[发明专利]一种联产CO2的低温甲醇洗系统及利用其回收CO2的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工气体净化回收系统技术领域，具体涉及一种联产CO₂的低温甲醇洗系统，本发明还涉及利用该联产CO₂的低温甲醇洗系统回收CO₂的方法。

背景技术

目前国内常用的低温甲醇洗工艺流程及设备，如图1所示，可分为原料主洗塔T01、闪蒸系统、甲醇再生系统以及换热网络。闪蒸系统主要包括闪蒸塔和H₂S浓缩塔，其中，闪蒸塔包括闪蒸塔本体T02和其顶部连接的第二闪蒸罐V02，H₂S浓缩塔包括浓缩塔本体T03和其顶部连接的第三闪蒸罐V03，H₂S浓缩塔本体T03用以处理含硫甲醇富液，第三闪蒸罐V03用以处理无硫甲醇富液，有的工艺还增设了氮气气提塔T07；甲醇再生系统主要包括热再生塔T04、甲醇水分离塔T05以及尾气洗涤塔T06。

目前国内常用的低温甲醇洗工艺流程是：原料气进入原料气冷却器E01、依次被净化气和尾气冷却后进入原料缓冲罐V01分离出水分，脱水后的原料气从原料缓冲罐V01顶部进入主洗塔T01塔底进行洗涤。为了防止结冰，从热再生塔T04塔底引入少量甲醇贫液喷进原料气中。主洗塔T01下段为脱硫段，上段为脱碳段。在脱硫段，原料气先被来自脱碳段的部分富含CO₂的甲醇富液脱硫，再进入脱碳段脱碳。脱碳段先对来自脱硫段的原料气，用来自热再生塔T04的甲醇贫液洗涤脱碳，同时用来自浓缩塔本体T03顶部连接的第三闪蒸罐V03的甲醇半贫液7助洗脱除CO₂，塔顶得到净化气，分别经二中换热器E17和原料气冷却器E01换热回收冷量后出装置。

主洗塔T01塔底的含硫甲醇富液1，经一系列换热降温和减压后进入闪蒸塔本体T02下段闪蒸，主洗塔T01脱碳段无硫甲醇富液2，一部分自流进入脱硫段，另一部分也经一系列换热降温和减压后进入闪蒸塔顶部的第二闪蒸罐V02中进行闪蒸。这两部分闪蒸气体在闪蒸塔内汇合，被来自浓缩塔本体T03底部的部分含硫甲醇富液3洗涤，经循环气压缩机组K01增压冷却，与原料气混合后返回主洗塔T01以回收原料气有效组分。闪蒸塔本体T02塔底的含硫甲醇富液4去浓缩塔本体T03下段气提CO₂。

闪蒸塔本体T02顶部连接的第二闪蒸罐V02底部的无硫甲醇富液6，经减压阀F01减压后进入浓缩塔本体T03顶部连接的第三闪蒸罐V03，从第三闪蒸罐V03顶部闪蒸出CO₂闪蒸气6-1，与浓缩塔本体T03顶部出来的N₂/CO₂尾气汇合，经过一系列换热后，进入尾气洗涤塔T06，依次用甲醇再生塔T05塔底的少量废水和脱盐水洗涤后作为尾气高空排放。第三闪蒸罐V03底部的无硫甲醇半贫液，一部分自流进入浓缩塔本体T03顶部或者当第三闪蒸罐V03不是设置在浓缩塔本体T03顶部时泵入浓缩塔本体T03塔顶，来进一步解吸CO₂；另一部分用增压泵P09增压后送到主洗塔T01上段作为甲醇半贫液7助洗脱碳；尾气洗涤塔T06塔底含有少量甲醇的洗涤水增压换热后进入甲醇水分离塔T05。

H₂S浓缩塔本体T03中下段出来的含硫甲醇富液8经过增压换热升温后进入第七闪蒸罐V07闪蒸，罐顶闪蒸气返回H₂S浓缩塔本体T03下段；罐底液相先后经增压、换热升温后也进入H₂S浓缩塔本体T03下段。H₂S浓缩塔本体T03塔底的含硫甲醇富液9经增压后，少部分去到闪蒸塔本体T02中段洗涤中压循环气；大部分通过换热升温进入氮气气提塔T07顶部，塔底用少量低压氮气在较高的温度下进一步气提，气提出的气相返回H₂S浓缩塔本体T03下段，塔底含硫甲醇富液增压换热后进入热再生塔T04。