[發明專利]低溫甲醇洗與CO2捕集耦合方法

無效

• 申請號: 201110382640.X
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號: CN102489119A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 步學朋;陳強;朱豫飛;索婭;張琪;張翠清;劉瀟;王濤
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;中國神華煤制油化工有限公司;中國神華煤制油化工有限公司北京研究院
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14;C01B3/52;C01B31/20
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李丙林;余剛

技術領域

本發明涉及氣體凈化回收領域，具體而言，涉及一種低溫甲醇洗與CO₂捕集耦合方法。

背景技術

化石能源的利用過程會排放出大量的溫室氣體CO₂，這是導致全球氣候變暖的主要因素之一。因此，減少CO₂排放就成為了全球的共識。我國是以煤炭這種高碳化石燃料為主要能源的國家，煤炭的清潔高效低碳轉化利用勢在必行，而煤制油化工是最主要途徑之一。如將CO₂捕集及封存(Carbon?Capture?and?Storage，簡稱CCS)技術、CO₂的利用技術(Utilization)與現代煤制油化工結合起來，就將實現真正意義上的煤炭資源的低碳化利用。

要實現CO₂的封存和利用，CO₂捕集是最重要的環節之一。目前煤炭直接燃燒如發電或工業鍋爐排放的煙氣是最大的CO₂排放源，但一般煙氣中CO₂含量只有4％-15％，且煙氣中存在多種雜質，因此CO₂的捕集成本很高。

在煤炭氣化制合成氣過程的酸性氣體脫除工段，會排放一定數量的富含高濃度CO₂的尾氣，相對而言，這些高濃度CO₂的捕集成本要低的多，因此可作為CO₂捕集、利用與封存(Carbon?Capture，Utilization?and?Storage簡稱CCUS)的重要碳源。

低溫甲醇洗技術以其技術成熟、凈化程度高、運行成本低等特點被廣泛地用于現代煤制油化工過程除塵冷卻后粗合成氣的脫硫脫碳。通過合理設計，在低溫甲醇洗工段，有約近一半的CO₂可以以含CO₂濃度大于98％的方式排放；其余部分排放尾氣中CO₂濃度大致為70％-90％，這部分尾氣除了CO₂外，主要包含N₂以及少量H₂、CO、硫化物、H₂O及微量甲醇等。現有技術中，也有部分低溫甲醇洗工藝因不設CO₂產品塔，所以排放的所有CO₂尾氣中CO₂含量均低于90％。然而，國內外CCUS經驗分析表明，CO₂封存和利用時需要的CO₂濃度一般要大于95％，有的如食品級要大于99.9％，因此對那部分濃度低于90％的CO₂，需要增加額外的工藝進行CO₂捕集提純。

目前，低溫甲醇洗工藝大致包括粗合成氣中H₂S及CO₂等酸性氣體的吸收脫除、H₂S及CO₂的解吸、甲醇再生等階段。如圖1所示為現有技術中的一種典型的低溫甲醇洗部分工藝與CO₂捕集工藝的流程示意圖，來自氣化工段的除塵、除氨后的合成氣先噴入少量甲醇再經第一換熱器61’吸收冷量降溫隨后分離出所含的少量甲醇和水，合成氣進入甲醇洗滌塔10’，通過與低溫甲醇逆流接觸依次脫除所含的H₂S及CO₂等酸性氣體。凈化氣從塔頂排出經回收冷量后進入后續工段；吸收了CO₂的甲醇經第二換熱器62’吸收冷量降溫及后續降壓閃蒸后進入H₂S濃縮塔20’，另一路吸收了H₂S的甲醇經第三換熱器63’吸收冷量降溫及后續降壓閃蒸后進入H₂S濃縮塔20’。富含H₂S的甲醇由塔底排出，經第四換熱器64’加熱升溫后進入甲醇再生裝置30’進行除硫脫水再生，再生后的甲醇循環使用。而由H₂S濃縮塔20’頂部排放出高濃度CO₂尾氣經第二換熱器62’及第一換熱器61’釋放全部冷量并吸熱達到常溫后依次進入氣體壓縮機40’、液化分離裝置50’，最終得到CO₂含量大于95％的氣體并用于CO₂封存或利用。