[發明專利]一種將低溫甲醇洗產生的CO2

在審

• 申請號: 202111133659.0
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113769541A
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 關威;黃琦
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: B01D53/18
• 分類號: B01D53/18;B01D53/26;C01B32/50
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;包姝晴

本發明公開了一種將低溫甲醇洗產生的CO2產品氣制備成高壓CO2載氣的方法和設備，包含沿著CO₂流動方向順序連接的至少一個提供第一壓力的CO₂產品氣的設備，第一級壓縮機和第一冷卻器，水洗塔，第二級至第n級壓縮機和布置在相應的壓縮機后的第二至第n?1冷卻器，以及使用上述裝置獲得壓力不低于8.0MPa，甲醇的含量不高于50mg/Nm³，水的含量不高于1500ppmV的CO₂載氣的方法。其中，提供第一壓力的CO₂產品氣的設備包含低溫甲醇洗設備，所述載氣應用于煤氣化中的粉煤輸送。

技術領域

本發明屬于CO₂氣體應用領域，特別是將低溫甲醇洗產生的CO₂產品氣制備成高壓CO₂載氣的領域。

背景技術

二氧化碳(CO₂)被廣泛用于化工、機械、食品、農業、煙草等行業，在工業上具有很高的應用價值。目前產生CO₂的各種工藝，例如氨合成、甲醇合成、羰基合成、煤氣化等，得到的往往都是壓力低、雜質成分復雜的CO₂，為了滿足后序工藝要求，需要進一步增壓和純化。

例如，在煤氣化過程中，生成組分為CO和H₂的合成氣以及主要包含CO₂的副產品。為了分離CO₂與合成氣，去除其中含有的H₂S，COS等雜質，常規采用低溫甲醇洗的方法。這一方法利用CO，H₂和CO₂等氣體在低溫(-30℃～-50℃)甲醇中的溶解度不同這一物理現象，在甲醇洗滌塔中將合成氣與副產品分離開來，隨后通過閃蒸和氣提進一步純化CO₂，輸出溫度大約在40～60℃，壓力大約在0.2～0.5MPa，CO₂含量大于97％的CO₂產品氣。這樣得到的CO₂產品氣是干燥的，但是由于采用了甲醇洗滌，夾帶著大約300-500mg/Nm³的甲醇氣體。

當煤氣化單元采用粉煤氣化技術時，需要大量高壓力等級的CO₂作為載氣，用于煤粉鎖斗、灰鎖斗、煤粉輸送及各種吹掃的連續使用。此處的CO₂載氣一般通過將低溫甲醇洗工藝得到的低壓CO₂產品氣增壓獲得，使用后的CO₂經過濾后排出。隨著環保要求逐漸嚴格，最后排出的CO₂尾氣中甲醇的含量不得高于50mg/Nm³(GB31571-2015)。因此，必須預先處理CO₂產品氣，將其中的甲醇含量從500mg/Nm³降低到50mg/Nm³以下；同時，為了避免粉煤在運送過程中的濕粘，還需要將載氣中的水含量控制在1500ppmV以下。

CN107399737B公開了一種用于高壓粉煤氣化的高壓氣相二氧化碳的制備方法，利用低溫甲醇洗工藝產生的冷能預冷原料氣，再深冷分離制備中壓液體CO₂，所得中壓液體CO₂通過低溫液體泵增壓后，經所述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。這一專利并未公開如何將飽和存在于氣態的CO₂產品氣中的甲醇含量降低到50mg/Nm³之下。

有鑒于此，如何設計一種新的工藝流程，以消除現有技術中的上述缺陷和不足，得到甲醇含量與水含量都很低的高壓CO₂氣體，是業內相關技術人員亟待解決的一項課題。

發明內容

如何設計一種經濟、高效、簡單的方法，將壓力較低(小于或等于0.5MPa)的CO₂產品氣制備成甲醇與水含量都符合要求的高壓(大于或等于8.0MPa)CO₂載氣，是本發明所要解決的一個技術問題。