[發明專利]一種節能型天然氣MDEA脫碳系統及其脫碳工藝

在審

• 申請號: 202010558598.1
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111690449A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 鄭穎建;孫曉遠
• 申請（專利權）人: 北京穎泓科技發展有限公司
• 主分類號: C10L3/10
• 分類號: C10L3/10;B01D53/18;B01D53/14
• 代理公司: 鄭州知一智業專利代理事務所(普通合伙) 41172
• 代理人: 郜廷偉

1.一種節能型天然氣MDEA脫碳系統，其特征在于：所述天然氣MDEA脫碳系統包括吸收塔、再生塔、二氧化碳壓縮機、凈化氣冷卻器、貧/富胺液換熱器、胺液冷卻器、富液/二氧化碳換熱器、胺液再沸器、胺液過濾器、胺液增壓泵、再生塔回流泵、加料泵、凈化氣氣液分離器、富胺液閃蒸罐、二氧化碳氣液分離器、加料罐、溶液緩沖罐；

所述吸收塔底部的氣相入口與原料氣進氣管道相連通，吸收塔頂部的氣相出口經過凈化氣冷卻器的熱通道后與凈化氣氣液分離器入口相連通，凈化氣氣液分離器頂部的氣相出口與凈化氣出氣管道相連通，凈化氣氣液分離器底部的液相出口、吸收塔底部的液相出口均與富胺液閃蒸罐的入口相連通；

富胺液閃蒸罐頂部的氣相出口與閃蒸氣出氣管道相連通；富胺液閃蒸罐底部的液相出口依次經過貧/富液換熱器的冷流通道、富液/二氧化碳換熱器的冷流通道后與再生塔上部的液相入口相連通；

所述再生塔底部的液相出口分別與貧/富胺液換熱器熱流通道的一端、胺液再沸器的通道入口相連通，胺液再沸器的通道出口與再生塔的氣液相返回入口相連通；貧/富胺液換熱器熱流通道的另一端經過胺液冷卻器的熱流通道后與溶液緩沖罐的入口相連通；所述加料罐的底部出料口經過加料泵后與溶液緩沖罐的入口相連通，溶液緩沖罐的出口與胺液增壓泵的入口相連通，胺液增壓泵的出口分別與胺液過濾器的入口、吸收塔上部的液相入口相連通，胺液過濾器的出口與胺液增壓泵的出口相連通；

所述再生塔頂部的氣相出口依次經過二氧化碳壓縮機、富液/二氧化碳換熱器的熱流通道后與二氧化碳分液器的入口相連通，二氧化碳分液器的氣相出口至高點放空；二氧化碳分液器的液相出口與再生塔回流泵的入口相連通，再生塔回流泵的出口與再生塔上部的液相入口相連通。

2.如權利要求1所述的節能型天然氣MDEA脫碳系統，其特征在于：所述凈化氣冷卻器的熱通道與凈化氣氣液分離器入口之間、凈化氣氣液分離器頂部的氣相出口與凈化氣出氣管道之間、凈化氣氣液分離器底部的液相出口與富胺液閃蒸罐的入口之間、富胺液閃蒸罐頂部的氣相出口與閃蒸氣出氣管道之間、富胺液閃蒸罐底部的液相出口與貧/富液換熱器的冷流通道之間、胺液冷卻器的熱流通道與溶液緩沖罐的入口之間、胺液增壓泵的出口與胺液過濾器的入口之間、吸收塔底部的液相出口與富胺液閃蒸罐的入口之間、二氧化碳分液器的氣相出口位置均設置有調壓閥。

3.如權利要求1所述的節能型天然氣MDEA脫碳系統，其特征在于：所述再生塔底部的液相出口與貧/富胺液換熱器的熱流通道之間設置有手控閥。

4.如權利要求1所述的節能型天然氣MDEA脫碳系統，其特征在于：所述凈化氣冷卻器、胺液冷卻器采用循環水冷卻系統或空冷冷卻系統。

5.如權利要求1所述的節能型天然氣MDEA脫碳系統，其特征在于：所述富液/二氧化碳換熱器、貧/富胺液換熱器、胺液冷卻器均采用板式或管殼式換熱器。

6.如權利要求1所述的節能型天然氣MDEA脫碳系統，其特征在于：所述加料泵采用氣動隔膜泵。

7.一種節能型天然氣MDEA脫碳工藝，其由權利要求1所述的節能型天然氣MDEA脫碳系統實現，其特征在于：包括以下步驟：

S1、原料氣進氣管道內的原料氣從吸收塔底部的氣相入口進入吸收塔內并自下而上流動；胺液自吸收塔上部的液相入口進入吸收塔并自上而下淋入，逆向流動的胺液和原料氣在吸收塔內充分接觸后，原料氣中的CO₂被胺液吸收并從吸收塔上部的氣相出口排出，吸收了CO₂的胺液從吸收塔底部的液相出口進入富胺液閃蒸罐；

S2、從吸收塔上部的氣相出口排出的原料氣經凈化氣冷卻器冷卻后進入凈化氣氣液分離器中分離出攜帶的游離水，分離出游離水后的原料氣經凈化氣出氣管道輸出；分離出的游離水自凈化氣氣液分離器底部的液相出口進入富胺液閃蒸罐；

S3、富胺液閃蒸罐內的胺液從富胺液閃蒸罐底部的液相出口流出并依次經過貧/富胺液換熱器的冷流通道、富液/二氧化碳換熱器的冷流通道升溫至95～109℃后從再生塔上部的液相入口進入再生塔內進行解吸；

S4、再生塔內的胺液從再生塔底部的液相出口流入胺液再沸器進行再次加熱后從再生塔的氣液相返回入口再次進入再生塔內進行解吸；充分解吸之后的胺液從再生塔底部的液相出口流出并依次經過經貧/富胺液換熱器、胺液冷卻器冷卻至45℃后進入溶液緩沖罐；

S5、再生塔內解吸后產生的CO₂從再生塔頂部的氣相出口進入二氧化碳壓縮機內進行增壓操作，然后經過富液/二氧化碳換熱器的熱流通道冷卻后進入二氧化碳分液器內進行分液，分液后的氣體從二氧化碳分液器頂部的氣相出口至高點排放，分液后的液體從二氧化碳分液器底部的液相出口出來并經過再生塔回流泵增壓后從再生塔上部的液相入口進入再生塔內；

S6、在加料罐內加入消泡劑或吸收劑并通過加料泵將消泡劑或吸收劑送入溶液緩沖罐；溶液緩沖罐內的胺液依次經過胺液增壓泵、胺液過濾器后從吸收塔上部的液相入口進入吸收塔內，完成胺液的循環操作。