
吸收塔的气相进口与高酸原料气输入管道连接，吸收塔顶部的净化气出口经管道连接于净化气冷却器的热通道进口，净化气冷却器的热通道出口经管道连接于净化气气液分离器的入口，净化气气液分离器的罐顶气相出口连接至其上设有第一调节阀的净化气输出管线，净化气气液分离器的罐底液相出口经管道连接至吸收塔清洗泵的进口，吸收塔清洗泵的输出管道分为两个支管，一个支管返回至净化气气液分离器，另一支管经第二调节阀后连接至吸收塔上部；
吸收塔底部的液相出口经第三调节阀后连接至贫/富胺液换热器的冷流通道进口，贫/富胺液换热器的冷流通道出口经管道连接至胺液一级闪蒸塔上部的进料口，胺液一级闪蒸塔底部的液相输出管道经第四调节阀后连接至胺液二级闪蒸塔的液相入口，胺液一级闪蒸塔顶部的气相出口经第五调节阀后连接至胺液二级闪蒸塔的气相入口，胺液二级闪蒸塔顶气相出口经管道连接至液封罐后高点放空；
胺液二级闪蒸塔底部的液相出口经管道连接至贫/富胺液换热器的热流通道进口，贫/富胺液换热器的热流通道出口连接至贫胺液冷却器的热流通道进口，贫胺液冷却器的热流通道出口经管道连接至溶液缓冲罐，溶液缓冲罐的胺液输出管道经胺液循环泵之后分为连个支管，一个支管连接于吸收塔的液相进口，另一支管依次经第六调节阀、胺液过滤器后连接至从溶液缓冲罐到胺液循环泵的进口管道上。


2.根据权利要求1所述的脱碳和胺液再生装置，其中，吸收塔的气相进口位于吸收塔底部，吸收塔的液相进口位于吸收塔的上部。


3.根据权利要求1或2所述的脱碳和胺液再生装置，其进一步包括用于储存消泡剂或吸收剂的加料罐、用于对消泡剂或吸收剂提供动力并将其泵入溶液缓冲罐的加料泵；加料罐底部的液相输出管道经加料泵后与溶液缓冲罐连接，优选加料泵为气动隔膜泵。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的脱碳和胺液再生装置，其中，净化气冷却器、贫/富胺液换热器、贫胺液冷却器为采用循环水冷却系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓哲，李占越，李翠，王立森，杨涛，杨立雨，邓巍巍，张帅，贾田刚，吴海燕，任冬波，宋志波，
申请(专利权)人：新地能源工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13