本发明专利技术涉及一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法，在低温甲醇洗过程中，贫甲醇首先经过CO2吸收塔吸收CO2，富含CO2的甲醇溶液通过本发明专利技术专利的再生措施后，一方面将其吸收溶解的CO2解吸出来，获得纯度高的CO2产品气(CO2摩尔分数≥99％，最高可达99.9％)，另一方面获得含CO2量较低的半贫甲醇溶液(CO2摩尔分数≤8％)，解吸后的半贫溶液经泵输送至二氧化碳吸收塔中部，进行循环利用，高纯度CO2产品气则根据工艺的要求压缩至其它工段。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于煤气净化工艺
，具体涉及一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法。
技术介绍
在化工生产中，低温甲醇洗广泛应用于脱硫脱碳过程，通过低温甲醇来吸收粗煤气中的酸性气，如：CO2、H2S、COS等组分，以达到净化粗煤气的目的。吸收有酸性气组分的甲醇溶液会通过减压闪蒸、氮气汽提、加热再生等操作手段实现甲醇再生。在此过程中，H2S、COS等富硫尾气可以经硫回收装置以实现硫元素的回收利用，而CO2气体则通过减压闪蒸过程富集，但不易获得纯度高于95％的CO2产品气。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决现有CO2气体通过减压闪蒸过程富集不易获得纯度高的CO2产品气的技术问题，提供一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法，包括以下步骤：(1)CO2吸收首先将压力为3.0～6.0Mpa的粗煤气通过硫化氢吸收塔脱除H2S和COS中的硫元素，而后进入CO2吸收塔，甲醇贫液自CO2吸收塔塔顶喷入，与自CO2吸收塔塔底进入的脱硫气逆流接触，在CO2吸收塔中进行二氧化碳脱除，自CO2吸收塔中部引出溶液经两个氨冷器冷却后返回CO2吸收塔内用以提高CO2的溶解度，CO2吸收塔上段引入经闪蒸塔减压闪蒸后的半贫甲醇液用以提高CO2的吸收量，净化后的气体自CO2吸收塔塔顶离开，进入下游工序，CO2吸收塔塔底流出的富碳甲醇溶液一部分送至硫化氢吸收塔作为脱硫洗液，另一部分送至闪蒸塔用以再生甲醇，同时回收CO2作为产品气；在CO2吸收塔进行二氧化碳脱除时，由于吸收过程会释放溶解热，甲醇溶液温度会随之上升，导致二氧化碳溶解度的降低，因此需要在CO2吸收塔中间塔盘处引出吸收溶液经两个氨冷器氨冷却后返回CO2吸收塔塔内以提高CO2的溶解度，在CO2吸收塔的上段则引入减压闪蒸后的半贫甲醇溶液，以提高CO2的吸收量，净化后的气体自CO2吸收塔塔顶离开，进入下游工序，吸收有CO2的富碳甲醇溶液则一部分送至硫化氢吸收塔作为脱硫洗液，另一部分则送至闪蒸单元以再生甲醇，同时回收CO2作为产品气。本步骤主要操作条件：二氧化碳吸收塔原料气温度：-12～-30℃二氧化碳吸收塔操作压力：30～60bar脱碳后产品气中二氧化碳含量小于10ppm。(2)Ⅰ段闪蒸与吸收来自CO2吸收塔的富碳甲醇溶液经过减压后送至位于闪蒸塔底部的Ⅰ段闪蒸器，富碳甲醇溶液从Ⅰ段闪蒸器的中部进入Ⅰ段闪蒸器进行闪蒸，H2、N2、CO、AR、CH4惰性组自溶液中闪蒸出来，由于CO2溶解度大于上述惰性组分，因此CO2会留在富碳甲醇溶液中，Ⅰ段闪蒸器上段引入的一股从闪蒸塔的Ⅳ段闪蒸器闪蒸后的半贫甲醇来洗涤气相，用以保证CO2的回收率，从Ⅰ段闪蒸器底端出来的蒸液相在自身压差的作用下送至闪蒸塔的Ⅱ段闪蒸器，从Ⅰ段闪蒸器顶端出来的闪蒸气去压缩返回至原料气中回收利用；Ⅰ段闪蒸与吸收操作温度：-26～-31℃；Ⅰ段闪蒸与吸收操作压力：9～15bar；(3)Ⅱ段闪蒸与吸收经过Ⅰ段闪蒸器的含CO2甲醇溶液进入位于闪蒸塔顶部的Ⅱ段闪蒸器，部分CO2被闪蒸出来，并经过来自Ⅳ段闪蒸器的半贫甲醇溶液洗涤后从闪蒸塔顶端出口送出界区，CO2产品气纯度达到95％以上，闪蒸后的含CO2的甲醇溶液则被送至闪蒸塔的Ⅲ段闪蒸器继续闪蒸；Ⅱ段闪蒸与吸收操作温度：-48～-53℃；Ⅱ段闪蒸与吸收操作压力：1.4～3.0bar；(4)Ⅲ段闪蒸经过Ⅱ段闪蒸器闪蒸的含CO2甲醇溶液进入位于Ⅱ段闪蒸器下方的Ⅲ段闪蒸器内进行闪蒸，闪蒸出来的CO2产品从Ⅲ段闪蒸器出口出来，CO2产品气纯度达到99％，由于二氧化碳的闪蒸过程会吸收热量，因此操作温度会进一步降低，闪蒸后的含CO2的甲醇溶液则被送至Ⅳ段闪蒸器继续闪蒸；Ⅲ段闪蒸与吸收操作温度：-60～-65℃；Ⅲ段闪蒸与吸收操作压力：0.5～0.9bar；(5)Ⅳ段闪蒸经过Ⅲ段闪蒸器的含CO2甲醇溶液进入位于Ⅲ段闪蒸器下方的Ⅳ段闪蒸器内进行闪蒸，此时闪蒸出来的CO2产品从Ⅳ段闪蒸器出口出来，CO2产品气纯度达到99.6％，闪蒸后的半贫甲醇分为四部分，第一部分经泵送至CO2吸收塔上段作为吸收CO2循环利用，第二部分经泵送至Ⅰ段闪蒸器循环利用，第三部分经泵送至Ⅱ段闪蒸器循环利用，余下部分送至下游工序作为洗液；本步骤主要操作条件：Ⅳ段闪蒸操作温度：-70～-75℃；Ⅳ段闪蒸操作压力：0.25～0.4bar。本专利技术采用以上技术方案，与
技术介绍
相比，具有以下优点：1)回收了高纯度的CO2，纯度≥95mol％；2)回收了工艺气中的油品，作为附加产品，提高工业产值；3)回收燃料气可以循环利用；4)溶剂甲醇可以循环利用。附图说明附图是本专利技术的流程图具体实施方式实施例1本实施例中的一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法，包括以下步骤：(1)CO2吸收首先将压力为3.0Mpa的粗煤气通过硫化氢吸收塔脱除H2S和COS中的硫元素，来自硫化氢吸收塔的脱硫粗煤气流量为280000Nm3/h，温度：-30℃，压力：30bar，脱硫气具体气体组成为：组成H2N2COCH4CO2∑V％43.60.7217.79.928.08100.0而后进入CO2吸收塔1，甲醇贫液自CO2吸收塔1塔顶喷入，与自CO2吸收塔1塔底进入的脱硫气逆流接触，在CO2吸收塔1中进行二氧化碳脱除，自CO2吸收塔1中部引出溶液经两个氨冷器2、3冷却后返回CO2吸收塔1内用以提高CO2的溶解度，CO2吸收塔1上段引入经闪蒸塔减压闪蒸后的半贫甲醇液用以提高CO2的吸收量，净化后的气体中碳含量达到10ppm，净化后的气体自CO2吸收塔1塔顶离开，进入下游工序，CO2吸收塔1塔底流出的富碳甲醇溶液一部分送至硫化氢吸收塔作为脱硫洗液，另一部分送至闪蒸塔用以再生甲醇，同时回收CO2作为产品气；在CO2吸收塔1进行二氧化碳脱除时，由于吸收过程会释放溶解热，甲醇溶液温度会随之上升，导致二氧化碳溶解度的降低，因此需要在CO2吸收塔1中间塔盘处引出吸收溶液经两个氨冷器2、3氨冷却后返回CO2吸收塔1塔内以提高CO2的溶解度，在CO2吸收塔1的上段则引入减压闪蒸后的半贫甲醇溶液，以提高CO2的吸收量，净化后的气体自CO2吸收塔1塔顶离开，进入下游工序，吸收有CO2的富碳甲醇溶液则一部分送至硫化氢吸收塔作为脱硫洗液，另一部分则送至闪蒸单元以再生甲醇，同时回收CO2作为产品气。本步骤主要操作条件：二氧化碳吸收塔进气温度：-30℃二氧化碳吸收塔操作压力：30bar(2)Ⅰ段闪蒸与吸收来自CO2吸收塔1的富碳甲醇溶液经过减压后送至位于闪蒸塔底部的Ⅰ段闪蒸器4，富碳甲醇溶液从Ⅰ段闪蒸器4的中部进入Ⅰ段闪蒸器4进行闪蒸，H2、N2、CO、AR、CH4惰性组自溶液中闪蒸出来，由于CO2溶解度大于上述惰性组分，因此CO2会留在富碳甲醇溶液中，Ⅰ段闪蒸器4上段引入的一股从闪蒸塔的Ⅳ段闪蒸器7闪蒸后的半贫甲醇来洗涤蒸气相，用以保证CO2的回收率，从Ⅰ段闪蒸器4底端出来的蒸液相在自身压差的作用下送至闪蒸塔的Ⅱ段闪蒸器5，从Ⅰ段闪蒸器4顶端出来的闪蒸气去压缩返回至原料气中回收利用，Ⅰ段闪蒸气相流量为3877Nm3/h；Ⅰ段闪蒸与吸收操作温度：-31℃；Ⅰ段闪蒸与吸收操作压力：9ba本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)CO2吸收首先将压力为3.0～6.0Mpa的粗煤气通过硫化氢吸收塔脱除H2S和COS中的硫元素，而后进入CO2吸收塔(1)，甲醇贫液自CO2吸收塔(1)塔顶喷入，与自CO2吸收塔(1)塔底进入的脱硫气逆流接触，在CO2吸收塔(1)中进行二氧化碳脱除，自CO2吸收塔(1)中部引出溶液经两个氨冷器(2、3)冷却后返回CO2吸收塔(1)内用以提高CO2的溶解度，CO2吸收塔(1)上段引入经闪蒸塔减压闪蒸后的半贫甲醇液用以提高CO2的吸收量，净化后的气体自CO2吸收塔(1)塔顶离开，进入下游工序，CO2吸收塔(1)塔底流出的富碳甲醇溶液一部分送至硫化氢吸收塔作为脱硫洗液，另一部分送至闪蒸塔用以再生甲醇，同时回收CO2作为产品气；(2)Ⅰ段闪蒸与吸收来自CO2吸收塔(1)的富碳甲醇溶液经过减压后送至位于闪蒸塔底部的Ⅰ段闪蒸器(4)，富碳甲醇溶液从Ⅰ段闪蒸器(4)的中部进入Ⅰ段闪蒸器(4)进行闪蒸，H2、N2、CO、AR、CH4惰性组自溶液中闪蒸出来，由于CO2溶解度大于上述惰性组分，因此CO2会留在富碳甲醇溶液中，Ⅰ段闪蒸器(4)上段引入的一股从闪蒸塔的Ⅳ段闪蒸器(7)闪蒸后的半贫甲醇来洗涤气相，用以保证CO2的回收率，从Ⅰ段闪蒸器(4)底端出来的蒸液相在自身压差的作用下送至闪蒸塔的Ⅱ段闪蒸器(5)，从Ⅰ段闪蒸器(4)顶端出来的闪蒸气去压缩返回至原料气中回收利用；(3)Ⅱ段闪蒸与吸收经过Ⅰ段闪蒸器(4)的含CO2甲醇溶液进入位于闪蒸塔顶部的Ⅱ段闪蒸器(5)，部分CO2被闪蒸出来，并经过来自Ⅳ段闪蒸器(7)的半贫甲醇溶液洗涤后从闪蒸塔顶端出口送出界区，闪蒸后的含CO2的甲醇溶液则被送至闪蒸塔的Ⅲ段闪蒸器(6)继续闪蒸；(4)Ⅲ段闪蒸经过Ⅱ段闪蒸器(5)闪蒸的含CO2甲醇溶液进入位于Ⅱ段闪蒸器(5)下方的Ⅲ段闪蒸器(6)内进行闪蒸，闪蒸出来的CO2产品从Ⅲ段闪蒸器(6)出口出来，闪蒸后的含CO2的甲醇溶液则被送至Ⅳ段闪蒸器(7)继续闪蒸；(5)Ⅳ段闪蒸经过Ⅲ段闪蒸器(6)的含CO2甲醇溶液进入位于Ⅲ段闪蒸器(6)下方的Ⅳ段闪蒸器(7)内进行闪蒸，此时闪蒸出来的CO2产品从Ⅳ段闪蒸器(7)出口出来，闪蒸后的半贫甲醇分为四部分，第一部分经泵(8)送至CO2吸收塔(1)上段作为吸收CO2循环利用，第二部分经泵(10)送至Ⅰ段闪蒸器(4)循环利用，第三部分经泵(9)送至Ⅱ段闪蒸器(5)循环利用，余下部分送至下游工序作为洗液。...
【技术特征摘要】
1.一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)CO2吸收首先将压力为3.0～6.0Mpa的粗煤气通过硫化氢吸收塔脱除H2S和COS中的硫元素，而后进入CO2吸收塔(1)，甲醇贫液自CO2吸收塔(1)塔顶喷入，与自CO2吸收塔(1)塔底进入的脱硫气逆流接触，在CO2吸收塔(1)中进行二氧化碳脱除，自CO2吸收塔(1)中部引出溶液经两个氨冷器(2、3)冷却后返回CO2吸收塔(1)内用以提高CO2的溶解度，CO2吸收塔(1)上段引入经闪蒸塔减压闪蒸后的半贫甲醇液用以提高CO2的吸收量，净化后的气体自CO2吸收塔(1)塔顶离开，进入下游工序，CO2吸收塔(1)塔底流出的富碳甲醇溶液一部分送至硫化氢吸收塔作为脱硫洗液，另一部分送至闪蒸塔用以再生甲醇，同时回收CO2作为产品气；(2)Ⅰ段闪蒸与吸收来自CO2吸收塔(1)的富碳甲醇溶液经过减压后送至位于闪蒸塔底部的Ⅰ段闪蒸器(4)，富碳甲醇溶液从Ⅰ段闪蒸器(4)的中部进入Ⅰ段闪蒸器(4)进行闪蒸，H2、N2、CO、AR、CH4惰性组自溶液中闪蒸出来，由于CO2溶解度大于上述惰性组分，因此CO2会留在富碳甲醇溶液中，Ⅰ段闪蒸器(4)上段引入的一股从闪蒸塔的Ⅳ段闪蒸器(7)闪蒸后的半贫甲醇来洗涤气相，用以保证CO2的回收率，从Ⅰ段闪蒸器(4)底端出来的蒸液相在自身压差的作用下送至闪蒸塔的Ⅱ段闪蒸器(5)，从Ⅰ段闪蒸器(4)顶端出来的闪蒸气去压缩返回至原料气中回收利用；(3)Ⅱ段闪蒸与吸收经过Ⅰ段闪蒸器(4)的含CO2甲醇溶液进入位于闪蒸塔顶部的Ⅱ段闪蒸器(5)，部分CO2被闪蒸出来，并经过来自Ⅳ段闪蒸器(7)的半贫甲醇溶液洗涤后从闪蒸塔顶端出口送出界区，闪蒸后的含CO2的甲醇溶液则被送至闪蒸塔的Ⅲ段闪蒸器(6)继续闪蒸；(4)Ⅲ段闪...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓，李刚，张琦宇，时建敏，周恩利，王乔毅，王贵，关杰，尚书娟，张凤娟，刁秀辉，吴湘楠，
申请(专利权)人：赛鼎工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14
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