[发明专利]一种采用MDEA脱碳工艺回收压力能的装置及回收方法

说明书

本发明公开了一种采用MDEA脱碳工艺回收压力能的装置及回收方法，该装置包括依次连接的吸收塔、加热器HE01、加热器HE02、一级减压阀、初级解析塔、二级减压阀、次级解析塔和CO₂排放/回收系统，吸收塔的上部依次连接有风冷却器一和高压泵，高压泵另一端与解析塔连接，初级解析塔的上部连接有涡轮膨胀系统，涡轮膨胀系统另一端与CO₂排放/回收系统连接。通过本发明提供的装置，可以回收MDEA从较高压力减压到低压时的能力损耗，降低高温解析后的CO₂气体温度，减少进入下游的CO₂中MDEA的含量，最终达到有效回收工艺过程中损耗的压力能，有效减少工艺过程中的能耗的目的。

技术领域

本发明涉及MDEA脱碳技术领域，具体涉及到一种采用MDEA脱碳工艺回收压力能的装置及回收方法。

背景技术

在天然气或煤制气过程中，生成的含氢、CO及CO₂等的尾气中，需要脱除CO₂使氢和CO进入下游化工生产工艺。而目前采用的CO₂脱除工艺主要为MDEA法。

在天然气重整或煤制气后含H₂及CO的混合气，在较高压力、较低温度状态下，混合气进入吸收塔下部，MDEA溶液经过高压泵加压到工艺压力，经冷却到低温状态下，进入吸收塔上部喷淋，经填料层与混合气进行充分的接触，吸收混合气中的CO₂和水，混合气中的CO₂被充分吸收达到设计指标后，进入下游工艺。吸收了CO₂的MDEA溶液，经加热到再生温度后，经减压进入解析塔，在解析塔中，CO₂从MDEA溶液中充分解析，较高温CO₂气体经冷却后，与冷凝的MDEA分离后进入下游工艺。解析CO₂后的MDEA高温低压溶液，经泵增压冷却后，重新进入CO₂吸收塔，形成闭环连续工艺过程。

在MDEA脱碳工艺中，MDEA的吸收能力与压力正相关，MDEA的吸收能力与温度负相关，MDEA需要在较高压力/较低温下吸收，在较低压力/较高温下解析，因此吸收塔工作压力较高、温度较低，解析塔工作压力较低，温度较高。较高压下吸收了CO₂的MDEA液体需要通过减压阀减压，而解析出来的含 MDEA饱和蒸汽的较高温CO₂需要通过冷却器降温，冷凝蒸汽状态下的MDEA，而在冷却后蒸汽状态下的MDEA将随着CO₂进入下游工艺或进入大气。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用MDEA脱碳工艺回收压力能的装置及回收方法，可以回收MDEA从较高压力减压到低压时的能力损耗。

为达上述目的，本发明提供了一种MDEA脱碳工艺回收压力能的装置，包括依次连接的吸收塔、加热器HE01、加热器HE02、一级减压阀、初级解析塔、二级减压阀、次级解析塔和CO₂排放/回收系统，吸收塔的上部依次连接有风冷却器一和高压泵，高压泵另一端与解析塔连接，初级解析塔的上部连接有涡轮膨胀系统，涡轮膨胀系统另一端与CO₂排放/回收系统连接。

采用上述方案的有益效果是：根据MDEA吸收/解析CO₂的特性，在高压/ 低温时吸收的CO₂，随着MDEA/CO₂溶液温度的升高CO₂的饱和蒸汽压逐渐升高，吸收的CO₂逐渐被解析出来，而高温/高压的CO₂气体势能，可以通过涡轮膨胀系统回收，回收的能量可以用于发电或直接驱动动力设备。涡轮膨胀后的低温CO₂温度可以通过调整参数进行控制，能有效减少后续冷却器能耗及 MDEA消耗。

进一步地，初级解析塔的上部、中部和下部分别设置有出气口、进气口和排液口。