[發(fā)明專利]一種用于粉煤氣化單元的高壓氣相二氧化碳的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710676152.7
• 申請(qǐng)日: 2017-08-09
• 公開（公告）號(hào): CN107311173B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮萬(wàn)福;侯寧;呂建寧;閆兵海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 惠生工程(中國(guó))有限公司
• 主分類號(hào): C01B32/50
• 分類號(hào): C01B32/50;C10J3/46;C10L3/08
• 代理公司: 31225 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 劉燕武

1.一種用于粉煤氣化單元的高壓氣相二氧化碳的制備方法，其特征在于，利用低溫甲醇洗工藝產(chǎn)生的冷能預(yù)冷原料氣，再深冷分離制備中壓液體CO₂，所得中壓液體CO₂通過(guò)低溫液體泵增壓后，經(jīng)所述原料氣與低溫甲醇洗工藝回收中壓液體CO₂的冷能，使其氣化生成高壓氣相CO₂，并送至上游粉煤氣化單元；

實(shí)施所述低溫甲醇洗工藝的裝置包括通過(guò)管路連接的脫碳塔、甲烷氣提塔、H₂S濃縮塔、甲醇熱再生塔、脫硫塔和CO₂氣提塔，其中，預(yù)冷原料氣的冷能由中壓液體CO₂，以及脫碳塔和H₂S濃縮塔輸出的塔頂氣相提供，中壓液體CO₂的冷能依次由原料氣、甲醇熱再生塔塔底的再生好的貧甲醇、以及甲醇熱再生塔的塔頂氣相回收；

所述的制備方法包括以下步驟：

(1)、原料氣脫水后分為兩股，其中一股送入換熱器f冷卻，另一股經(jīng)CO₂提純塔塔底再沸器、換熱器e冷卻，兩股冷卻后的原料氣匯合后在換熱器g深冷至CO₂露點(diǎn)溫度以下，送至氣液分離罐，其中，換熱器f由脫碳塔和H₂S濃縮塔輸出的塔頂氣相提供冷量，換熱器e由CO₂提純塔塔底輸出的中壓液體CO₂提供冷量；

(2)、經(jīng)氣液分離罐氣液分離后，所得液相減壓后送入CO₂提純塔提純精制，所得氣相與CO₂提純塔塔頂氣相一起送入低溫甲醇洗工藝中的脫碳塔底部；

(3)、CO₂提純塔底部得到提純精制的中壓液體CO₂，其經(jīng)低溫液體泵增壓后，在換熱器e處與原料氣換熱，再在甲醇熱再生塔塔底輸出管路上的換熱器o處與再生后的貧甲醇換熱，之后送入換熱器n處與甲醇熱再生塔塔頂氣相換熱，產(chǎn)生高壓氣相CO₂，并送至粉煤氣化單元；

(4)、步驟(2)中所得氣相與CO₂提純塔塔頂氣相一起送入低溫甲醇洗工藝中的脫碳塔底部后，利用從脫碳塔塔頂進(jìn)入的低溫貧甲醇吸收二氧化碳，脫碳后的氣體從脫碳塔塔頂排出，并由原料氣回收冷量后送出；

(5)、脫碳塔塔底富甲醇分為兩股，其中一股減壓后送入甲烷氣提塔，另一股經(jīng)換熱冷卻后送入脫硫塔塔頂；

(6)、甲烷氣提塔和脫硫塔的底部液相分別氣液分離，其所產(chǎn)生的氣相匯合增壓后與含硫變換氣、少量液體甲醇混合冷卻后生成變換原料氣，并返回脫硫塔底部，所產(chǎn)生的液相分別送入后續(xù)的H₂S濃縮塔、CO₂氣提塔及甲醇熱再生塔，再生生成貧甲醇，然后和包括與原料氣換熱后的中壓液體CO₂的物流股換熱后生成低溫貧甲醇，并經(jīng)進(jìn)一步冷卻后送入脫碳塔循環(huán)使用；

(7)、脫硫塔的塔頂氣相一部分送入甲烷氣提塔底部，另一部分與所述變換原料氣換熱后送出；

所述的原料氣為來(lái)自甲烷化裝置的富含CO₂的粗甲烷原料氣；

步驟(1)中的原料氣經(jīng)換熱器g冷卻后的溫度為0℃～-56℃；

CO₂提純塔的塔頂壓力為1.0MPa(G)～3.5MPa(G)，溫度為-20℃～-56℃，CO₂提純塔的塔底壓力為1.0MPa(G)～3.5MPa(G)，溫度為0℃～-50℃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于粉煤氣化單元的高壓氣相二氧化碳的制備方法，其特征在于，所述的原料氣的脫水方式為直接進(jìn)入脫水系統(tǒng)脫水，

或原料氣經(jīng)脫碳塔和H₂S濃縮塔輸出的塔頂氣相預(yù)冷，再氣液分離除去部分水分后，進(jìn)入脫水系統(tǒng)脫水。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于粉煤氣化單元的高壓氣相二氧化碳的制備方法，其特征在于，脫水系統(tǒng)的脫水方式包括冷卻脫水法、溶劑吸收法、固體吸附法和膜分離技術(shù)，其脫水程度滿足：經(jīng)脫水系統(tǒng)脫水后的原料氣中的含水量小于80ppmv。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于粉煤氣化單元的高壓氣相二氧化碳的制備方法，其特征在于，步驟(1)中的原料氣經(jīng)換熱器g冷卻后的溫度為-20℃～-35℃。