CN111977654B - 一种低温甲醇洗工段回收co2的装置及其工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种低温甲醇洗工段回收CO2的装置及其工艺，包括预处理单元，精馏单元和丙烯制冷单元。预处理单元包括二氧化碳闪蒸罐，二氧化碳闪蒸罐依次通过第一换热器管程、两段压缩机、脱硫塔、第二换热器壳程、第三换热器第一进口与第一精馏塔原料气进口相连，第一精馏塔产品采出口通过管道与工业级产品储罐相连，第一精馏塔气相出口通过管道分别与冷凝器第一管程进口和第二精馏塔第二再沸器进口相连，第二再沸器出口通过管道经第三气液分离器与第二精馏塔原料气进口相连，第二精馏塔第二液相出口通过产品泵与食品级产品储罐进口相连，可联产工业级二氧化碳和食品级二氧化碳，具有流程简单、操作稳定、能耗低的特点。
Description
技术领域
本发明属于低温甲醇洗工段回收CO2技术领域，具体涉及一种流程简单、操作稳定、能耗低，可联产工业级二氧化碳和食品级二氧化碳的装置和工艺。
背景技术
二氧化碳是人类工业化进程和生命运动中的产物，在医学研究及临床诊断、食品运输、灭火剂、碳化软饮料、水处理、化学加工、食品保存等方面均有广泛应用，也是目前的主要温室气体。随着二氧化碳对大气环境的影响日益加剧，二氧化碳的捕集和利用技术也越来越受到重视。以煤、石油、天然气等化石能源为原料的甲醇合成、氨合成、制氢等大型工业装置生产过程中会有大量二氧化碳产生，其原料气的净化过程会有20％50％不等的二氧～化碳气体产生并作为尾气脱除排放。低温甲醇洗工艺则是原料气气体净化装置中具有代表性的脱硫脱碳工艺，可选择性的脱除原料气中的二氧化碳、硫化氢等酸性气体，而目前实际生产过程中脱除的二氧化碳大都是将其处理后直接排至大气。低温甲醇洗工艺排放的尾气中二氧化碳浓度高，具有较高的回收研究价值，如将其回收利用，既可为企业节能减排，提高经济效益，也能减少环境温室气体排放。
发明内容
本发明提供一种流程简单、操作稳定、能耗低，可联产工业级二氧化碳和食品级二氧化碳的装置和工艺。
一种低温甲醇洗工段回收CO2的装置及其工艺，包括预处理单元，精馏单元，丙烯制冷单元。
(a)预处理单元：预处理单元包括解析CO2原料气的二氧化碳闪蒸罐，二氧化碳闪蒸罐通过管道与第一换热器管程进口相连，第一换热器管程出口通过管道与两段压缩机一段进口相连，两段压缩机一段出口通过管道与第四换热器壳程进口相连，第四换热器壳程出口通过管道与两段压缩机二段进口相连，两段压缩机二段出口通过管道与脱硫塔进口相连，脱硫塔出口通过管道与第二换热器壳程进口相连。
(b)精馏单元：精馏单元包括第三换热器，第二换热器壳程出口通过管道与第三换热器第一进口相连，第三换热器第一出口通过管道与第一精馏塔中部原料气进口相连；第一精馏塔底部设有第一液相出口，所述第一液相出口通过管道与与第三换热器第二进口相连，第三换热器第二出口通过管道与废气缓冲罐相连；第一精馏塔下部设有第一再沸器，所述第一再沸器进口通过管道与丙烯制冷装置相连，第一再沸器出口通过管道与第三换热器第三进口相连；第一精馏塔侧部设有产品采出口，所述产品采出口通过管道与工业级产品储罐相连；第一精馏塔顶部设有气相出口，所述气相出口通过管道分别与冷凝器第一管程进口和第二精馏塔下部第二再沸器进口相连；所述冷凝器第一管程出口通过管道与第一气液分离器进口相连，所述第一气液分离器顶部气体出口通过管道与废气缓冲罐相连，第一气液分离器底部液相出口通过管道分别与第一精馏塔上部回流液进口和第二精馏塔上部回流液进口相连；第二精馏塔底部设有第二液相出口，所述第二液相出口通过管道与产品泵相连，所述产品泵通过管道分别与第二精馏塔侧部液体二氧化碳回液口和食品级产品储罐相连，第二精馏塔下部第二再沸器出口通过管道与第三气液分离器相连，所述第三气液分离器底部液相出口通过管道与第二精馏塔原料气进口相连，所述第三气液分离器顶部气相出口通过管道与冷凝器第一管程进口相连，第二精馏塔顶部设有气相出口，所述气相出口通过管道与冷凝器第二管程进口相连，所述冷凝器第二管程出口通过管道与第二气液分离器进口相连，所述第二气液分离器底部液相出口通过管道与第二精馏塔上部回流液进口相连，所述第二气液分离器顶部气相出口通过管道与废气缓冲罐相连。
(c)丙烯制冷单元：包括丙烯制冷装置，丙烯制冷装置出口通过管道与第一精馏塔下部第一再沸器进口相连，第一再沸器出口通过管道与第三换热器第三进口相连，第三换热器第三出口通过管道与冷凝器壳程进口相连，冷凝器壳程出口通过管道与第三换热器第四进口相连，第三换热器第四出口通过管道与丙烯制冷装置相连。
所述预处理单元中两段压缩机一段出口与两段压缩机二段进口连接管道上设有第四换热器，两段压缩机二段出口通过管道与脱硫塔进口相连，脱硫塔出口与第二换热器壳程进口相连。
所述预处理单元中两段压缩机二段出口与脱硫塔进口之间的管道上设有第一阀门，所述精馏单元中第一精馏塔侧部产品采出口与工业级产品储罐进口之间的管道上设有第二阀门，第一精馏塔顶部气相出口与冷凝器第一管程进口之间的管道上设有第三阀门，第一精馏塔顶部气相出口与第二精馏塔下部第二再沸器进口之间的管道上设有第四阀门；所述第一气液分离器底部液相出口与第一精馏塔上部回流液进口之间的管道上设有第五阀门，第一气液分离器底部液相出口与第二精馏塔上部回流液进口之间的管道上设有第六阀门；所述第三气液分离器底部液相出口与第二精馏塔原料气进口之间的管道上设有第七阀门，所述产品泵出口与第二精馏塔侧部液体二氧化碳回液口之间的管道上设有第八阀门和第九阀门，所述第三换热器第二出口与废气缓冲罐之间的管道上设有第十阀门，所述第一气液分离器顶部气相出口通过管道与废气缓冲罐之间的管道上设有第十一阀门，所述第二气液分离器顶部气相出口与废气缓冲罐之间的管道上设有第十二阀门，所述丙烯制冷单元中丙烯制冷装置出口与第一再沸器进口之间的管道上设有第十三阀门，所述第三换热器第三出口与冷凝器壳程进口之间的管道上设有第十四阀门，所述冷凝器壳程出口与丙烯制冷装置之间的管道上设有第十五阀门。
一种低温甲醇洗工段回收CO2的工艺，分为预处理流程，精馏流程，丙烯制冷流程：
a、预处理流程
步骤一：使含二氧化碳的甲醇进入二氧化碳闪蒸罐中闪蒸，闪蒸出的原料气组分为：二氧化碳、甲醇、氢气、氮气、一氧化碳、甲烷，压力为0.11MPa，温度为-61℃。
步骤二：使二氧化碳闪蒸罐中闪蒸出的原料气进入第一换热器换热，出第一换热器的原料气温度为10℃，压力为0.11MPa。
步骤三：使出第一换热器的原料气进入两段压缩机压缩，两段压缩机二段出口原料气温度为85℃，压力为1.7MPa。
步骤四：使两段压缩机出口原料气进入脱硫塔，出脱硫塔原料气进入第二换热器降温，出第二换热器原料气温度为40℃，压力为1.7MPa。
b、精馏流程
步骤一：使第二换热器出口原料气依次经第三换热器第一进口、第三换热器第一进口、第一精馏塔中部原料气进口进入第一精馏塔内精馏，高沸点物质在第一精馏塔下部富集，高沸点物质依次经第一精馏塔底部第一液相出口、第三换热器第二进口、第三换热器第二出口进入废气缓冲罐内，低沸点物质从第一精馏塔顶部气相出口出来分两路：一路依次通过冷凝器第一管程进口、冷凝器第一管程出口、第一气液分离器进口进入第一气液分离器内进行气液分离，分离出的气相通过第一气液分离器上部气体出口进入废气缓冲罐内，分离出的液相经底部液相出口出来分别去第一精馏塔上部回流液进口和第二精馏塔上部回流液进口，另一路依次经第二再沸器进口、第二再沸器出口、第三气液分离器进口进入第三气液分离器内进行气液分离，第三气液分离器内分离出的气相通过顶部气相出口进入冷凝器第一管程进口内，分离出的液相依次通过底部液相出口、第二精馏塔原料气进口进入第二精馏塔内，工业级二氧化碳产品经第一精馏塔侧部产品采出口进入工业级产品储罐，所述第一精馏塔中部原料气进口原料气温度为17℃，所述第一精馏塔内高沸点物质组成为98.8％的二氧化碳，余量为甲醇，温度为-24.7℃，所述第一精馏塔顶部气相出口低沸点物质组成为二氧化碳、氢气、氮气、一氧化碳、甲烷，其中，低沸点物质中二氧化碳所占比例在99.2％以上，温度为-25.4℃，所述冷凝器第一管程出口气体温度为-35℃，所述第一气液分离器底部液相分别去第一精馏塔上部回流液进口和第二精馏塔上部回流液进口比例为78:22，所述第三气液分离器内温度为-25.5℃。所述第一气液分离器底部液相通过第五阀门去第一精馏塔，第一气液分离器底部液相通过第六阀门去第二精馏塔上部回流液进口，第三气液分离器液相底部液相出口通过第七阀门进入第二精馏塔内。
步骤二：使步骤一中通过第二精馏塔原料气进口进入第二精馏塔内的原料气在第二精馏塔内精馏，第二精馏塔内低沸点物质依次经第二精馏塔顶部气相出口、冷凝器第二管程进口、冷凝器第二管程出口进入第二气液分离器内，分离出的气相通过第二气液分离器顶部气相出口进入废气缓冲罐内，分离出的液相依次经第二气液分离器底部液相出口、第二精馏塔上部回流液进口进入第二精馏塔内，第二精馏塔内高沸点物质经第二精馏塔底部第二液相出口进入产品泵，产品泵出口高沸点物质分两路：一路进入食品级产品储罐，一路经第二精馏塔侧部液体二氧化碳回液口进入第二精馏塔内，所述第二精馏塔原料气进口温度为-26℃，第二精馏塔顶部气相出口低沸点物质温度为-28.7℃，所述第二精馏塔内高沸点物质为99.995％以上的二氧化碳，温度为-28.2℃，所述产品泵出口高沸点物质压力为2.1MPa；所述精馏流程步骤二中，产品泵出口高沸点物质通过第八阀门和第九阀门进入第二精馏塔内。
c、丙烯制冷流程：
使丙烯制冷装置出口丙烯依次进入第一精馏塔下部第一再沸器进口、第一精馏塔下部第一再沸器出口、第三换热器第三进口、第三换热器第三出口、冷凝器壳程进口进入冷凝器壳程内，冷凝器壳程出口丙烯分两路：一路经丙烯制冷装置进口进入丙烯制冷装置内，另一路依次经过第三换热器第四进口、第三换热器第四出口、丙烯制冷装置进口进入丙烯制冷装置内，所述第三换热器第三出口丙烯温度为-23℃，压力为0.4MPa，所述冷凝器壳程进口丙烯温度为-38.5℃，压力为0.05MPa，所述冷凝器壳程出口丙烯分别去第三换热器第四进口和丙烯制冷装置进口比例为19:81，所述第三换热器第四出口丙烯温度为20℃，所述丙烯制冷装置进口温度为-34℃。所述第三换热器第三出口丙烯通过第十四阀门进入冷凝器壳程内。
本发明为撬装设计，装置具有投资少、操作简单、见效快、回报率高的特点，将低温甲醇洗工艺尾气进行回收利用，变废为宝，既可为企业节能减排，提高经济效益，也能减少环境温室气体排放，具有较高的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种低温甲醇洗工段回收CO2的装置及其工艺，包括预处理单元，精馏单元，丙烯制冷单元。
预处理单元：预处理单元包括解析CO2原料气的二氧化碳闪蒸罐1，二氧化碳闪蒸罐1通过管道与第一换热器2管程进口相连，第一换热器2管程出口通过管道与两段压缩机3一段进口39相连，两段压缩机3一段出口通过管道与第四换热器40壳程进口相连，第四换热器40壳程出口通过管道与两段压缩机3二段进口41相连，两段压缩机3二段出口通过管道与脱硫塔4进口相连，脱硫塔4出口通过管道与第二换热器5壳程进口相连。
精馏单元：精馏单元包括第三换热器6，第二换热器5壳程出口通过管道与第三换热器6第一进口7相连，第三换热器6第一出口8通过管道与第一精馏塔9中部原料气进口10相连；第一精馏塔9底部设有第一液相出口11，所述第一液相出口11通过管道与与第三换热器6第二进口12相连，第三换热器6第二出口13通过管道与废气缓冲罐14相连；第一精馏塔9下部设有第一再沸器15，所述第一再沸器15进口通过管道与丙烯制冷装置16相连，第一再沸器15出口通过管道与第三换热器6第三进口17相连；第一精馏塔9侧部设有产品采出口18，所述产品采出口18通过管道与工业级产品储罐19相连；第一精馏塔9顶部设有气相出口20，所述气相出口20通过管道分别与冷凝器21第一管程进口22和第二精馏塔23下部第二再沸器24进口相连；所述冷凝器19第一管程出口通过管道与第一气液分离器25进口相连，所述第一气液分离器25顶部气体出口56通过管道与废气缓冲罐14相连，第一气液分离器25底部液相出口57通过管道分别与第一精馏塔9上部回流液进口26和第二精馏塔23上部回流液进口27相连；第二精馏塔23底部设有第二液相出口28，所述第二液相出口28通过管道与产品泵29相连，所述产品泵29通过管道分别与第二精馏塔23侧部液体二氧化碳回液口34和食品级产品储罐30相连，第二精馏塔23下部第二再沸器24出口通过管道与第三气液分离器31相连，所述第三气液分离器31底部液相出口58通过管道与第二精馏塔23原料气进口32相连，所述第三气液分离器31顶部气相出口59通过管道与冷凝器21第一管程进口22相连，第二精馏塔23顶部设有气相出口35，所述气相出口35通过管道与冷凝器21第二管程进口33相连，所述冷凝器21第二管程出口通过管道与第二气液分离器36进口相连，所述第二气液分离器36底部液相出口60通过管道与第二精馏塔23上部回流液进口27相连，所述第二气液分离器36顶部气相出口61通过管道与废气缓冲罐14相连。
丙烯制冷单元：包括丙烯制冷装置16，丙烯制冷装置16出口通过管道与第一精馏塔9下部第一再沸器15进口相连，第一再沸器15出口通过管道与第三换热器6第三进口17相连，第三换热器6第三出口通过管道与冷凝器21壳程进口37相连，冷凝器21壳程出口通过管道与第三换热器6第四进口38相连，第三换热器6第四出口通过管道与丙烯制冷装置16相连。
所述预处理单元中两段压缩机3一段出口与两段压缩机3二段进口连接管道上设有第四换热器40，两段压缩机3二段出口通过管道与脱硫塔4进口相连，脱硫塔4出口与第二换热器5壳程进口相连。
所述的低温甲醇洗工段回收CO2的装置，所述预处理单元中两段压缩机3二段出口与脱硫塔4进口之间的管道上设有第一阀门42。
所述的低温甲醇洗工段回收CO2的装置，所述精馏单元中第一精馏塔9侧部产品采出口与工业级产品储罐19进口之间的管道上设有第二阀门43，第一精馏塔9顶部气相出口20与冷凝器21第一管程进口22之间的管道上设有第三阀门44，第一精馏塔9顶部气相出口20与第二精馏塔23下部第二再沸器24进口之间的管道上设有第四阀门45；所述第一气液分离器25底部液相出口与第一精馏塔9上部回流液进口26之间的管道上设有第五阀门46，第一气液分离器25底部液相出口与第二精馏塔23上部回流液进口27之间的管道上设有第六阀门47；所述第三气液分离器31底部液相出口与第二精馏塔23原料气进口32之间的管道上设有第七阀门48，所述产品泵29出口与第二精馏塔23侧部液体二氧化碳回液口34之间的管道上设有第八阀门49和第九阀门50，所述第三换热器6第二出口13与废气缓冲罐14之间的管道上设有第十阀门53，所述第一气液分离器23顶部气相出口通过管道与废气缓冲罐14之间的管道上设有第十一阀门55，所述第二气液分离器36顶部气相出口与废气缓冲罐14之间的管道上设有第十二阀门54。
所述丙烯制冷单元中丙烯制冷装置16出口与第一再沸器15进口之间的管道上设有第十三阀门51，所述第三换热器6第三出口与冷凝器21壳程进口37之间的管道上设有第十四阀门52，所述冷凝器21壳程出口与丙烯制冷装置16之间的管道上设有第十五阀门62。
一种低温甲醇洗工段回收CO2的工艺，包含预处理流程，精馏流程，丙烯制冷流程。
a、预处理流程
步骤一：使含二氧化碳的甲醇进入二氧化碳闪蒸罐1中闪蒸，闪蒸出的原料气组分为：二氧化碳、甲醇、氢气、氮气、一氧化碳、甲烷，压力为0.11MPa，温度为-61℃。
步骤二：使二氧化碳闪蒸罐1中闪蒸出的原料气进入第一换热器2换热，出第一换热器2的原料气温度为10℃，压力为0.11MPa。
步骤三：使出第一换热器2的原料气进入两段压缩机3压缩，两段压缩机3二段出口原料气温度为85℃，压力为1.7MPa。
步骤四：使两段压缩机3出口原料气进入脱硫塔4，出脱硫塔4原料气进入第二换热器5降温，出第二换热器5原料气温度为40℃，压力为1.7MPa。
b、精馏流程
步骤一：使第二换热器5出口原料气依次经第三换热器6第一进口7、第三换热器6第一出口8、第一精馏塔9中部原料气进口10进入第一精馏塔9内精馏，高沸点物质在第一精馏塔9下部富集，高沸点物质依次经第一精馏塔9底部第一液相出口11、第三换热器6第二进口12、第三换热器6第二出口13进入废气缓冲罐14内，低沸点物质从第一精馏塔9顶部气相出口20出来分两路：一路依次通过冷凝器21第一管程进口22、冷凝器21第一管程出口、第一气液分离器25进口进入第一气液分离器25内进行气液分离，分离出的气相通过第一气液分离器25上部气体出口56进入废气缓冲罐14内，分离出的液相经底部液相出口57出来分别去第一精馏塔9上部回流液进口26和第二精馏塔23上部回流液进口27，另一路依次经第二再沸器24进口、第二再沸器24出口、第三气液分离器31进口进入第三气液分离器31内进行气液分离，第三气液分离器31内分离出的气相通过顶部气相出口59进入冷凝器21第一管程进口22内，分离出的液相依次通过底部液相出口58、第二精馏塔23原料气进口32进入第二精馏塔23内，工业级二氧化碳产品经第一精馏塔9侧部产品采出口18进入工业级产品储罐19，所述第一精馏塔9中部原料气进口10原料气温度为17℃，所述第一精馏塔9内高沸点物质组成为98.8％的二氧化碳，余量为甲醇，温度为-24.7℃，所述第一精馏塔9顶部气相出口20低沸点物质组成为二氧化碳、氢气、氮气、一氧化碳、甲烷，其中，低沸点物质中二氧化碳所占比例在99.2％以上，温度为-25.4℃，所述冷凝器21第一管程出口气体温度为-35℃，所述第一气液分离器25底部液相分别去第一精馏塔9上部回流液进口26和第二精馏塔23上部回流液进口27比例为78:22，所述第三气液分离器31内温度为-25.5℃。所述第一气液分离器25底部液相通过第五阀门46去第一精馏塔9，第一气液分离器25底部液相通过第六阀门47去第二精馏塔23上部回流液进口27，第三气液分离器31液相底部液相出口58通过第七阀门48进入第二精馏塔23内；所述精馏流程步骤二中，产品泵29出口高沸点物质通过第八阀门49和第九阀门50进入第二精馏塔23内。
步骤二：使步骤一中通过第二精馏塔23原料气进口32进入第二精馏塔23内的原料气在第二精馏塔23内精馏，第二精馏塔23内低沸点物质依次经第二精馏塔23顶部气相出口35、冷凝器21第二管程进口33、冷凝器21第二管程出口进入第二气液分离器36内，分离出的气相通过第二气液分离器36顶部气相出口61进入废气缓冲罐14内，分离出的液相依次经第二气液分离器36底部液相出口60、第二精馏塔23上部回流液进口27进入第二精馏塔23内，第二精馏塔23内高沸点物质经第二精馏塔23底部第二液相出口28进入产品泵29，产品泵29出口高沸点物质分两路：一路进入食品级产品储罐30，一路经第二精馏塔23侧部液体二氧化碳回液口34进入第二精馏塔23内，所述第二精馏塔23原料气进口32温度为-26℃，第二精馏塔23顶部气相出口35低沸点物质温度为-28.7℃，所述第二精馏塔23内高沸点物质为99.995％以上的二氧化碳，温度为-28.2℃，所述产品泵29出口高沸点物质压力为2.1MPa。
c、丙烯制冷流程
使丙烯制冷装置16出口丙烯依次进入第一精馏塔9下部第一再沸器15进口、第一精馏塔9下部第一再沸器15出口、第三换热器6第三进口17、第三换热器6第三出口、冷凝器21壳程进口37进入冷凝器21壳程内，冷凝器21壳程出口丙烯分两路：一路经丙烯制冷装置16进口进入丙烯制冷装置16内，另一路依次经过第三换热器6第四进口38、第三换热器6第四出口、丙烯制冷装置16进口进入丙烯制冷装置16内，所述第三换热器6第三出口丙烯温度为-23℃，压力为0.4MPa，所述冷凝器21壳程进口37丙烯温度为-38.5℃，压力为0.05MPa，所述冷凝器21壳程出口丙烯分别去第三换热器6第四进口38和丙烯制冷装置16进口比例为19:81，所述第三换热器6第四出口丙烯温度为20℃，所述丙烯制冷装置16进口温度为-34℃。所述第三换热器6第三出口丙烯通过第十四阀门52进入冷凝器21壳程内。
以上仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或改进润饰均应包含在本发明的保护范围之内；需要指出的是，在本文中的“第一”、“第二”、“第三”等仅是用于彼此的区分，并非表示它们的重要程度及顺序等；本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“侧”、“底”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化对本发明的描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“相连”应做广义理解，例如，可以使固定连接、一体化连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接连接，也可以是两个元件内部的联通，也可以是通过中间媒介简介相连；对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
Claims (7)
1.一种低温甲醇洗工段回收CO2的工艺，其特征在于：所述工艺采用低温甲醇洗工段回收CO2的装置，所述装置包括预处理单元，精馏单元，丙烯制冷单元；
预处理单元：预处理单元包括解析CO2原料气的二氧化碳闪蒸罐（1），二氧化碳闪蒸罐（1）通过管道与第一换热器（2）管程进口相连，第一换热器（2）管程出口通过管道与两段压缩机（3）一段进口（39）相连，两段压缩机（3）一段出口通过管道与第四换热器（40）壳程进口相连，第四换热器（40）壳程出口通过管道与两段压缩机（3）二段进口（41）相连，两段压缩机（3）二段出口通过管道与脱硫塔（4）进口相连，脱硫塔（4）出口通过管道与第二换热器（5）壳程进口相连；
精馏单元：精馏单元包括第三换热器（6），第二换热器（5）壳程出口通过管道与第三换热器（6）第一进口（7）相连，第三换热器（6）第一出口（8）通过管道与第一精馏塔（9）中部原料气进口（10）相连；第一精馏塔（9）底部设有第一液相出口（11），所述第一液相出口（11）通过管道与与第三换热器（6）第二进口（12）相连，第三换热器（6）第二出口（13）通过管道与废气缓冲罐（14）相连；第一精馏塔（9）下部设有第一再沸器（15），所述第一再沸器（15）进口通过管道与丙烯制冷装置（16）相连，第一再沸器（15）出口通过管道与第三换热器（6）第三进口（17）相连；第一精馏塔（9）侧部设有产品采出口（18），所述产品采出口（18）通过管道与工业级产品储罐（19）相连；第一精馏塔（9）顶部设有气相出口（20），所述气相出口（20）通过管道分别与冷凝器（21）第一管程进口（22）和第二精馏塔（23）下部第二再沸器（24）进口相连；
所述冷凝器（21）第一管程出口通过管道与第一气液分离器（25）进口相连，所述第一气液分离器（25）顶部气体出口（56）通过管道与废气缓冲罐（14）相连，第一气液分离器（25）底部液相出口（57）通过管道分别与第一精馏塔（9）上部回流液进口（26）和第二精馏塔（23）上部回流液进口（27）相连；第二精馏塔（23）底部设有第二液相出口（28），所述第二液相出口（28）通过管道与产品泵（29）相连，所述产品泵（29）通过管道分别与第二精馏塔（23）侧部液体二氧化碳回液口（34）和食品级产品储罐（30）相连，第二精馏塔（23）下部第二再沸器（24）出口通过管道与第三气液分离器（31）相连，所述第三气液分离器（31）底部液相出口（58）通过管道与第二精馏塔（23）原料气进口（32）相连，所述第三气液分离器（31）顶部气相出口（59）通过管道与冷凝器（21）第一管程进口（22）相连，第二精馏塔（23）顶部设有气相出口（35），所述气相出口（35）通过管道与冷凝器（21）第二管程进口（33）相连，所述冷凝器（21）第二管程出口通过管道与第二气液分离器（36）进口相连，所述第二气液分离器（36）底部液相出口（60）通过管道与第二精馏塔（23）上部回流液进口（27）相连，所述第二气液分离器（36）顶部气相出口（61）通过管道与废气缓冲罐（14）相连；
丙烯制冷单元：包括丙烯制冷装置（16），丙烯制冷装置（16）出口通过管道与第一精馏塔（9）下部第一再沸器（15）进口相连，第一再沸器（15）出口通过管道与第三换热器（6）第三进口（17）相连，第三换热器（6）第三出口通过管道与冷凝器（21）壳程进口（37）相连，冷凝器（21）壳程出口通过管道与第三换热器（6）第四进口（38）相连，第三换热器（6）第四出口通过管道与丙烯制冷装置（16）相连；
所述工艺包含预处理流程，精馏流程，丙烯制冷流程；
a、预处理流程
步骤一：使含二氧化碳的甲醇进入二氧化碳闪蒸罐（1）中闪蒸，闪蒸出的原料气组分为：二氧化碳、甲醇、氢气、氮气、一氧化碳、甲烷，压力为0.11MPa，温度为-61℃；
步骤二：使二氧化碳闪蒸罐（1）中闪蒸出的原料气进入第一换热器（2）换热，出第一换热器（2）的原料气温度为10℃，压力为0.11MPa；
步骤三：使出第一换热器（2）的原料气进入两段压缩机（3）压缩，两段压缩机（3）二段出口原料气温度为85℃，压力为1.7MPa；
步骤四：使两段压缩机（3）出口原料气进入脱硫塔（4），出脱硫塔（4）原料气进入第二换热器（5）降温，出第二换热器（5）原料气温度为40℃，压力为1.7MPa；
b、精馏流程
步骤一：使第二换热器（5）出口原料气依次经第三换热器（6）第一进口（7）、第三换热器（6）第一出口（8）、第一精馏塔（9）中部原料气进口（10）进入第一精馏塔（9）内精馏，高沸点物质在第一精馏塔（9）下部富集，高沸点物质依次经第一精馏塔（9）底部第一液相出口（11）、第三换热器（6）第二进口（12）、第三换热器（6）第二出口（13）进入废气缓冲罐（14）内，低沸点物质从第一精馏塔（9）顶部气相出口（20）出来分两路：一路依次通过冷凝器（21）第一管程进口（22）、冷凝器（21）第一管程出口、第一气液分离器（25）进口进入第一气液分离器（25）内进行气液分离，分离出的气相通过第一气液分离器（25）上部气体出口（56）进入废气缓冲罐（14）内，分离出的液相经底部液相出口（57）出来分别去第一精馏塔（9）上部回流液进口（26）和第二精馏塔（23）上部回流液进口（27），另一路依次经第二再沸器（24）进口、第二再沸器（24）出口、第三气液分离器（31）进口进入第三气液分离器（31）内进行气液分离，第三气液分离器（31）内分离出的气相通过顶部气相出口（59）进入冷凝器（21）第一管程进口（22）内，分离出的液相依次通过底部液相出口（58）、第二精馏塔（23）原料气进口（32）进入第二精馏塔（23）内，工业级二氧化碳产品经第一精馏塔（9）侧部产品采出口（18）进入工业级产品储罐（19），所述第一精馏塔（9）中部原料气进口（10）原料气温度为17℃，所述第一精馏塔（9）内高沸点物质组成为98.8%的二氧化碳，余量为甲醇，温度为-24.7℃，所述第一精馏塔（9）顶部气相出口（20）低沸点物质组成为二氧化碳、氢气、氮气、一氧化碳、甲烷，其中，低沸点物质中二氧化碳所占比例在99.2%以上，温度为-25.4℃，所述冷凝器（21）第一管程出口气体温度为-35℃，所述第一气液分离器（25）底部液相分别去第一精馏塔（9）上部回流液进口（26）和第二精馏塔（23）上部回流液进口（27）比例为78:22，所述第三气液分离器（31）内温度为-25.5℃；
步骤二：使步骤一中通过第二精馏塔（23）原料气进口（32）进入第二精馏塔（23）内的原料气在第二精馏塔（23）内精馏，第二精馏塔（23）内低沸点物质依次经第二精馏塔（23）顶部气相出口（35）、冷凝器（21）第二管程进口（33）、冷凝器（21）第二管程出口进入第二气液分离器（36）内，分离出的气相通过第二气液分离器（36）顶部气相出口（61）进入废气缓冲罐（14）内，分离出的液相依次经第二气液分离器（36）底部液相出口（60）、第二精馏塔（23）上部回流液进口（27）进入第二精馏塔（23）内，第二精馏塔（23）内高沸点物质经第二精馏塔（23）底部第二液相出口（28）进入产品泵（29），产品泵（29）出口高沸点物质分两路：一路进入食品级产品储罐（30），一路经第二精馏塔（23）侧部液体二氧化碳回液口（34）进入第二精馏塔（23）内，所述第二精馏塔（23）原料气进口（32）温度为-26℃，第二精馏塔（23）顶部气相出口（35）低沸点物质温度为-28.7℃，所述第二精馏塔（23）内高沸点物质为99.995%以上的二氧化碳，温度为-28.2℃，所述产品泵（29）出口高沸点物质压力为2.1MPa；
c、丙烯制冷流程
使丙烯制冷装置（16）出口丙烯依次进入第一精馏塔（9）下部第一再沸器（15）进口、第一精馏塔（9）下部第一再沸器（15）出口、第三换热器（6）第三进口（17）、第三换热器（6）第三出口、冷凝器（21）壳程进口（37）进入冷凝器（21）壳程内，冷凝器（21）壳程出口丙烯分两路：一路经丙烯制冷装置（16）进口进入丙烯制冷装置（16）内，另一路依次经过第三换热器（6）第四进口（38）、第三换热器（6）第四出口、丙烯制冷装置（16）进口进入丙烯制冷装置（16）内，所述第三换热器（6）第三出口丙烯温度为-23℃，压力为0.4MPa，所述冷凝器（21）壳程进口（37）丙烯温度为-38.5℃，压力为0.05MPa，所述冷凝器（21）壳程出口丙烯分别去第三换热器（6）第四进口（38）和丙烯制冷装置（16）进口比例为19:81，所述第三换热器（6）第四出口丙烯温度为20℃，所述丙烯制冷装置（16）进口温度为-34℃。
2.根据权利要求1所述的低温甲醇洗工段回收CO2的工艺，其特征在于：所述预处理单元中两段压缩机（3）一段出口与两段压缩机（3）二段进口连接管道上设有第四换热器（40），两段压缩机（3）二段出口通过管道与脱硫塔（4）进口相连，脱硫塔（4）出口与第二换热器（5）壳程进口相连。
3.根据权利要求1所述的低温甲醇洗工段回收CO2的工艺，其特征在于：所述预处理单元中两段压缩机（3）二段出口与脱硫塔（4）进口之间的管道上设有第一阀门（42）。
4.根据权利要求1所述的低温甲醇洗工段回收CO2的工艺，其特征在于：所述精馏单元中第一精馏塔（9）侧部产品采出口与工业级产品储罐（19）进口之间的管道上设有第二阀门（43），第一精馏塔（9）顶部气相出口（20）与冷凝器（21）第一管程进口（22）之间的管道上设有第三阀门（44），第一精馏塔（9）顶部气相出口（20）与第二精馏塔（23）下部第二再沸器（24）进口之间的管道上设有第四阀门（45）；所述第一气液分离器（25）底部液相出口与第一精馏塔（9）上部回流液进口（26）之间的管道上设有第五阀门（46），第一气液分离器（25）底部液相出口与第二精馏塔（23）上部回流液进口（27）之间的管道上设有第六阀门（47）；所述第三气液分离器（31）底部液相出口与第二精馏塔（23）原料气进口（32）之间的管道上设有第七阀门（48），所述产品泵（29）出口与第二精馏塔（23）侧部液体二氧化碳回液口（34）之间的管道上设有第八阀门（49）和第九阀门（50），所述第三换热器（6）第二出口（13）与废气缓冲罐（14）之间的管道上设有第十阀门（53），所述第一气液分离器（25）顶部气相出口通过管道与废气缓冲罐（14）之间的管道上设有第十一阀门（55），所述第二气液分离器（36）顶部气相出口与废气缓冲罐（14）之间的管道上设有第十二阀门（54）。
5.根据权利要求1所述的低温甲醇洗工段回收CO2的工艺，其特征在于：所述丙烯制冷单元中丙烯制冷装置（16）出口与第一再沸器（15）进口之间的管道上设有第十三阀门（51），所述第三换热器（6）第三出口与冷凝器（21）壳程进口（37）之间的管道上设有第十四阀门（52），所述冷凝器（21）壳程出口与丙烯制冷装置（16）之间的管道上设有第十五阀门（62）。
6.根据权利要求1所述的低温甲醇洗工段回收CO2的工艺，其特征在于：所述精馏流程步骤一中，第一气液分离器（25）底部液相通过第五阀门（46）去第一精馏塔（9），第一气液分离器（25）底部液相通过第六阀门（47）去第二精馏塔（23）上部回流液进口（27），第三气液分离器（31）液相底部液相出口（58）通过第七阀门（48）进入第二精馏塔（23）内；所述精馏流程步骤二中，产品泵（29）出口高沸点物质通过第八阀门（49）和第九阀门（50）进入第二精馏塔（23）内。
7.根据权利要求1所述的低温甲醇洗工段回收CO2的工艺，其特征在于：所述丙烯制冷流程中，第三换热器（6）第三出口丙烯通过第十四阀门（52）进入冷凝器（21）壳程内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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