[發明專利]一種天然氣凈化廠高碳尾氣二氧化碳回收方法及裝置

有效

• 申請號: 201610385219.7
• 申請日: 2016-06-03
• 公開（公告）號: CN106064817B
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 劉子兵;李亞萍;郄海霞;趙玉君;楊充;李京子;粱璇璣;葛濤
• 申請（專利權）人: 西安長慶科技工程有限責任公司
• 主分類號: C01B32/50
• 分類號: C01B32/50
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司61108
• 代理人: 何銳

1.一種天然氣凈化廠高碳尾氣二氧化碳回收方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）將天然氣凈化廠經硫磺回收后的高含CO₂尾氣經過冷卻分離，尾氣溫度由100℃降低至40℃，含水量由質量百分數的5.45%降低為3.48%；

（2）將冷卻分離的尾氣經鼓風機和螺桿式壓縮機組合增壓并冷卻分離，尾氣壓力由常壓增壓至800kPa，溫度降低至10℃，含水量降低為質量百分數的0.09%；

（3）將步驟（2）處理后的尾氣進行分子篩深度脫水使其水露點達到-40℃，尾氣含水量降低為15ppm以下；

（4）將步驟（3）處理后的尾氣經往復式壓縮機進行二次增壓并冷卻，尾氣壓力達到3500kPa，溫度為40℃；

（5）將步驟（4）處理后的尾氣經過塔底重沸器預冷和冷箱兩級冷卻，尾氣的溫度降低為-30℃，并形成含液70%的氣液混合物；

（6）將氣液混合物節流降壓，壓力降為2100kPa，溫度降為-38℃；

（7）氣液混合物進入提純塔提濃，熱源為步驟（4）的尾氣；

（8）將步驟（7）提濃的液態CO₂進入冷箱過冷并進入液態CO₂儲罐。

2.如權利要求1所述的天然氣凈化廠高碳尾氣二氧化碳回收方法，其特征在于：所述的步驟（7）中提純塔塔底液態CO₂中含有O₂，O₂的濃度為10ppm，液態CO₂濃度達到99.98%，溫度為-16.60℃；所述的步驟（8）中CO₂進入冷箱過冷至-30℃并進入液態CO₂儲罐。

3.如權利要求1或2所述的天然氣凈化廠高碳尾氣二氧化碳回收方法，其特征在于：將步驟（7）中提純塔塔頂的不凝氣進入再次回收裝置，經提濃、增壓和冷卻液化。

4.如權利要求3所述的天然氣凈化廠高碳尾氣二氧化碳回收方法，其特征在于：所述的不凝氣進入再次回收裝置，經變壓吸附裝置提濃，CO₂濃度由57%提濃至95%，再經增壓和冷卻液化，液態CO₂最終進入儲罐。

5.一種天然氣凈化廠高碳尾氣二氧化碳回收裝置，其特征在于：包括依次串接的第一冷卻式分離器（2）、鼓風機（3）、第一氣液分離器（4）、螺桿壓縮機（5）、第二冷卻式分離器（6）、分子篩脫水橇（7）、第一往復式壓縮機（8）、第二氣液分離器（9）、重沸器（10）；

重沸器（10）中純CO₂液出口通過管線穿過主冷箱（11）后與球罐（12）相連；重沸器（10）剩余氣出口通過管線穿過主冷箱（11）后連通至提純塔（13），并且在該管線上設置節流閥（14），提純塔（13）底部液體出口連通至重沸器（10），提純塔（13）塔頂不凝氣外接排放。

6.如權利要求5所述的天然氣凈化廠高碳尾氣二氧化碳回收裝置，其特征在于：所述的外排的提純塔（13）的塔頂不凝氣出口通過管線與第二冷卻式分離器（6）相連；第二冷卻式分離器（6）通過管線連接不凝氣再次回收裝置；

不凝氣再次回收裝置包括變壓吸附提濃器（15）、第二往復式壓縮機（16）、輔重沸器（17）、輔冷箱（18）和輔提純塔（19），第二冷卻式分離器（6）通過管線依次串接變壓吸附提濃器（15）、第二往復式壓縮機（16）、輔重沸器（17），輔重沸器（17）中純CO₂液出口通過管線與球罐（12）相連；輔重沸器（17）剩余氣出口通過管線穿過輔冷箱（18）后連接至輔提純塔（19），輔提純塔（19）底部液體出口連通至輔重沸器（17），輔提純塔（19）塔頂不凝氣外接排放。

7.如權利要求6所述的天然氣凈化廠高碳尾氣二氧化碳回收裝置，其特征在于：所述的輔冷箱（18）和主冷箱（11）均通過丙烷制冷器（20）提供制冷，丙烷制冷器（20）分別通過管線與輔冷箱（18）和主冷箱（11）連接。

8.如權利要求5所述的天然氣凈化廠高碳尾氣二氧化碳回收裝置，其特征在于：所述的第一冷卻式分離器（2）、第一氣液分離器（4）、第二冷卻式分離器（6）、分子篩脫水橇（7）、第二氣液分離器（9）均有排污通道，所有的排污通道分別通過管線外輸出口（21）相連。