低温甲醇洗与CO2捕集耦合方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种低温甲醇洗与CO2捕集耦合方法及系统。该方法依次包括以下步骤：将吸收酸性气体后的甲醇进行气体解吸，分离出富含CO2的尾气及富含H2S的低温甲醇；将富含H2S的低温甲醇进行甲醇再生；将富含CO2的尾气进行净化，得到纯净CO2；以及将纯净CO2进行浓缩捕集，得到体积百分比浓度大于95%的CO2气体。采用上述的CO2浓缩捕集工艺，特别是将低温甲醇洗排放CO2的工艺和CO2膜分离捕集工艺进行优化耦合，达到满足CO2捕集目标的工艺技术，减少了投资和运行成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及气体净化回收领域，具体而言，涉及一种低温甲醇洗与CO2捕集耦合方法及系统。
技术介绍
社会经济的发展需要大量使用化石能源，但是化石能源在开采使用的过程中排放出大量温室气体CO2，这是导致全球气候变暖的主要因素之一，因此，减少CO2的排放成为了全球的共识。受能源结构影响，我国是以相对高碳的化石燃料煤炭为主要能源的国家，因此煤炭的清洁高效低炭转化利用势在必行，而现代煤制油化工是最主要途径之一，且得到飞速发展。如将现代煤制油化工排放CO2捕集及封存(Carbon Capture and Storage,简称CCS)技术、CO2的利用技术(Utilization)结合起来,就将实现真正意义上的煤炭资源的低碳化利用。CO2的捕集是实现CO2封存和利用的首要环节。我国大部分煤炭用于直接燃烧，因此煤炭发电或工业锅炉排放的烟气是目前最大的CO2排放源，但一般烟气中CO2含量低只有4%-15%，且烟气中存在多种杂质，因此捕集CO2的成本很高。在煤制油化工的煤炭气化制合成气过程的酸性气体脱除工段，对甲醇(或其它吸收剂)进行再生时会排放一定数量的富含高浓度CO2的尾气，相对而言，从这些尾气中对CO2进行捕集其成本要低的多。因此可作为CO2捕集、利用与封存(Carbon Capture,Utilization and Storage 简称 CCUS)的重要碳源。酸性气体CO2的脱除有多种方法，包括吸收法、变压吸附、膜分离、深冷法等。吸收法在现代煤制油化工过程使用最多，而对大规模项目而言，低温甲醇洗技术以其技术成熟、净化程度高、运行成本低等特点被广泛使用于现代煤制油化工过程中。从目前使用的低温甲醇洗工艺看，大致分为两种情况，一是设置CO2产品塔，其排放出的CO2浓度可达到99%，但同时H2S浓缩塔排放出的CO2浓度大致为70%-90%，这部分约占CO2总量的一半；二是不设CO2产品塔，则CO2全部由H2S浓缩塔排放，CO2浓度低于90%。其中浓度为70%-90%的CO2排放到空气中，除了 CO2外主要还有N2以及小量H2、C0、硫化物、H20和微量甲醇等。从目前的国内外CCUS经验分析，CO2封存和利用时需要的CO2浓度一般要大于95%，因此对于浓度低于90%的那部分C02，目前迫切需要一种提高其浓度的方法。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种低温甲醇洗与CO2捕集耦合方法及系统，采用该方法捕集到的CO2浓度高于95%。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了 一种低温甲醇洗与CO2捕集耦合方法，依次包括以下步骤:将吸收酸性气体后的甲醇进行气体解吸，分离出富含CO2的尾气及富含H2S的低温甲醇；将富含H2S的低温甲醇进行甲醇再生；将富含CO2的尾气进行净化，得到纯净CO2 ;将纯净CO2进行浓缩捕集，得到体积百分比浓度大于95%的CO2气体。进一步地，CO2净化步骤包括将富含CO2的尾气依次进行除油和脱水或者将富含CO2的尾气依次进行除油，脱硫，脱甲醇以及脱水。进一步地，在将富含H2S的低温甲醇进行甲醇再生步骤前还包括对分离出的富含H2S的低温甲醇进行换热的步骤；以及在将富含CO2的尾气进行净化步骤前还包括对分离出的富含CO2的尾气进行换热的步骤。进一步地，在将富含CO2的尾气进行换热步骤后还包括对换热后的尾气进行液化的步骤。根据本专利技术的另一方面，提供了一种低温甲醇洗与CO2捕集耦合系统，包括在将富含H2S的低温甲醇进行甲醇再生步骤前还包括对分离出的富含H2S的低温甲醇进行换热的步骤；以及在将富含CO2的尾气进行净化步骤前还包括对分离出的富含CO2的尾气进行换热的步骤。进一步地，耦合系统还包括:第一换热器，第一换热器的入口与气体解吸装置的底部出口相连通；第一换热器的出口与甲醇再生装置的入口相连通；以及第二换热器，第二换热器的入口与气体解吸装置的顶部出口相连通；第二换热器的出口与CO2净化装置的入口相连通。进一步地，还包括设置在第二换热器和CO2净化装置之间的气体压缩机。进一步地，CO2净化装置包括首尾依次连接的除油塔、脱硫塔、脱甲醇塔以及脱水+ +R ο进一步地，气体解吸装置是H2S浓缩塔。进一步地，膜分离装置包括中空纤维膜分离装置、平板膜分离装置或液体吸收膜分离装置。应用本专利技术的技术方案，通过将吸收酸性气体后的甲醇进行气体解吸并对解吸出的富含CO2的尾气进行净化，进而对净化后的CO2进行浓缩捕集，捕集到的CO2浓度高于95%，且其它杂质含量满足一般CCUS的要求。采用本专利技术提供的CO2浓缩捕集工艺，特别是将低温甲醇洗排放CO2的工艺和CO2膜分离捕集工艺进行优化耦合，达到满足CO2捕集目标的工艺技术，减少投资和运行成本。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中:图1示出了根据本专利技术一种典型实施例的低温甲醇洗与CO2膜分离捕集耦合方法的流程示意图。具体实施例方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。本专利技术提供的低温甲醇洗与CO2捕集耦合方法依次包括以下步骤:将吸收酸性气体后的甲醇进行气体解吸，分离出富含CO2的尾气及富含H2S的低温甲醇；将富含H2S的低温甲醇进行甲醇再生和将富含CO2的尾气进行净化，得到纯净CO2 ；以及将纯净CO2进行浓缩捕集，得到浓度大于95%的CO2气体。将吸收酸性气体后的甲醇进行气体解吸，解吸一般采用降压和氮气气提的方法。对解吸出的富含CO2的尾气进行净化，进而对净化后的CO2进行浓缩捕集，捕集到的CO2浓度高于95%，且其它杂质含量满足一般CCUS的要求。采用本专利技术提供的CO2浓缩捕集工艺，特别是将低温甲醇洗排放CO2的工艺、净化工艺和CO2膜分离捕集工艺进行优化耦合，达到满足C02捕集目标的工艺技术，减少投资和运行成本。优选地，CO2净化步骤包括将富含CO2的尾气依次进行除油和脱水或者将富含CO2的尾气依次进行除油，脱硫，脱甲醇以及脱水处理。经过低温甲醇洗步骤得到富含CO2的尾气和富含H2S的低温甲醇，其中富含CO2的尾气中含有一些杂质如H2SXH3OH和H2O等，这些杂质的存在会对输送管道和设备产生腐蚀等危害，去除杂质后有利于下一步的CO2膜分离浓缩捕集，更有益于获得浓度大于95%的CO2气体。根据本专利技术的一种典型实施方式，在将富含H2S的低温甲醇进行甲醇再生步骤前还包括对分离出的富含H2S的低温甲醇进行换热的步骤；以及在将富含CO2的尾气进行净化步骤前还包括对分离出的富含CO2的尾气进行换热的步骤。通过对解吸后的富含H2S的低温甲醇以及富含CO2的尾气进行换热可以进一步回收冷量，节约能源。另外，还有利于后续的甲醇再生步骤和CO2气体净化步骤。优选地，在将富含CO2的尾气进行换热步骤后还包括对换热后的尾气进行液化的步骤。经解吸后的富含CO2的尾气经过换热步骤回收冷量后进行液化，液化后的CO2的尾气进行净化。根据本专利技术的另一方面，提供了一种低温甲醇洗与CO2捕集耦合系统。如图1所示，包括低温甲醇洗装置和CO2捕集装置，其中低温甲醇洗装置包括气体解吸装置10以及与气体解吸装置10的底部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低温甲醇洗与CO2捕集耦合方法，其特征在于，依次包括以下步骤：将吸收酸性气体后的甲醇进行气体解吸，分离出富含CO2的尾气及富含H2S的低温甲醇；将所述富含H2S的低温甲醇进行甲醇再生；将所述富含CO2的尾气进行净化，得到纯净CO2；以及将所述纯净CO2进行浓缩捕集，得到体积百分比浓度大于95%的CO2气体。

【技术特征摘要】
1.一种低温甲醇洗与CO2捕集耦合方法，其特征在于，依次包括以下步骤: 将吸收酸性气体后的甲醇进行气体解吸，分离出富含CO2的尾气及富含H2S的低温甲醇； 将所述富含H2S的低温甲醇进行甲醇再生； 将所述富含CO2的尾气进行净化，得到纯净CO2 ;以及 将所述纯净CO2进行浓缩捕集，得到体积百分比浓度大于95%的CO2气体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述CO2净化步骤包括将所述富含CO2的尾气依次进行除油和脱水或者将所述富含CO2的尾气依次进行除油，脱硫，脱甲醇以及脱水处理。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 在将所述富含H2S的低温甲醇进行甲醇再生步骤前还包括对分离出的所述富含H2S的低温甲醇进行换热的步骤；以及 在将所述富含CO2的尾气进行净化步骤前还包括对分离出的所述富含CO2的尾气进行换热的步骤。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在将所述富含CO2的尾气进行换热步骤后还包括对所述换热后的尾气进行液化的步骤。5.一种低温甲醇洗与CO2捕集耦合系统，其特征在于，包括: 低温甲醇洗装置，包括气体解吸装置(10)以及与所述气体解吸装置(10)的底部出口连接的...

【专利技术属性】
技术研发人员：步学朋，张琪，索娅，陈强，朱豫飞，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，中国神华煤制油化工有限公司，
类型：发明
国别省市：