[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

本發明公開了一種節能型天然氣MDEA脫碳系統及其脫碳工藝，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；脫碳工藝包括以下步驟：S1、原料氣經過吸收塔，吸收了CO₂的胺液從吸收塔進入富胺液閃蒸罐；S2、凈化后的氣體經凈化氣出氣管道輸出；S3、富胺液閃蒸罐內的胺液升溫后進入再生塔內進行解吸；S4、解吸后的胺液冷卻后進入溶液緩沖罐；S5、再生塔內解吸后產生的CO₂至高點排放；S6、溶液緩沖罐內的胺液進入吸收塔內。

技術領域

本發明涉及天然氣凈化領域，尤其涉及一種節能型天然氣MDEA脫碳系統及其脫碳工藝。

背景技術

合成氣和由地層采出的天然氣通常含有一些CO₂等酸性氣體。根據我國商品天然氣指標要求，CO₂含量需小于3%（mole%）才能外輸給民用用戶；此外，為防止CO₂低溫造成的凍堵，用于制備LNG的天然氣CO₂含量需低至50ppm以下，因此高含CO₂天然氣需要進行脫碳處理。目前，國內外常用的脫碳方法有低溫分離法、膜分離法、吸附分離法、溶劑吸收法以及以上各方法的聯合分離法等。

低溫分離法適用酸氣含量高但凈化度要求不高的場合，且工藝復雜、大幅降溫導致能耗較高。膜分離法適用于從高含碳天然氣中粗脫酸氣和水，一般工業上首先適用膜分離法對高含碳天然氣進行粗脫，再應用化學溶劑法進行精脫，這樣可以達到高凈化度且較經濟。膜分離法雖然具有能耗低、占地面積小、維修保養方便、高效環保節能等優點，但采用該法烴損失率較大。吸附分離法適用于處理量小、含碳量不大且凈化度要求高的場合。

溶劑吸收法仍然是目前應用最成熟廣泛的脫碳方法之一。溶劑吸收法又分為化學吸收法、物理吸收法和混合溶劑法。在各類溶劑吸收法中，醇胺法應用最為廣泛。在各類醇胺法中，又以活化的MDEA工藝最受推崇，因具備高使用濃度、高酸氣負荷、低腐蝕性、不易降解、揮發損失小等特性。

但現有的MDEA脫碳工藝耗能較大，其造成嚴重的胺液損耗，并且隨著胺液損耗的增大而導致凈化效率下降，因此，有必要研究一種新工藝來解決上述問題。

發明內容

本發明目的是針對上述問題，提供一種對天然氣或合成氣進行脫碳處理的節能型天然氣MDEA脫碳系統及其脫碳工藝。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種節能型天然氣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；