CN105502395B - 一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺，涉及二氧化碳脱烃纯化领域，通过改进的聚酰亚胺膜组将经过预处理后的富二氧化碳原料气分为两股，一股为烃类含量低于0.02%的原料气，另一股为富含烃类的原料气，两股气体流量之比约为1:1。通过这一手段，将需要加热升温的气体流量减半，则加热器的功率减半，能耗降低50%，另一股含微量烃类的直接进入下一工序，由于烃类含量甚微，直接液化后成为工业级液体二氧化碳，或稍加提纯后作为食品级液体二氧化碳。

Description

一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺
技术领域
本发明涉及二氧化碳脱烃纯化领域，更具体的说是涉及一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺。
背景技术
随着二氧化碳减排的日益深入和碳排放交易的持续升温，二氧化碳回收装置越来越收到重视，目前最有价值的是制取食品级和工业级液体二氧化碳，气源来自于炼厂尾气、甲醇洗尾气、制氢尾气等各种工业尾气。
目前在利用各种尾气制取液体二氧化碳的过程中，不可避免的要处理甲烷、乙烷、丙烷等各种烃类，如图2所示的现有技术流程图，采取催化燃烧的办法除烃，在补充氧气和催化剂存在的情况下，将各种烃类转化成水和二氧化碳，由于催化剂的起活温度较高（350~400℃），需要大量的热能将原料气加热，气量越大，加热所需的能量越大，而这些能量中大部分都用于加热原料气中不参与反应的组分：二氧化碳，浪费大量能源，从而增加了二氧化碳装置的运行的成本，规模较大的工厂最终在浪费的能源上多花达数百万元，使最终的液体产品不具备价格优势。
发明内容
本发明提供一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺，从节能降耗的角度，改变工艺流程，解决了因不参与燃烧反应的大量的二氧化碳被加热而浪费能源的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺，包括如下步骤：
A. 将富二氧化碳原料气通入压缩机，压缩后将富二氧化碳原料气通过膜组件分离成两股，一股为烃类含量低的渗透气，另一股为富含烃类的透过气；
B. 对渗透气、透过气分别再次压缩后进行脱硫处理；
C. 将脱硫处理后的透过气引入加热器中进行加热；
D. 对经加热器加热的透过气进行脱烃处理；
E. 对脱硫处理后的渗透气、脱烃后的透过气分别进行净化液化处理，从而得到液体二氧化碳。
更优的，所述膜组件不低于2组。
更优的，所述膜组件为聚酰亚胺膜组，聚酰亚胺膜组具有高透过性、高耐溶性、高分离性、高机械性能，能有效分离出高纯度的二氧化碳。
更优的，所述膜组件之间相互并联，节约分离时间，提高分离速度。
更优的，所述渗透气、透过气两股气体流量之比至少为1:1，节约至少一半能源。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）仅需对透过气加热，节约至少一半能源，实现节能降耗的目的，从而降低生产成本，使最终的液体产品具备价格优势；
（2）透过气的烃类含量大大增加，热量比较集中，便于回收热量；
（3）需要加热的气量大大减少，相应的动力设备、加热设备和管道方面的损耗相应的减少；
（4）脱烃设备占地面减小，节约生产空间。
附图说明
图1为本发明实施例1的工艺流程图；
图2为现有技术工艺流程图。
具体实施方式
本发明的应用原理、作用与功效，通过如下实施方式予以说明。
实施例1
如图1所示，一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺，以炼厂干气PSA尾气为原料气，气体中二氧化碳含量约占90%，其余10%为烃类等杂质气体，经过如下步骤：
A. 将富二氧化碳原料气通入压缩机，压缩后将富二氧化碳原料气通过并联的2组聚酰亚胺膜组件将富二氧化碳原料气分离成体流量之比为1:1两股气体，一股为烃类含量低于0.02%的渗透气，另一股为含烃类高达20%的透过气；
B. 对渗透气、透过气分别再次压缩后进行脱硫处理；
C. 将脱硫处理后的透过气引入加热器中进行加热；
D. 对经加热器加热的透过气进行脱烃处理；
E. 对脱硫处理后的渗透气、脱烃后的透过气分别进行净化液化处理，从而得到液体二氧化碳。
本实施例中，若年产20万吨液体二氧化碳产量，如图2，按现有技术工艺流程原料气加热到催化燃烧所需的温度加热器功率约为4500KW，只需要加热一半的气量，一年按8000小时生产可节约电量1800万KWh，含微量烃类的渗透气直接进入下一工序，由于烃类含量甚微，直接液化后成为工业级液体二氧化碳，或稍加提纯后作为食品级液体二氧化碳；透过气的烃类含量大大增加，热量比较集中，便于回收热量；需要加热的气量大大减少，相应的动力设备、加热设备和管道方面的损耗相应的减少，效果明显，对节能减耗来说具有重大的意义。
实施例2
如图1所示，一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺，以炼厂干气PSA尾气为原料气，气体中二氧化碳含量约占90%，其余10%为烃类等杂质气体，经过如下步骤：
F. 将富二氧化碳原料气通入压缩机，压缩后将富二氧化碳原料气通过并联的2组聚酰亚胺膜组件将富二氧化碳原料气分离成体流量之比为2:1两股气体，一股为烃类含量低于0.02%的渗透气，另一股为含烃类高达30%的透过气；
G. 对渗透气、透过气分别再次压缩后进行脱硫处理；
H. 将脱硫处理后的透过气引入加热器中进行加热；
I. 对经加热器加热的透过气进行脱烃处理；
J. 对脱硫处理后的渗透气、脱烃后的透过气分别进行净化液化处理，从而得到液体二氧化碳。
本实施例中，若年产20万吨液体二氧化碳产量，如图2，按现有技术工艺流程原料气加热到催化燃烧所需的温度加热器功率约为4500KW，只需要加热一半的气量，一年按8000小时生产可节约电量2400万KWh，含微量烃类的渗透气直接进入下一工序，由于烃类含量甚微，直接液化后成为工业级液体二氧化碳，或稍加提纯后作为食品级液体二氧化碳；透过气的烃类含量大大增加，热量比较集中，便于回收热量；需要加热的气量大大减少，相应的，动力设备、加热设备和管道方面的损耗相应的减少，效果明显，对节能减耗来说具有重大的意义。
如上所述即为本发明的实施例。本发明不局限于上述实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A.将富二氧化碳原料气通入压缩机，压缩后将富二氧化碳原料气通过聚酰亚胺膜组件分离成两股，一股为烃类含量低的渗透气，另一股为富含烃类的透过气，所述渗透气、透过气两股气体流量之比至少为1:1；
B.对渗透气、透过气分别再次压缩后进行脱硫处理；
C.将脱硫处理后的透过气引入加热器中进行加热；
D.对经加热器加热的透过气进行脱烃处理；
E.对脱硫处理后的渗透气、脱烃后的透过气分别进行净化液化处理，从而得到液体二氧化碳。
2.如权利要求1所述的一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺，其特征在于，所述膜组件不低于2组。
3.如权利要求2所述的一种适用于含高烃富二氧化碳气体的脱烃工艺，其特征在于，所述膜组件之间相互并联。
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