一种低温甲醇洗系统中甲醇富液中CO2的分离系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种低温甲醇洗系统中甲醇富液中CO2的分离系统和方法，属于煤化工装置气体净化技术领域。本发明专利技术的分离系统通过串联设置的第一CO2解吸塔、第二CO2解吸塔和硫化氢浓缩塔，以及在气提塔上增加闪蒸段，能分离回收得到高纯度、高收率的CO2，有利于CO2再利用，同时可减少硫化氢浓缩塔气提氮用量15

【技术实现步骤摘要】
一种低温甲醇洗系统中甲醇富液中CO2的分离系统和方法


[0001]本专利技术属于煤化工装置气体净化
，具体涉及一种低温甲醇洗系统中甲醇富液中CO2的分离系统和方法。

技术介绍

[0002]在低温甲醇洗装置中，原料气经过低温甲醇洗涤得到净化气，原料气中的CO2和H2S则溶解于甲醇中，得到甲醇富液，甲醇富液经过降压在CO2解吸塔中解吸出CO2，解析出来的CO2纯度在98.5％以上，用以满足输煤、合成尿素或纯碱生产等对CO2的需求。由于富液中溶解的CO2限制，靠减压和换热升温解吸得到高浓度CO2产品气产量是一定的，仅占原料气中CO2量50％左右，还有部分溶解于甲醇中的CO2在硫化氢浓缩塔和常温气提塔通过氮气气提的方式解吸出来，这部分解吸的CO2因与N2混合的原因，浓度较低，难以利用，只能作为尾气排放。
[0003]低温甲醇洗排放的尾气中主要组成为CO2与N2，都为惰性气体，化学及物理性质相近，可在液化状态下，通过沸点的不同将其分离；尾气中含有的少量甲醇、硫化氢、水等组分可通过吸附干燥的方法有效去除。因此，目前最常见的回收低温甲醇洗尾气中CO2的方法是吸附精馏法。例如，中国专利文献CN 111977654A中公开了一种低温甲醇洗工段回收CO2的装置及其工艺，该装置包括括预处理单元，精馏单元和丙烯制冷单元，通过各个单元的协同配合，可联产工业级CO2和食品级CO2。但是上述方法中需要额外增加大量的机器设备和场地，费时费力，降低企业的经济效益。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种低温甲醇洗系统中甲醇富液中CO2的分离系统和方法。通过本专利技术的分离系统，能分离回收得到高纯度、高收率的CO2，有利于CO2再利用，同时可减少硫化氢浓缩塔气提氮用量15
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20％左右，另外，本专利技术的系统不需要大量的尾气后处理设备，经济环保。
[0005]本专利技术的一个目的在于提供一种低温甲醇洗系统中甲醇富液中CO2的分离系统，所述分离系统包括：
[0006]第一CO2解吸塔，其包括由上至下设置的气相连通的D解吸段、C解吸段、B解吸段和A解吸段，以便下方解吸段的解吸气上升进入上方解吸段洗涤除杂；其中，
[0007]所述A解吸段配置为对自硫化氢浓缩塔的H解吸段输出的解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到A段解吸液；
[0008]所述B解吸段配置为对A段解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到B段解吸液；
[0009]所述C解吸段配置为对含硫富甲醇中的CO2进行减压解吸，并且在其上部引入用于对解吸段C中CO2解吸气进行洗涤的无硫富甲醇，以得到C段解吸液；
[0010]所述D解吸段配置为对无硫富甲醇中的CO2进行减压解吸，以得到D段解吸液和自顶部排出的第一CO2解吸气；
[0011]第二CO2解吸塔，其包括由上至下设置的气相连通的F解吸段和E解吸段，以便下方解吸段的解吸气上升进入上方解吸段洗涤除杂；其中，
[0012]所述E解吸段配置为对B段解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到E段解吸液；
[0013]所述F解吸段配置为对C段解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到F段解吸液和自顶部排出的第二CO2解吸气，并在第二CO2解吸气排出前或排出后对其进行洗涤以脱除其中的硫元素；
[0014]硫化氢浓缩塔，其包括由上至下设置的I解吸段、H解吸段和G汽提段，其中，所述H解吸段与G汽提段之间气相连通，以便下方汽提段的汽提气上升进入上方解吸段洗涤除杂；
[0015]所述I解吸段配置为对D段解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到自底部排出的作为半贫甲醇的I段解吸液和自顶部排出的第三CO2解吸气；
[0016]所述G汽提段配置为在对E段解吸液中的CO2进行减压解吸的同时，进一步利用氮气和第一汽提气对E段解吸液中的CO2进行汽提，以得到G段汽提液和第二汽提气；
[0017]所述H解吸段配置为对F段解吸液中的CO2进行减压解吸，并且在其上部引入用于对H解吸段中气相进行洗涤的部分I段解吸液，以得到H段解吸液和自顶部排出的第三汽提气；
[0018]汽提塔，其包括由上至下设置的K解吸段和J汽提段；其中，所述K解吸段配置为对G段汽提液中的CO2进行减压解吸，以得到K段解吸液并将所得解吸气送入所述第一CO2解吸塔进行洗涤以脱除其中的硫元素；所述J汽提段配置为利用氮气对K段解吸液进行汽提，以排出作为含硫富甲醇的J段汽提液和送往所述G汽提段的第一汽提气。
[0019]在一些实施方式中，所述F解吸段的上部还设有D段解吸液进料管，用于引入部分D段解吸液对待排出的第二CO2解吸气进行洗涤以脱除其中的硫元素，也即在第二CO2解吸气排出前对其进行洗涤以脱除其中的硫元素；
[0020]所述K解吸段的解吸气经管线送入所述B解吸段。
[0021]在一些实施方式中，所述系统还包括第一增压泵和第一换热器；其中，所述第一增压泵用于对经第一换热器换热升温的第二CO2解吸气与第三CO2解吸气的第一混合气进行增压，得到增压后的第一混合气；所述第一换热器用于使增压后的第一混合气与K段解吸气混合所得的第二混合气与增压前的第一混合气进行换热降温，并将降温后的第二混合气送入所述C解吸段以便洗涤脱除其中的硫元素，也即在第二CO2解吸气排出后对其进行洗涤以脱除其中的硫元素。
[0022]在一些实施方式中，用于将所述H段解吸液送入所述A解吸段的管线上还设有第三增压泵和用于对输送物料进行升温的第三换热器；用于将所述A段解吸液送入所述B解吸段的管线上还设有第四增压泵和用于对输送物料进行升温的第四换热器；用于将所述G段汽提液送入所述K解吸段的管线上还设有第五增压泵和用于对输送物料进行升温的第五换热器；用于将所述E段解吸液送入所述G汽提段的管线上还设有第六增压泵；用于将所述F段解吸液送入所述H解吸段的管线上还设有第七增压泵；用于将所述J段汽提液送入系统外的管线上还设有第八增压泵。
[0023]在一些实施方式中，在所述C解吸段的侧壁上，用于输入无硫富甲醇的管线、用于输入含硫富甲醇的管线、用于输入第二混合气的管线和用于输出C段解吸液的管线依次从上至下设置。
[0024]在一些实施方式中，在所述G汽提段的侧壁上，用于输入第一汽提气的管线位于用于输入氮气的管线之上。
[0025]在一些实施方式中，所述系统还包括第二增压泵和第二换热器，所述第二换热器用于使待进入低温甲醇洗系统以脱除硫和CO2的作为原料气的变换气与第一输气管、第二输气管和第三输气管所输送的物料之间进行换热降温，其中，所述第一输气管用于将来自D解吸段的第一CO2解吸气经第二换热器换热以回收冷量后作为高压CO2产品气送出，所述第二输气管用于将来自H解吸段的第三汽提气和第二汽提气经第二换热器换热以回收冷量后作为尾气送出，所述第三输气管用于将来自F解吸段的第二CO2解吸气和来自I解吸段的第三CO2解吸气经第二换热器换热以回收冷量后作为低压CO2产品气送出；所述第二增压泵用于对换热后的低压CO2产品气进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温甲醇洗系统中甲醇富液中CO2的分离系统，其特征在于，所述分离系统包括：第一CO2解吸塔，其包括由上至下设置的气相连通的D解吸段、C解吸段、B解吸段和A解吸段，以便下方解吸段的解吸气上升进入上方解吸段洗涤除杂；其中，所述A解吸段配置为对自硫化氢浓缩塔的H解吸段输出的解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到A段解吸液；所述B解吸段配置为对A段解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到B段解吸液；所述C解吸段配置为对含硫富甲醇中的CO2进行减压解吸，并且在其上部引入用于对解吸段C中CO2解吸气进行洗涤的无硫富甲醇，以得到C段解吸液；所述D解吸段配置为对无硫富甲醇中的CO2进行减压解吸，以得到D段解吸液和自顶部排出的第一CO2解吸气；第二CO2解吸塔，其包括由上至下设置的气相连通的F解吸段和E解吸段，以便下方解吸段的解吸气上升进入上方解吸段洗涤除杂；其中，所述E解吸段配置为对B段解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到E段解吸液；所述F解吸段配置为对C段解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到F段解吸液和自顶部排出的第二CO2解吸气，并在第二CO2解吸气排出前或排出后对其进行洗涤以脱除其中的硫元素；硫化氢浓缩塔，其包括由上至下设置的I解吸段、H解吸段和G汽提段，其中，所述H解吸段与G汽提段之间气相连通，以便下方汽提段的汽提气上升进入上方解吸段洗涤除杂；所述I解吸段配置为对D段解吸液中的CO2进行减压解吸，以得到自底部排出的作为半贫甲醇的I段解吸液和自顶部排出的第三CO2解吸气；所述G汽提段配置为在对E段解吸液中的CO2进行减压解吸的同时，进一步利用氮气和第一汽提气对E段解吸液中的CO2进行汽提，以得到G段汽提液和第二汽提气；所述H解吸段配置为对F段解吸液中的CO2进行减压解吸，并且在其上部引入用于对H解吸段中气相进行洗涤的部分I段解吸液，以得到H段解吸液和自顶部排出的第三汽提气；汽提塔，其包括由上至下设置的K解吸段和J汽提段；其中，所述K解吸段配置为对G段汽提液中的CO2进行减压解吸，以得到K段解吸液并将所得解吸气送入所述第一CO2解吸塔进行洗涤以脱除其中的硫元素；所述J汽提段配置为利用氮气对K段解吸液进行汽提，以排出作为含硫富甲醇的J段汽提液和送往所述G汽提段的第一汽提气。2.根据权利要求1所述的低温甲醇洗系统中甲醇富液中CO2的分离系统，其特征在于，所述F解吸段的上部还设有D段解吸液进料管，用于引入部分D段解吸液对待排出的第二CO2解吸气进行洗涤以脱除其中的硫元素；所述K解吸段的解吸气经管线送入所述B解吸段。3.根据权利要求1所述的低温甲醇洗系统中甲醇富液中CO2的分离系统，其特征在于，所述系统还包括第一增压泵和第一换热器；其中，所述第一增压泵用于对经第一换热器换热升温的第二CO2解吸气与第三CO2解吸气的第一混合气进行增压，得到增压后的第一混合气；所述第一换热器用于使增压后的第一混合气与K段解吸气混合所得的第二混合气与增压前的第一混合气进行换热降温，...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫国春，张述伟，许朝阳，管凤宝，徐春华，刘利妍，
申请(专利权)人：大连理工大学神华工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：