CN101637694B - 一种从含co2混合气中分离回收co2的方法 - Google Patents

一种从含co2混合气中分离回收co2的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101637694B
CN101637694B CN2009100836934A CN200910083693A CN101637694B CN 101637694 B CN101637694 B CN 101637694B CN 2009100836934 A CN2009100836934 A CN 2009100836934A CN 200910083693 A CN200910083693 A CN 200910083693A CN 101637694 B CN101637694 B CN 101637694B
Authority
CN
China
Prior art keywords
gas
absorbent
flash
level
tower
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009100836934A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101637694A (zh
Inventor
郑丹星
郭亮
武向红
董丽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN2009100836934A priority Critical patent/CN101637694B/zh
Publication of CN101637694A publication Critical patent/CN101637694A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101637694B publication Critical patent/CN101637694B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40Capture or disposal of greenhouse gases of CO2
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Abstract

本发明涉及从含CO2混合气中分离回收CO2的方法,包括气体吸收工艺、四级闪蒸解吸工艺和N2气提吸收剂再生工艺组成的CO2分离流程;以及由正构或异构的丙醚、丁醚、戊醚、或任意两者的混合物构成的新型吸收剂。采用本发明的吸收剂和工艺方法,净化气的CO2含量可以达到0.4%以下,采出CO2的纯度可以达到96.5%以上,原料混合气的CO2回收率可以达到86%以上。本发明工艺方法操作压力通常为2.0MPa~4.0MPa,一般无需对原料气加压,可节省压缩功耗。本发明对采出气流进行冷量回收和余压动力回收,节省了CO2分离能耗,实现了低能耗气体净化和CO2液化捕集。

Description

—种从含CO2混合气中分离回收CO2的方法
技术领域:
[0001] 本发明提出了一种从混合气中分离(X)2的工艺方法。适于对含有C02、CO、氢气和氮气等组分的混合气,进行CO2分离,以获得不含CO2的净化气,或获得液体(X)2 ;或者同时满足。既是一种脱除(X)2的混合气净化工艺方法,也是一种(X)2捕集工艺方法。
背景技术:
[0002] 与本发明相关的技术主要有:
[0003] 1、CN 1218711A,1999,该发明采用正甲酰基吗啉和正乙酰基吗啉的混合物作为吸收剂,在操作压力为IMPa〜15MPa的吸收器中,脱去(X)2和硫化合物等酸性气体组分。该法用于从工业气体,特别是从天然气和粗合成气中除去(X)2和硫化合物。
[0004] 2、CN 1356158A,2002,该发明采用聚乙二醇二甲醚为吸收剂;吸收温度-5°C〜 400C,吸收压力1. 4MPa〜6. OMPa0该法适用于以煤为原料,硫化物和(X)2含量高的氨合成气、甲醇合成气、羰基合成气等气体净化工艺。
[0005] 3,CN 1546206A,2004,该发明的主体吸收剂是聚乙二醇二甲醚,采用6MPa〜8MPa 的高吸收压力。该法特别适用于具有高压力的天然气、油田气、炼厂气、城市煤气的硫化物和(X)2等酸性气体的脱除。
[0006] 以上专利主要着眼于CO2的混合气净化,均需要较高的操作压力,混合气进入吸收塔之前需要进行加压操作,增加了分离(X)2的能耗;另外,脱除(X)2的净化气和闪蒸出的(X)2 气流都是直接离开工艺。
发明内容:
[0007] 本发明提出了一种从混合气中分离CO2的工艺方法。采用高效吸收CO2的醚类物质为吸收剂,同时采用回收气流余压和冷量的能量集成流程工艺,以及利用回收能量液化ω2 的工艺。
[0008] 本发明提出的方法包括吸收工艺、解吸工艺、吸收剂再生工艺;其特征在于:在吸收工艺中,含CO2的原料气经冷却进入吸收塔底部,吸收剂进入吸收塔塔顶;吸收剂为醚类物质,在吸收塔内气液逆流接触,吸收CO2;净化气从吸收塔顶分出,经换热器回收冷量,经膨胀机回收动力后离开本工艺。
[0009] 富CO2液流离开吸收塔塔底,进入解吸工艺。解吸工艺主要由四级闪蒸罐构成。从一级闪蒸罐闪蒸出的混合气经过压缩机加压,与含(X)2的原料气混合再次进入吸收塔。一级闪蒸后的液体依次进入二级闪蒸罐、三级闪蒸罐和四级闪蒸罐。二级闪蒸罐、三级闪蒸罐和四级闪蒸罐闪蒸出的富CO2气流经膨胀机回收动力后,以气相采出;或经压缩机和冷凝器液化,以液相采出。
[0010] 在吸收剂再生工艺,含有少量CO2的吸收剂液流离开四级闪蒸罐底,进入气提塔的顶部,N2从气提塔底部进入,再生吸收剂离开气提塔底部,经泵增压后循环使用。
[0011] 本发明所述醚类物质的吸收剂为正构或异构的丙醚、丁醚、戊醚、或任意两者的混合物。优选正丁醚、异丙醚,或两者的混合物。
[0012] 吸收工艺中设置了吸收塔塔顶净化气和原料气的换热器;解吸工艺中设置了四级闪蒸的液流和吸收塔塔底液流的换热器。
[0013] 本发明的(X)2分离工艺的压力、温度等操作参数,根据混合气的工艺条件及分离要求确定。如本发明应用于合成气,一般含有大部分的H2、CO2,还含有少量CO和队等组分。 例如,煤基合成气的CO2含量为35%〜45% (本专利的组成表示均为摩尔分数),压力为 3. OMPa0此时吸收塔的操作条件为,压力2. OMPa〜4. OMPa,塔顶温度为_20°C〜_0°C,塔釜温度为0°C〜20°C,液气摩尔比0. 5〜2. 0。
[0014] 本发明的效果:
[0015] 1、本发明的吸收剂对(X)2的溶解性优良。例如在0°C时,丁醚对(X)2的溶解度比甲醇等吸收剂的溶解度高出一倍以上;另一方面,它与CO2易于分离(即易于解吸)。采用本发明的吸收剂和工艺方法,净化气的(X)2含量可以达到0. 4%以下,采出CO2的纯度可以达到96%以上,原料混合气的(X)2回收率可以达到86%以上。
[0016] 2、本发明工艺方法操作压力比较低,通常为2. OMPa〜4. OMPa0无需对原料气加压,节省了压缩功耗。
[0017] 附图说明:
[0018] 图1为本发明实施例1的回收流程示意图。
[0019] 图2为本发明实施例2的回收流程示意图。
具体实施方式:
[0020] 下面结合附图和实施例对本发明的实施方案进一步说明。但是,本发明不限于所列出的实施例。还应包括对本发明所保护方案的其他任何公知的改变。
[0021] 实施例1 :本实施例是以丁醚为吸收剂的合成气CO2气体回收工艺。原料混合气为合成气,温度和压力分别为40°C和3MPa ;主要含有CO2 69% )和H2,同时含有少量N2和 ⑶。工艺流程如图1描述:
[0022] (1)吸收工艺:流量为48. 46kmol/h的原料气经换热器12和换热器114冷却至 10°C,进入吸收塔5的底部。在3MPa的操作压力下,流量为48. 12kmol/h的吸收剂丁醚从吸收塔5的塔顶进入;从吸收塔5顶分出的净化气,经过换热器12回收冷量;从吸收塔5塔底得到富(X)2液流。
[0023] (2)解析工艺:富(X)2液流经过换热器III7和冷却器6,降温后进入(X)2 —级闪蒸罐18。冷却器6的冷量由低温冷源提供。一级闪蒸罐18顶部闪蒸出的气流经压缩机3加压,与原料气混合后再次进入吸收塔5。一级闪蒸罐18底部得到的富(X)2液流依次进入二级闪蒸罐119、三级闪蒸罐IIIlO和四级闪蒸罐IV11。二级闪蒸罐119顶部的CO2气流经过膨胀机III14回收动力后,与三级闪蒸罐IIIlO顶部的CO2气流混合,再次经过膨胀机IV15 回收动力,最后与四级闪蒸罐IVll顶部的(X)2气流混合经换热器114回收冷量后采出。四级闪蒸罐IVll底部的低温液流,经换热器III7回收冷量后进入气提塔12。
[0024] (3)吸收剂再生工艺A2从气提塔的底部进入,与上部进入的液流逆流接触,带走 CO20从气提塔的底部得到99. 5%的高纯吸收剂循环液经泵13加压后循环使用。吸收剂的循环损失率为0.016%。[0025] 本实施例的工艺物料平衡如表1所示。此工艺的净化气CO2含量为0.40%,采出(X)2纯度为96. 57%, CO2的回收率为87. 67%。实现上述工艺目标,分离每kgO)2的冷量 (约_15°C )消耗为3^α,功量消耗为10kJ。
[0026] 表1 :实施例1工艺的物料平衡
[0027]
Figure CN101637694BD00051
[0028] 实施例2 :本实施例是以异丙醚与丁醚的混合物(摩尔比1 : 9)作为吸收剂的整体煤气化联合循环的燃气气体净化工艺,并进行燃烧前(X)2捕集。原料混合气为合成气,温度和压力分别为40°c和3MPa ;主要含有CO2 (42. 69% )和H2,同时含有少量N2和CO。工艺流程如图2描述:
[0029] (1)吸收工艺:流量为48. 46kmol/h的原料气经换热器12和换热器114冷却至 10°C,进入吸收塔5的底部。在3MPa的操作压力下,流量为39. 34kmol/h吸收剂从吸收塔 5的塔顶进入;从吸收塔5顶分出的净化气,经过换热器12 —次回收冷量,经膨胀机114回收动力、制冷,再经换热器114、换热器IV18再次回收冷量后采出;从吸收塔5塔底得到富 CO2液流。
[0030] (2)解吸工艺:富(X)2液流经过换热器III7和冷却器16降温后进入(X)2 —级闪蒸罐18。冷却器16的冷量由低温冷源提供。一级闪蒸罐18顶部闪蒸出的气流经压缩机13 加压,与原料气混合后再次进入吸收塔5。一级闪蒸罐18底部得到的富(X)2液流依次进入二级闪蒸罐119、三级闪蒸罐IIIlO和四级闪蒸罐IV11。四级闪蒸罐IVll顶部的(X)2气流经压缩机1115增压,与三级闪蒸罐IIIlO顶部的气流混合;再经压缩机III16增压,与二级闪蒸罐119顶部的气流混合;最后经压缩机IV17增压,经换热器IV18、冷却器1119降温后, 得到液态CO2采出。冷却冷凝器1119的冷量由低温冷源提供。四级闪蒸罐IVll底部的低温液流,经过换热器III7回收冷量后进入气提塔12。
[0031] (3)吸收剂再生工艺A2从气提塔的底部进入,与上部进入的液流逆流接触,带走 CO20从气提塔的底部得到99. 5%的高纯吸收剂循环液经泵13加压后循环使用。吸收剂的循环损失率为0.05%。
[0032] 本实施例的工艺物料平衡表如表2所示。此工艺的采出(X)2纯度为96. 89%, CO2 的回收率为71. 75%。实现上述工艺目标,从混合气中分离每kgO)2并液化至和4MPa的状态,消耗_15°C冷量为74kJ,消耗-30°C冷量为5(^kJ ;功量消耗为220kJ。
[0033] 表2 :实施例2工艺的物料平衡
[0034]
Figure CN101637694BD00061

Claims (3)

1. 一种从含CO2混合气中分离回收(X)2的方法,包括吸收工艺、解吸工艺和吸收剂再生工艺;其特征在于:在吸收工艺中,含(X)2的原料气经冷却进入吸收塔底部,吸收剂进入吸收塔塔顶;吸收剂为丁醚或丁醚与异丙醚两者的混合物,在吸收塔内气液逆流接触,吸收 CO2 ;净化气从吸收塔顶分出,经换热器回收冷量,经膨胀机回收动力后采出;富(X)2液流离开吸收塔塔底,进入解吸工艺;解吸工艺包括四级闪蒸罐;从一级闪蒸罐闪蒸出的混合气经过压缩机加压,与含CO2的原料气混合再次进入吸收塔;一级闪蒸后的液体依次进入二级闪蒸罐、三级闪蒸罐和四级闪蒸罐;二级闪蒸罐、三级闪蒸罐和四级闪蒸罐闪蒸出的富(X)2气流经膨胀机回收动力后,以气相采出;或经压缩机和冷凝器液化,以液相采出;在吸收剂再生工艺,含有少量CO2的吸收剂液流离开四级闪蒸罐底,进入气提塔的顶部,N2从气提塔底部进入,再生吸收剂离开气提塔底部,经泵增压后循环使用。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:吸收塔的操作条件为,压力2. OMPa〜 4. OMPa,塔顶温度为-20°C〜_0°C,塔釜温度为0°C〜20°C,液气摩尔比0. 5〜2. 0。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:吸收工艺中设置了吸收塔塔顶净化气和原料气的换热器;解吸工艺中设置了四级闪蒸的液流和吸收塔塔底液流的换热器。
CN2009100836934A 2009-05-08 2009-05-08 一种从含co2混合气中分离回收co2的方法 Expired - Fee Related CN101637694B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100836934A CN101637694B (zh) 2009-05-08 2009-05-08 一种从含co2混合气中分离回收co2的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100836934A CN101637694B (zh) 2009-05-08 2009-05-08 一种从含co2混合气中分离回收co2的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101637694A CN101637694A (zh) 2010-02-03
CN101637694B true CN101637694B (zh) 2011-09-21

Family

ID=41612989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100836934A Expired - Fee Related CN101637694B (zh) 2009-05-08 2009-05-08 一种从含co2混合气中分离回收co2的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101637694B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5725992B2 (ja) * 2011-06-20 2015-05-27 三菱日立パワーシステムズ株式会社 Co2回収設備
CN102784546A (zh) * 2012-08-03 2012-11-21 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种高效的co2捕集系统
CN105268283B (zh) * 2015-09-28 2017-06-06 北京化工大学 一种联合吸收的二氧化碳捕集与压缩处理工艺
CN108744888A (zh) * 2018-06-13 2018-11-06 中国石油大学(华东) 一种适用于海上平台油气开采尾气的二氧化碳回收系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1218711A (zh) * 1997-12-05 1999-06-09 克鲁普犹德有限公司 从工业气体中除去二氧化碳和硫化合物的方法
CN1546206A (zh) * 2003-12-09 2004-11-17 南化集团研究院 一种高压脱除硫化物和二氧化碳的方法
CN1887405A (zh) * 2005-06-27 2007-01-03 成都华西化工研究所 从烟道气中脱除和回收二氧化碳的方法
CN101318620A (zh) * 2007-06-06 2008-12-10 中国科学院工程热物理研究所 一种分离co2的化工动力多联产能源系统及方法
CN201168557Y (zh) * 2008-03-31 2008-12-24 郑州大学 一种烟道气处理系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1218711A (zh) * 1997-12-05 1999-06-09 克鲁普犹德有限公司 从工业气体中除去二氧化碳和硫化合物的方法
CN1546206A (zh) * 2003-12-09 2004-11-17 南化集团研究院 一种高压脱除硫化物和二氧化碳的方法
CN1887405A (zh) * 2005-06-27 2007-01-03 成都华西化工研究所 从烟道气中脱除和回收二氧化碳的方法
CN101318620A (zh) * 2007-06-06 2008-12-10 中国科学院工程热物理研究所 一种分离co2的化工动力多联产能源系统及方法
CN201168557Y (zh) * 2008-03-31 2008-12-24 郑州大学 一种烟道气处理系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
曾群英等.二氧化碳分离回收技术及应用前景.《化工科技市场》.2008,第31卷(第6期),13-16. *
武向红等.温室气体CO2低温分离过程的研究.《工程热物理学报》.2003,第24卷(第5期),750-752. *

Also Published As

Publication number Publication date
CN101637694A (zh) 2010-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105749699B (zh) 一种全温程变压吸附气体分离提纯与净化的方法
CA2582439C (en) Method for recovery of carbon dioxide from a gas
CN100384510C (zh) 一种高压脱除硫化物和二氧化碳的方法
US20100083696A1 (en) Method for purifying a gas mixture containing acid gases
CN201729816U (zh) 净化合成气的液氮洗装置
EA009089B1 (ru) Установка и способ удаления кислых газов
CN101929788B (zh) 含氧煤层气制取液化天然气的装置
CN101922850B (zh) 利用含氧煤层气制取液化天然气的方法
CN101885993B (zh) 一种采用两步法脱除煤气中硫及二氧化碳的净化工艺
CN102538398A (zh) 一种含氮氧煤矿瓦斯提纯分离液化工艺及提纯分离液化系统
CN101637694B (zh) 一种从含co2混合气中分离回收co2的方法
US9206795B2 (en) Process and apparatus for drying and compressing a CO2-rich stream
CN103695043A (zh) 利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和sng产品气的方法及其装置
CN107774095B (zh) 一种天然气同时脱水脱烃的全温程变压吸附净化方法
CN102391898A (zh) 变压吸附分离和提纯沼气中二氧化碳的方法
CN102085445B (zh) 一种用于低温甲醇洗工艺酸性气脱除的改性溶液
CN101637689A (zh) 一种捕集或分离二氧化碳的吸收溶剂
CN105664671B (zh) 一种零碳排放工艺气净化方法及装置
CN103497801A (zh) 一种利用炭黑尾气制备合成天然气的工艺
CN100491245C (zh) 利用水泥窑尾气制备食品级液体二氧化碳的方法
CN105258452A (zh) 热解煤气的气体分离装置及气体分离方法
CN109294645A (zh) 一种利用焦炉煤气合成甲醇联产lng、富h2的装置和方法
CN1162203C (zh) 一种物理溶剂脱硫脱碳新技术
CN102502634B (zh) 高浓度二氧化碳排放气制备食品级co2的工艺方法
CN103361138B (zh) 一种用提氢解析气制取液化天然气和合成氨原料气的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
C14 Grant of patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110921

Termination date: 20160508

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee