一种低温甲醇洗CO2冷却分离装置制造方法及图纸

本申请提供有一种低温甲醇洗CO2冷却分离装置，将初始气中的一部分CO2通过初始气

【技术实现步骤摘要】
一种低温甲醇洗CO2冷却分离装置


[0001]本专利技术涉及气体净化装置
，特别涉及一种低温甲醇洗CO2冷却分离装置。

技术介绍

[0002]低温甲醇洗工艺是19世纪50年代林德和鲁齐两家公司联合开发的气体中脱除酸性气的工艺，其原理属于物理吸收。该工艺主要特点有气体净化程度高，吸收选择性好，吸收剂甲醇的热稳定性及化学稳定性好，可同时吸收气体中CO2、H2S、COS、HCN等多种组分等。该工艺广泛应用于制氢、合成氨、甲醇合成、煤制天然气等气体净化装置中，且现有大型煤化工装置的气体净化技术也绝大部分采用低温甲醇洗工艺净化初始气。
[0003]传统的低温甲醇洗工艺在碳排放、能耗、设备大型化等方面存在着诸多问题，比如CO2气体的排放量约为CO2总量的30～60％，已经不能满足国家碳达峰、碳中和的战略发展要求。
[0004]专利CN103320176A提出了一种高CO2收率的低温甲醇洗方法及装置，CO2气体最高收率可达到91.2％，但该装置仍然保留了氮气气体再生甲醇的工艺。
[0005]专利CN103418210B提出了一种CO2全捕集和H2S富集工艺，将低温甲醇洗工艺和酸性气提浓工艺有效组合在一起，取消了氮气气提系统和H2S 富集塔，不设置尾气洗涤及放空系统，运行过程中无尾气产生，将粗合成气中99.5％以上的CO2气体回收变成高浓度CO2产品气，但该设备引入了了MDEA溶液，而且为了实现CO2气体全捕集，大大增加了甲醇的循环用量，导致设备大型化，工艺路线复杂，运行能耗高。
[0006]液体CO2温度接近于
‑
56.57℃，其蒸压力较高，最低0.518MPa，闪蒸后CO2气体具有较高的动能，而且闪蒸温度低，比其它制冷剂在同等压力下蒸发温度低，在0.518Mpa下蒸发能提供约
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55C
°
的制冷温度，所以可使几乎所有煤气化技术初始气中的部分CO2冷凝，而无需额外提供使原料气中CO2液化所需的冷量。
[0007]专利CN102971253A提出了液化分离CO2的工艺思路，并分离得到液体CO2产品，但没有充分利用液体CO2作为吸收剂的性能，也没有利用液体CO2的高位动能作为喷射动力。专利CN104208978B在专利 CN102971253A的基础上改进了低温甲醇洗的流程，并设计利用了液体CO2的吸收剂性质及高位液体CO2的动能，但在流程配置方面，专利 CN104208978B没有系统考虑全流程的能量配置，只有冷凝CO2的降温不足以支撑全流程的冷量，缺乏可行性。

技术实现思路

[0008]鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，本申请旨在提供一种低温甲醇洗 CO2冷却分离装置，通过增加冷却分离装置，将初始气中的一部分CO2冷凝成液态CO2，并从初始气中分离出来，然后经脱硫处理后产出CO2产品气，初始气中另一部分CO2采用贫甲醇液体吸收的方式处理，然后经逐级减压闪蒸处理后回收，由于初始气中的CO2含量大大减少，脱除CO2的贫甲醇液体用量大大减少，回收贫甲醇液体的能耗也显著降低，具有较高的推广应用价值。
[0009]本申请提供一种低温甲醇洗CO2冷却分离装置，所述冷却分离装置包括：
[0010]液体CO2蒸发器(E7)，用于冷却初始气形成CO2液体，包括第一进口、第一出口、第二进口、第二出口；
[0011]第一冷却分离模块，所述第一冷却分离模块输出端与所述第一进口连接，输入端与初始气输送管道连接；
[0012]第二冷却分离模块，所述第二冷却分离模块输入端与所述第一出口连接，输出端包括第一气体输出口和第二液体输出口，所述第一气体输出口用于将剩余的初始气输送到吸收塔(C1)；所述第二液体输出口用于将冷凝的 CO2液体a输送到中低压闪蒸塔(C2)内的有效气体回收段(C2
‑
1)；
[0013]所述CO2液体a在所述有效气体回收段(C2
‑
1)内减压闪蒸得到CO2液体b，并通过底部与所述第二进口连接的管道输送至液体CO2蒸发器 (E7)；所述CO2液体b在液体CO2蒸发器(E7)内蒸发气化从所述第二出口经管道输送至常压真空闪蒸塔模块(C3)。
[0014]具体的，所述液体CO2蒸发器(E7)用于蒸发气化液体CO2提供低温环境从而冷却初始气，CO2液体由高压力到低压力发生相变，由液态变为气态，可以提供
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55℃左右的低温环境从而实现对初始气进行冷却；所述(C1) 用于脱除初始气中的CO2和硫化物，产出达到标准要求的净化气；所述中低压闪蒸塔(C2)用于对吸收CO2和硫化物的富甲醇液体进行减压闪蒸，将CO2从富甲醇液体中逐渐分离出来。
[0015]根据本申请的实施例，所述第一冷却分离模块包括输入端与初始气输送管道连接的初始气
‑
净化气换热器(E1)和与所述初始气
‑
净化气换热器 (E1)输出端连接的醇水分离罐(V1)以及输出端与所述第一进口连接的氨冷器(E2)，所述氨冷器(E2)的输入端与所述醇水分离罐(V1)的顶部连接，所述醇水分离罐(V1)的底部与醇水分馏塔模块(C6)连接。
[0016]具体的，所述醇水分离罐(V1)用于分离初始气和防冻甲醇液体；初始气
‑
净化气换热器(E1)对初始气进行一级冷却；所述氨冷器(E2)对初始气进行二级冷却；所述醇水分馏塔模块(C6)用于加热防冻甲醇液体蒸发分离甲醇和水，为防冻甲醇液体循环再生做准备，分离生产的废水进入污水处理装置，甲醇蒸汽进入热再生塔模块(C5)。
[0017]根据本申请的实施例，所述第二冷却分离模块包括输入端与所述第一出口连接的初始气四级冷却器(E31)和与所述初始气四级冷却器(E31) 输出端连接的液体CO2分离罐(V2)；所述液体CO2分离罐(V2)顶部所述液体CO2分离罐(V2)顶部设有所述第一气体输出口，底部设有所述第二液体输出口。
[0018]具体的，所述初始气四级冷却器(E31)对初始气进行四级冷却；所述液体CO2分离罐(V2)用于分离冷凝的液体CO2和剩余的初始气；所述第一气体输出口与所述吸收塔(C1)连接，所述第二液体输出口与所述有效气体回收段(C2
‑
1)的上部连接。
[0019]根据本申请的实施例，所述吸收塔(C1)自下而上包括脱硫段(C1
‑
1)、粗洗段(C1
‑
2)、主洗段(C1
‑
3)、精洗段(C1
‑
4)，所述脱硫段(C1
‑
1) 下部经管道与所述第一气体输出口连接，底部经管道依次通过过滤器(F1)、含硫甲醇冷却器(E13)、减压阀门一(K1)与设置于所述中低压闪蒸塔(C2) 内的含硫甲醇中压闪蒸段(C2
‑
2)连接；所述粗洗段(C1
‑
2)下部经管道分别于所述脱硫段(C1
‑
1)上部和设置于所述中低压闪蒸塔(C2)内的无硫甲醇中压闪蒸段(C2...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温甲醇洗CO2冷却分离装置，其特征在于，所述冷却分离装置包括：液体CO2蒸发器(E7)，用于蒸发CO2液体b冷却初始气，包括第一进口、第一出口、第二进口、第二出口；第一冷却分离模块，所述第一冷却分离模块输出端与所述第一进口连接，输入端与初始气输送管道连接；第二冷却分离模块，所述第二冷却分离模块输入端与所述第一出口连接，输出端包括第一气体输出口和第二液体输出口，所述第一气体输出口用于将从初始气中分离的气体a输送到吸收塔(C1)；所述第二液体输出口用于将从初始气中冷凝分离的CO2液体a输送到中低压闪蒸塔(C2)内的有效气体回收段(C2
‑
1)；所述CO2液体a在所述有效气体回收段(C2
‑
1)内减压闪蒸得到CO2液体b，并通过底部与所述第二进口连接的管道输送至液体CO2蒸发器(E7)；所述CO2液体b在液体CO2蒸发器(E7)内蒸发气化形成气体b从所述第二出口经管道输送至常压真空闪蒸塔模块(C3)。2.根据权利要求1所述的一种低温甲醇洗CO2冷却分离装置，其特征在于，所述第一冷却分离模块包括输入端与初始气输送管道连接的初始气
‑
净化气换热器(E1)和与所述初始气
‑
净化气换热器(E1)输出端连接的醇水分离罐(V1)以及输出端与所述第一进口连接的氨冷器(E2)，所述氨冷器(E2)的输入端与所述醇水分离罐(V1)的顶部连接，所述醇水分离罐(V1)的底部与醇水分馏塔模块(C6)连接。3.根据权利要求2所述的一种低温甲醇洗CO2冷却分离装置，其特征在于，所述第二冷却分离模块包括输入端与所述第一出口连接的初始气四级冷却器(E31)和与所述初始气四级冷却器(E31)输出端连接的液体CO2分离罐(V2)；所述液体CO2分离罐(V2)顶部所述液体CO2分离罐(V2)顶部设有所述第一气体输出口，底部设有所述第二液体输出口。4.根据权利要求3所述的一种低温甲醇洗CO2冷却分离装置，其特征在于，所述吸收塔(C1)自下而上包括脱硫段(C1
‑
1)、粗洗段(C1
‑
2)、主洗段(C1
‑
3)、精洗段(C1
‑
4)，所述脱硫段(C1
‑
1)下部经管道与所述第一气体输出口连接，底部经管道依次通过过滤器(F1)、含硫甲醇冷却器(E13)、减压阀门一(K1)与设置于所述中低压闪蒸塔(C2)内的含硫甲醇中压闪蒸段(C2
‑
2)连接；所述粗洗段(C1
‑
2)下部经管道分别于所述脱硫段(C1
‑
1)上部和设置于所述中低压闪蒸塔(C2)内的无硫甲醇中压闪蒸段(C2
‑
3)上部连接，在连接所述粗洗段(C1
‑
2)下部和所述无硫甲醇中压闪蒸段(C2
‑
3)上部的管道上设有减压阀门二(K2)；所述主洗段(C1
‑
3)下部经管道通过吸收塔主洗段甲醇冷却器(E4)与所述粗洗段(C1
‑
2)上部连接；所述精洗段(C1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：董忠哲，张竞平，魏顺安，
申请(专利权)人：昱创天津化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：