[发明专利]一种节能型天然气MDEA脱碳系统及其脱碳工艺

说明书

本发明公开了一种节能型天然气MDEA脱碳系统及其脱碳工艺，天然气MDEA脱碳系统包括吸收塔、再生塔、二氧化碳压缩机、净化气冷却器、贫/富胺液换热器、胺液冷却器、富液/二氧化碳换热器、胺液再沸器、胺液过滤器、胺液增压泵、再生塔回流泵、加料泵、净化气气液分离器、富胺液闪蒸罐、二氧化碳气液分离器、加料罐、溶液缓冲罐；脱碳工艺包括以下步骤：S1、原料气经过吸收塔，吸收了CO₂的胺液从吸收塔进入富胺液闪蒸罐；S2、净化后的气体经净化气出气管道输出；S3、富胺液闪蒸罐内的胺液升温后进入再生塔内进行解吸；S4、解吸后的胺液冷却后进入溶液缓冲罐；S5、再生塔内解吸后产生的CO₂至高点排放；S6、溶液缓冲罐内的胺液进入吸收塔内。

技术领域

本发明涉及天然气净化领域，尤其涉及一种节能型天然气MDEA脱碳系统及其脱碳工艺。

背景技术

合成气和由地层采出的天然气通常含有一些CO₂等酸性气体。根据我国商品天然气指标要求，CO₂含量需小于3%（mole%）才能外输给民用用户；此外，为防止CO₂低温造成的冻堵，用于制备LNG的天然气CO₂含量需低至50ppm以下，因此高含CO₂天然气需要进行脱碳处理。目前，国内外常用的脱碳方法有低温分离法、膜分离法、吸附分离法、溶剂吸收法以及以上各方法的联合分离法等。

低温分离法适用酸气含量高但净化度要求不高的场合，且工艺复杂、大幅降温导致能耗较高。膜分离法适用于从高含碳天然气中粗脱酸气和水，一般工业上首先适用膜分离法对高含碳天然气进行粗脱，再应用化学溶剂法进行精脱，这样可以达到高净化度且较经济。膜分离法虽然具有能耗低、占地面积小、维修保养方便、高效环保节能等优点，但采用该法烃损失率较大。吸附分离法适用于处理量小、含碳量不大且净化度要求高的场合。

溶剂吸收法仍然是目前应用最成熟广泛的脱碳方法之一。溶剂吸收法又分为化学吸收法、物理吸收法和混合溶剂法。在各类溶剂吸收法中，醇胺法应用最为广泛。在各类醇胺法中，又以活化的MDEA工艺最受推崇，因具备高使用浓度、高酸气负荷、低腐蚀性、不易降解、挥发损失小等特性。

但现有的MDEA脱碳工艺耗能较大，其造成严重的胺液损耗，并且随着胺液损耗的增大而导致净化效率下降，因此，有必要研究一种新工艺来解决上述问题。

发明内容

本发明目的是针对上述问题，提供一种对天然气或合成气进行脱碳处理的节能型天然气MDEA脱碳系统及其脱碳工艺。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种节能型天然气MDEA脱碳系统，包括吸收塔、再生塔、二氧化碳压缩机、净化气冷却器、贫/富胺液换热器、胺液冷却器、富液/二氧化碳换热器、胺液再沸器、胺液过滤器、胺液增压泵、再生塔回流泵、加料泵、净化气气液分离器、富胺液闪蒸罐、二氧化碳气液分离器、加料罐、溶液缓冲罐；

所述吸收塔底部的气相入口与原料气进气管道相连通，吸收塔顶部的气相出口经过净化气冷却器的热通道后与净化气气液分离器入口相连通，净化气气液分离器顶部的气相出口与净化气出气管道相连通，净化气气液分离器底部的液相出口、吸收塔底部的液相出口均与富胺液闪蒸罐的入口相连通；

富胺液闪蒸罐顶部的气相出口与闪蒸气出气管道相连通；富胺液闪蒸罐底部的液相出口依次经过贫/富液换热器的冷流通道、富液/二氧化碳换热器的冷流通道后与再生塔上部的液相入口相连通；