[发明专利]费托合成脱碳尾气的处理方法及用于实施该方法的设备系统

说明书

本发明涉及一种费托合成脱碳尾气的处理方法及用于实施该方法的设备系统。本发明的方法通过CO₂吸收、萃取分离、溶液再生与尾气洗涤等工序对费托合成脱碳尾气进行处理，能够深度脱除费托合成脱碳尾气中的二氧化碳，并作为产品产生净化气、轻烃、粗石脑油和燃料气，同时副产废水。本发明与传统的脱除酸性气体的工艺相比，具有流程简单、达到精脱CO₂、节约成本、烃类损失少、冷量损失少等特点。

技术领域

本发明涉及一种费托合成脱碳尾气的处理方法，具体涉及一种深度脱除费托合成脱碳尾气中二氧化碳的方法以及相应的设备系统。

背景技术

煤间接液化的费托合成反应是指CO和H₂在催化剂的作用下，加氢反应生产不同链长的烃类及含氧化合物的反应。该反应首先由德国Franz.Fischer和Hans.Tropsch两位科学家于1913年首次发现，目前在全世界只有南非和中国进行大规模的工业化应用。中国科学院山西煤炭化学研究所、中科合成油技术有限公司历经近30年自主研发，获得了以费托合成高温浆态床工艺技术，该技术已经成功应用于百万吨级的项目：国家能源集团宁夏煤业集团有限公司400万吨/年煤炭间接液化项目、山西潞安集团100万吨/年煤制油项目以及内蒙古伊泰120万吨/年精细化工项目中。

费托合成脱碳尾气主要由H₂、CO、CH₄、N₂、轻烃(C_2～10的烃)、以及少量的CO₂等组成，对其中的H₂、CO、CH₄、轻烃(C_2～10的烃)进行回收利用，具有很高的回收价值。目前主要采用吸收、分离、甲烷化、膜分离等多种方法实现H₂、CO、CH₄、轻烃(C_2～10的烃)的分质利用。

中国专利ZL201110034922.0公开了一种费托合成尾气的处理方法，采用脱碳、膜分离、低温油洗、尾气转化和变压吸附(PSA)等步骤，其中脱碳单元脱除了其中的CO₂，低温油洗单元回收了尾气中的液化气组分，PAS单元回收氢气。

中国专利ZL201410455603.0公开了煤基间接液化费托合成尾气的脱碳方法，采用低温甲醇作为吸收介质，选择性吸收费托合成尾气中各种组分，先后经过冷却、洗涤、萃取、再生、汽提等步骤来实现费托合成尾气中CO₂的脱除和CO、H₂以及低碳烃的回收利用。

中国专利申请CN201910952440.X公开了一种费托合成尾气回收利用系统工艺，费托合成尾气先经过净化后，进入深冷分离系统，将净化后的费托合成尾气降温液化，回收碳二、碳三及较重组分；将尾气中的甲烷冷凝液化制成LNG产品；通过PSA装置提纯氢气和一氧化碳；该专利申请关注的是从费托合成尾气中回收轻烃及LNG。

本发明人在实际生产过程中发现，费托合成尾气经过脱碳处理以后，得到的脱碳尾气中依然含有少量(≤2％)的CO₂，如果直接对费托合成脱碳尾气进行放空或者燃烧，不仅严重污染大气，而且造成能源浪费，与当今能源高效清洁利用极不适应。

因此，本发明人发现，作为环境保护以及能源合理利用的有效方法，有必要对费托合成脱碳尾气进行深度脱碳处理，然而，现有技术中公开的尾气处理方法鲜有涉及费托合成脱碳尾气的处理方法。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种费托合成脱碳尾气的处理方法，所述方法包括CO₂吸收、萃取分离、溶液再生与尾气洗涤四个单元，该方法是针对费托合成脱碳尾气的特点开发的，可以分离生产净化气、轻烃、粗石脑油、燃料气和废水。

具体地，本发明的上述目的是通过以下方面实现的：

一个方面，本发明提供了一种费托合成脱碳尾气的处理方法，其中，所述方法包括以下步骤：