一种甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统及方法技术方案

本发明专利技术属于煤化工技术领域，涉及一种甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统及方法，包括蒸发塔、洗醇塔再沸器、洗醇塔、二氧化碳液化凝结器、二氧化碳产品塔以及冷剂压缩机；所述蒸发塔、洗醇塔再沸器、洗醇塔、二氧化碳液化凝结器以及二氧化碳产品塔依次相连通；所述洗醇塔分别与蒸发塔和洗醇塔再沸器相连通；所述二氧化碳产品塔与洗醇塔相连通；所述冷剂压缩机经二氧化碳液化凝结器后返回冷剂压缩机；所述蒸发塔上设置原料进口；所述二氧化碳产品塔上设置产品出口。本发明专利技术能简化CO2生产流程，实现CO2的纯化富集；冷剂气液模式循环，降低能耗，调节生产气液两种状态的CO2产品，适用大规模生产。适用大规模生产。适用大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统及方法


[0001]本专利技术属于煤化工
，涉及一种甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统及方法。

技术介绍

[0002][0003]低温甲醇洗(Rectisol)是一种气体净化工艺。该工艺为典型物理吸收法，是以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体，由于甲醇的蒸汽压较高，所以低温甲醇洗工艺在低温(～－60℃)下操作，在低温下CO2与H2S 的溶解度随温度下降而显著地上升，因而所需的溶剂量较少，装置的设备也较小；该工艺气体净化度高，可将变换气中CO2脱至小于20ppm，H2S小于0.1ppm，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分离；但是该技术的难点是吸附后气体解析和冷量回收的工艺流程的繁杂，流程长，导致效率低，且处理成本高。
[0004]此外，对于煤化工中的CO2或是含硫气体处理生产，常用的方法是闪蒸，就是闪蒸到低压低温闪蒸出二氧化碳气体，然后在压缩制冷产液二氧化碳，虽然能实现CO2的减排回收，但是该技术的难点是吸附后气体解析和冷量回收的工艺流程的繁杂，流程长，压力变化大，导致处理成本高，且尾气低压，纯度偏低，部分溶解气无法回收。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供一种甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统及方法，本专利技术能简化CO2生产流程，实现CO2的纯化富集；冷剂气液模式循环，降低能耗，调节生产气液两种状态的CO2产品，适用大规模生产。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0007]一种甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统，包括蒸发塔、洗醇塔再沸器、洗醇塔、二氧化碳液化凝结器、二氧化碳产品塔以及冷剂压缩机；所述蒸发塔、洗醇塔再沸器、洗醇塔、二氧化碳液化凝结器以及二氧化碳产品塔依次相连通；所述洗醇塔分别与蒸发塔和洗醇塔再沸器相连通；所述二氧化碳产品塔与洗醇塔相连通；所述冷剂压缩机经二氧化碳液化凝结器后返回冷剂压缩机；所述蒸发塔上设置原料进口；所述洗醇塔上设置气相产品出口；所述二氧化碳产品塔上设置液相产品出口。
[0008]进一步的，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括冷剂冷凝器和冷剂储槽；所述冷剂压缩机依次经冷剂冷凝器、冷剂储槽与二氧化碳液化凝结器相连通。
[0009]进一步的，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括设置在冷剂压缩机和冷剂冷凝器之间的蒸发塔再沸器；所述蒸发塔再沸器两端分别与蒸发塔相连通。
[0010]进一步的，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括凝液分离器和气体冷却器；所述洗醇塔再沸器依次经凝液分离器、气体冷却器与洗醇塔相连通；所述凝液分离器与蒸发塔相连通。
[0011]进一步的，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括与原料进口相连通的原
料预热器；所述原料预热器还与蒸发塔相连通。
[0012]进一步的，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括与二氧化碳产品塔相连通的产品塔再沸器。
[0013]一种甲醇洗生产气、液二氧化碳的方法，包括以下步骤：
[0014]1)原料进入蒸发塔，在压力1.2～2.0MP、温度
‑
10～45℃下蒸发，原料中解析的气相上升，液相向下，形成塔顶气相和塔底液相；塔底液相经蒸发塔再沸器补热后解析气相上升至蒸发塔中，塔顶气相经洗醇塔再沸器冷凝分离形成液体和气体，液体回流至蒸发塔中，气体进入洗醇塔；
[0015]2)气体经洗醇塔，在温度
‑
25～
‑
38℃下精馏生成CO2气体产品和洗醇塔塔底液；洗醇塔塔底液经洗醇塔再沸器补热升温后部分汽化维持精馏上升气体，未汽化部分回流至蒸发塔塔顶传质；同时进入洗醇塔中的气体还与从二氧化碳产品塔回流的CO2液体产品进行传质，重组分下移，CO2及低沸点的轻组分上移，CO2气体完成初步纯化；CO2气体产品上升至洗醇塔塔顶，一部分做产品直接输出，另一部分经二氧化碳液化凝结器冷凝，与冷剂储槽送来的循环冷剂换热冷凝后进入二氧化碳产品塔中；
[0016]3)在二氧化碳产品塔中，冷凝后的CO2气体产品分离出轻组分和CO2液体产品，轻组分上升至二氧化碳产品塔塔顶并经深度冷凝器冷却后得到凝液和尾气，尾气收集回用，凝液回流至二氧化碳产品塔传质；CO2液体产品下降至二氧化碳产品塔塔底，大部分CO2液体产品做产品直接输出，小部分CO2液体产品回流至洗醇塔进行传质。
[0017]进一步的，所述原料为甲醇洗中压闪蒸后的富碳甲醇或甲醇洗中压闪蒸后的富硫甲醇。
[0018]进一步的，所述原料为甲醇洗中压闪蒸后的富硫甲醇时，步骤1)中，经洗醇塔精馏后，还生成富硫气体，并直接从洗醇塔塔侧回收。
[0019]进一步的，所述步骤2)中，冷剂循环的过程是，气态冷剂经冷剂压缩机压缩后，经蒸发塔再沸器换热降温，再经冷剂冷凝器二次降温冷凝形成液态冷剂进入冷剂储槽中降压，最后经二氧化碳液化凝结器升温变为气相重新返回冷剂压缩机，形成循环；所述气态冷剂为外界加入或系统循环的气相冷剂。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]1、本专利技术将原料依次经蒸发塔、洗醇塔以及二氧化碳产品塔，经蒸发产富二氧化碳气，且蒸发二氧化碳携热内循环，有效降低塔高及物料循环的能耗；用洗醇塔(精馏)纯化二氧化碳气，对富碳甲醇可产高纯二氧化碳气体，对富硫甲醇产的部分硫化氢实现提浓，且产品纯度在99.99％以上，富硫甲醇产液二氧化碳产品的纯度可大于99.5％，实现CO2和富硫气体的高度富集纯化，同时还回收物料中的不凝气，生产方法简单，流程短，通过中压升温解析，最大量的实现甲醇洗二氧化碳再生及碳捕集，且得到纯化二氧化碳和回收甲醇；且省去低压区产液二氧化碳的压缩工序，实现很大的节能。
[0022]2、本专利技术采用蒸发、洗醇(精馏)和冷凝(液化)，蒸发
‑
精馏
‑
液化三者组合起来，得到冷剂压缩冷凝制冷蒸法的热泵循环流程，此流程具有节能的特点；通过升温来实现溶解二氧化碳解析释放，简化CO2的处理流程，省去闪蒸等一系类低压再生系统，流程简单产量大。
[0023]3、本专利技术中，冷剂为气液循环模式，既能换热，又能换冷，最大化闭环循环冷热，直
接调节生产液体二氧化碳产品，相比传统碳捕集的液化不需用二氧化碳气体压缩机，工艺简单，热耗冷耗降低。
[0024]4、本专利技术中，从吸收CO2或是含硫气体的甲醇原料中，回收不同状态的CO2产品或富硫气体，同时回用中压区半贫甲醇，使得生产工艺能契合甲醇洗，采用蒸发生产的二氧化碳量大，适用大规模生产，能耗低。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例1提供的系统示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例2提供的系统示意图；
[0027]其中：
[0028]1—蒸发塔；2—洗醇塔再沸器；3—凝液分离器；4—气体冷却器；5—洗醇塔；6—蒸发塔再沸器；7—冷剂冷凝器；8—冷剂储槽；9—二氧化碳液化凝结器；10—二氧化本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统，其特征在于，包括蒸发塔(1)、洗醇塔再沸器(2)、洗醇塔(5)、二氧化碳液化凝结器(9)、二氧化碳产品塔(10)以及冷剂压缩机(14)；所述蒸发塔(1)、洗醇塔再沸器(2)、洗醇塔(5)、二氧化碳液化凝结器(9)以及二氧化碳产品塔(10)依次相连通；所述洗醇塔(5)分别与蒸发塔(1)和洗醇塔再沸器(2)相连通；所述二氧化碳产品塔(10)与洗醇塔(5)相连通；所述冷剂压缩机(14)经二氧化碳液化凝结器(9)后返回冷剂压缩机(14)；所述蒸发塔(1)上设置原料进口；所述洗醇塔(5)上设置气相产品出口；所述二氧化碳产品塔(10)上设置液相产品出口。2.根据权利要求1所述的甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统，其特征在于，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括冷剂冷凝器(7)和冷剂储槽(8)；所述冷剂压缩机(14)依次经冷剂冷凝器(7)、冷剂储槽(8)与二氧化碳液化凝结器(9)相连通。3.根据权利要求2所述的甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统，其特征在于，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括设置在冷剂压缩机(14)和冷剂冷凝器(7)之间的蒸发塔再沸器(6)；所述蒸发塔再沸器(6)两端分别与蒸发塔(1)相连通。4.根据权利要求3所述的甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统，其特征在于，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括凝液分离器(3)和气体冷却器(4)；所述洗醇塔再沸器(2)依次经凝液分离器(3)、气体冷却器(4)与洗醇塔(5)相连通；所述凝液分离器(3)与蒸发塔(1)相连通。5.根据权利要求4所述的甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统，其特征在于，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括与原料进口相连通的原料预热器(15)；所述原料预热器(15)还与蒸发塔(1)相连通。6.根据权利要求5所述的甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统，其特征在于，所述甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统还包括与二氧化碳产品塔(10)相连通的产品塔再沸器(12)。7.一种基于权利要求5或6所述的甲醇洗生产气、液二氧化碳的系统的甲醇洗生产气、液二氧化碳的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)原料进入蒸发塔(1)，在压力1.2～2.0MP、温度
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建国，崔静思，刘杰，李凌翔，李慧军，
申请(专利权)人：陕西聚能新创煤化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：