專利名稱：一種采用碳酸二乙酯作為吸收劑的脫碳方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從中高壓氣體混合物中，包括合成氣、變換氣以及IGCC氣體，吸收脫除(X)2工藝，屬化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
全球氣候變暖已經(jīng)成為毫無爭議的事實(shí)。溫室氣體(X)2的排放是造成氣候變暖的一個主要因素。如何從富含CO2的氣體混合物中，包括合成氣、變換氣以及IGCC氣體中捕集、分離CO2極為重要。根據(jù)不同的應(yīng)用場合和原料氣的壓力高低，脫碳方法可分為干法和濕法。干法包括吸附法和膜法，一般適用于(X)2濃度較低的場合；濕法可分為化學(xué)吸收法和物理吸收法， 化學(xué)吸收法多用于原料氣壓力較低的場合。目前國內(nèi)外工業(yè)上較為成熟的物理吸收法脫碳工藝有低溫甲醇洗法(國外稱為 Rectisol法，CN 94101447. 9)、碳酸丙烯酯法(國外稱為Flour法，CN 91101928)和聚乙二醇二甲醚法(國外稱為Selexol法，CN 200710015805)。低溫甲醇洗法具有吸收能力大、選擇性好、氣體凈化度高、吸收劑穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，但是存在工藝流程長，設(shè)備投資大(需要耐_30°C以下的低溫材質(zhì))、吸收劑毒性大和需要支付國外高額專利技術(shù)費(fèi)等缺點(diǎn)；由于碳酸丙烯酯具有在較高的分壓下能有效地吸收 CO2，而在較低的壓力下可以不需要熱量而容易解吸的特點(diǎn)，其工藝流程，尤其是解吸工藝可以得到相當(dāng)?shù)暮喕?，但是由于吸收容量有限，吸收劑循環(huán)量較大，能耗較大；聚乙二醇二甲醚法具有吸收能力強(qiáng)、吸收劑損失小(蒸汽壓低)的特點(diǎn)，但是聚乙二醇二甲醚必須通過人工合成，吸收劑成本高，而且該吸收劑分子量較大，在再生過程容易發(fā)生聚合而造成損失。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有低溫甲醇洗法工藝流程長，設(shè)備投資大，碳酸丙烯酯法吸收劑吸收容量小，循環(huán)量大，以及聚乙二醇二甲醚法成本高，容易發(fā)生聚合損失的不足和缺陷，本發(fā)明提供一種采用碳酸二乙酯作為吸收劑的脫碳方法，以進(jìn)一步簡化工藝，降低成本。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種采用碳酸二乙酯作為吸收劑的脫碳方法，該方法包括如下步驟1)碳酸二乙酯吸收含有(X)2的原料氣與從吸收塔3頂部出來的凈化氣在第一換熱器1中換熱后，從下部進(jìn)入吸收塔，來自儲罐的碳酸二乙酯與來自吸收劑罐9底部的吸收劑貧液在第二換熱器2中換熱后從吸收塔上部進(jìn)入吸收塔，原料氣與碳酸二乙酯在吸收塔內(nèi)逆流接觸并發(fā)生吸收傳質(zhì)；吸收塔溫度控制在5 30°C，壓力控制在2500 3500KPa ；脫除CO2后的凈化氣與原料氣換熱后降溫至20 30°C后排出界區(qū)，吸收了(X)2的吸收劑富液經(jīng)過一級節(jié)流閥5 和二級節(jié)流閥7膨脹降壓；
2)節(jié)流膨脹吸收劑富液經(jīng)過一級節(jié)流閥5膨脹降壓至800 lOOOKPa，溫度變?yōu)? 22°C，然后經(jīng)過一級氣液分離罐6進(jìn)行氣液分離，汽相經(jīng)過壓縮機(jī)4壓縮后返回吸收塔，液相經(jīng)過二級節(jié)流閥7膨脹，壓力降至101 150KPa，溫度降至0 20°C，然后經(jīng)過二級氣液分離罐8 進(jìn)行氣液分離，氣相送入壓縮機(jī)10回收尾氣中的碳酸二乙酯，液相送入吸收劑儲罐9循環(huán)使用；3)壓縮冷凝來自二級氣液分離罐8的液相送入壓縮機(jī)10壓縮至2 8MPa，然后經(jīng)冷凝器11 降溫至5 25°C，再送入氣液分離罐12進(jìn)行汽液分離，氣體為回收(X)2氣體，液相返回吸收劑儲罐9作為吸收劑循環(huán)使用。本發(fā)明提供的采用碳酸二乙酯作為吸收劑的脫碳方法與現(xiàn)有工藝(CN 101254388A)相比，可降低能耗20%以上；與目前工業(yè)上成熟應(yīng)用的碳酸丙烯酯法相比，能耗可降低30%以上；與聚乙二醇二甲醚法相比，溶劑價(jià)格更低，聚合損失降低50%以上；與低溫甲醇洗工藝相比，操作溫度更加溫和，設(shè)備投資降低30%以上。本發(fā)明的CO2脫除效率為 85% 95%。


圖1為本發(fā)明采用碳酸二乙酯作為吸收劑的脫碳工藝流程圖。圖中1換熱器；2換熱器；3吸收塔；4壓縮機(jī)；5 —級節(jié)流閥；6 —級氣液分離罐； 7 二級節(jié)流閥；8 二級氣液分離罐；9吸收劑儲罐；10壓縮機(jī)；11冷凝器；12氣液分離罐。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明提供的一種采用碳酸二乙酯作為吸收劑的脫碳工藝(圖1)，包括如下步驟1)碳酸二乙酯吸收含有(X)2的原料氣與從吸收塔3頂部出來的凈化氣在第一換熱器1中換熱后，從下部進(jìn)入吸收塔，來自儲罐的碳酸二乙酯與來自吸收劑罐9底部的吸收劑貧液在第二換熱器2中換熱后從吸收塔上部進(jìn)入吸收塔，原料氣與碳酸二乙酯在吸收塔內(nèi)逆流接觸并發(fā)生吸收傳質(zhì)；吸收塔溫度控制在5 30°C，壓力控制在2500 3500KPa ；脫除CO2后的凈化氣與原料氣換熱后降溫至20 30°C后排出界區(qū)，吸收了(X)2的吸收劑富液經(jīng)過一級節(jié)流閥5 和二級節(jié)流閥7膨脹降壓；2)節(jié)流膨脹吸收劑富液經(jīng)過一級節(jié)流閥5膨脹降壓至800 lOOOKPa，溫度變?yōu)? 22°C，然后經(jīng)過一級氣液分離罐6進(jìn)行氣液分離，汽相經(jīng)過壓縮機(jī)4壓縮后返回吸收塔，液相經(jīng)過二級節(jié)流閥7膨脹，壓力降至101 150KPa，溫度降至0 20°C，然后經(jīng)過二級氣液分離罐8 進(jìn)行氣液分離，氣相送入壓縮機(jī)10回收尾氣中的碳酸二乙酯，液相送入吸收劑儲罐9循環(huán)使用；3)壓縮冷凝
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來自二級氣液分離罐8的液相送入壓縮機(jī)10壓縮至2 8MPa，然后經(jīng)冷凝器11 降溫至5 25°C，再送入氣液分離罐12進(jìn)行汽液分離，氣體為回收(X)2氣體，液相返回吸收劑儲罐9作為吸收劑循環(huán)使用。實(shí)施例1含有(X)2的混合氣體，溫度30°C，壓力^OOKPa，組成(摩爾分率)如表1所示表1原料氣流量和組成
權(quán)利要求
1. 一種采用碳酸二乙酯作為吸收劑的脫碳方法，其特征在于該方法包括如下步驟1)碳酸二乙酯吸收含有ω2的原料氣與從吸收塔C3)頂部出來的凈化氣在第一換熱器(1)中換熱后，從下部進(jìn)入吸收塔，來自儲罐的碳酸二乙酯與來自吸收劑罐(9)底部的吸收劑貧液在第二換熱器O)中換熱后從吸收塔上部進(jìn)入吸收塔，原料氣與碳酸二乙酯在吸收塔內(nèi)逆流接觸并發(fā)生吸收傳質(zhì)；吸收塔溫度控制在5 30°C，壓力控制在2500 3500KPa ；脫除CO2后的凈化氣與原料氣換熱后降溫至20 30°C后排出界區(qū)，吸收了 (X)2的吸收劑富液經(jīng)過一級節(jié)流閥(5)和二級節(jié)流閥(7)膨脹降壓；2)節(jié)流膨脹吸收劑富液經(jīng)過一級節(jié)流閥( 膨脹降壓至800 lOOOKPa，溫度變?yōu)? 22°C，然后經(jīng)過一級氣液分離罐(6)進(jìn)行氣液分離，汽相經(jīng)過壓縮機(jī)(4)壓縮后返回吸收塔，液相經(jīng)過二級節(jié)流閥(7)膨脹，壓力降至101 150KPa，溫度降至0 20°C，然后經(jīng)過二級氣液分離罐(8)進(jìn)行氣液分離，氣相送入壓縮機(jī)(10)回收尾氣中的碳酸二乙酯，液相送入吸收劑儲罐(9)循環(huán)使用；3)壓縮冷凝來自二級氣液分離罐(8)的液相送入壓縮機(jī)(10)壓縮至2 8MPa，然后經(jīng)冷凝器(11) 降溫至5 25°C，再送入氣液分離罐(1 進(jìn)行氣液分離，氣體為回收CO2氣體，液相返回吸收劑儲罐(9)作為吸收劑循環(huán)使用。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用碳酸二乙酯作為吸收劑的脫碳方法，該方法首先將含有CO2的原料氣經(jīng)過碳酸二乙酯吸收脫碳，然后使吸收CO2后的吸收劑富液經(jīng)過兩級減壓解吸，解吸產(chǎn)生的CO2氣體經(jīng)過壓縮和冷卻回收氣相夾帶的溶劑碳酸二乙酯后排出界區(qū)。本發(fā)明開發(fā)的碳酸二乙酯脫碳工藝與目前工業(yè)上成熟應(yīng)用的碳酸丙烯酯法相比，能耗可降低30％以上；與聚乙二醇二甲醚法相比，溶劑價(jià)格更低，聚合損失降低50％以上；與低溫甲醇洗工藝相比，操作溫度更加溫和，設(shè)備投資降低30％以上。本發(fā)明的CO2脫除效率可達(dá)85％～95％。
文檔編號B01D53/14GK102151457SQ20111003490
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月9日
發(fā)明者李鐵枝, 桂霞, 湯志剛, 費(fèi)維揚(yáng), 郭棟, 陳健, 駱廣生 申請人:清華大學(xué)