专利名称：一种采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳方法
技术领域：
本发明涉及一种从中高压气体混合物中，包括合成气、变换气以及IGCC气体，吸收脱除(X)2工艺，属化学工程技术领域。
背景技术：
全球气候变暖已经成为毫无争议的事实。温室气体(X)2的排放是造成气候变暖的一个主要因素。如何从富含CO2的气体混合物中，包括合成气、变换气以及IGCC气体中捕集、分离CO2极为重要。根据不同的应用场合和原料气的压力高低，脱碳方法可分为干法和湿法。干法包括吸附法和膜法，一般适用于(X)2浓度较低的场合；湿法可分为化学吸收法和物理吸收法， 化学吸收法多用于原料气压力较低的场合。目前国内外工业上较为成熟的物理吸收法脱碳工艺有低温甲醇洗法(国外称为 Rectisol法，CN 94101447. 9)、碳酸丙烯酯法(国外称为Flour法，CN 91101928)和聚乙二醇二甲醚法(国外称为Selexol法，CN 200710015805)。低温甲醇洗法具有吸收能力大、选择性好、气体净化度高、吸收剂稳定性好的特点，但是存在工艺流程长，设备投资大(需要耐_30°C以下的低温材质)、吸收剂毒性大和需要支付国外高额专利技术费等缺点；由于碳酸丙烯酯具有在较高的分压下能有效地吸收 CO2，而在较低的压力下可以不需要热量而容易解吸的特点，其工艺流程，尤其是解吸工艺可以得到相当的简化，但是由于吸收容量有限，吸收剂循环量较大，能耗较大；聚乙二醇二甲醚法具有吸收能力强、吸收剂损失小(蒸汽压低)的特点，但是聚乙二醇二甲醚必须通过人工合成，吸收剂成本高，而且该吸收剂分子量较大，在再生过程容易发生聚合而造成损失。
发明内容
针对现有低温甲醇洗法工艺流程长，设备投资大，碳酸丙烯酯法吸收剂吸收容量小，循环量大，以及聚乙二醇二甲醚法成本高，容易发生聚合损失的不足和缺陷，本发明提供一种采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳方法，以进一步简化工艺，降低成本。为了实现本发明目的，本发明的一种采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳方法，该方法包括如下步骤1)碳酸二乙酯吸收含有(X)2的原料气与从吸收塔3顶部出来的净化气在第一换热器1中换热后，从下部进入吸收塔，来自储罐的碳酸二乙酯与来自吸收剂罐9底部的吸收剂贫液在第二换热器2中换热后从吸收塔上部进入吸收塔，原料气与碳酸二乙酯在吸收塔内逆流接触并发生吸收传质；吸收塔温度控制在5 30°C，压力控制在2500 3500KPa ；脱除CO2后的净化气与原料气换热后降温至20 30°C后排出界区，吸收了(X)2的吸收剂富液经过一级节流阀5 和二级节流阀7膨胀降压；
2)节流膨胀吸收剂富液经过一级节流阀5膨胀降压至800 lOOOKPa，温度变为2 22°C，然后经过一级气液分离罐6进行气液分离，汽相经过压缩机4压缩后返回吸收塔，液相经过二级节流阀7膨胀，压力降至101 150KPa，温度降至0 20°C，然后经过二级气液分离罐8 进行气液分离，气相送入压缩机10回收尾气中的碳酸二乙酯，液相送入吸收剂储罐9循环使用；3)压缩冷凝来自二级气液分离罐8的液相送入压缩机10压缩至2 8MPa，然后经冷凝器11 降温至5 25°C，再送入气液分离罐12进行汽液分离，气体为回收(X)2气体，液相返回吸收剂储罐9作为吸收剂循环使用。本发明提供的采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳方法与现有工艺(CN 101254388A)相比，可降低能耗20%以上；与目前工业上成熟应用的碳酸丙烯酯法相比，能耗可降低30%以上；与聚乙二醇二甲醚法相比，溶剂价格更低，聚合损失降低50%以上；与低温甲醇洗工艺相比，操作温度更加温和，设备投资降低30%以上。本发明的CO2脱除效率为 85% 95%。
图1为本发明采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳工艺流程图。图中1换热器；2换热器；3吸收塔；4压缩机；5 —级节流阀；6 —级气液分离罐； 7 二级节流阀；8 二级气液分离罐；9吸收剂储罐；10压缩机；11冷凝器；12气液分离罐。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。本发明提供的一种采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳工艺(图1)，包括如下步骤1)碳酸二乙酯吸收含有(X)2的原料气与从吸收塔3顶部出来的净化气在第一换热器1中换热后，从下部进入吸收塔，来自储罐的碳酸二乙酯与来自吸收剂罐9底部的吸收剂贫液在第二换热器2中换热后从吸收塔上部进入吸收塔，原料气与碳酸二乙酯在吸收塔内逆流接触并发生吸收传质；吸收塔温度控制在5 30°C，压力控制在2500 3500KPa ；脱除CO2后的净化气与原料气换热后降温至20 30°C后排出界区，吸收了(X)2的吸收剂富液经过一级节流阀5 和二级节流阀7膨胀降压；2)节流膨胀吸收剂富液经过一级节流阀5膨胀降压至800 lOOOKPa，温度变为2 22°C，然后经过一级气液分离罐6进行气液分离，汽相经过压缩机4压缩后返回吸收塔，液相经过二级节流阀7膨胀，压力降至101 150KPa，温度降至0 20°C，然后经过二级气液分离罐8 进行气液分离，气相送入压缩机10回收尾气中的碳酸二乙酯，液相送入吸收剂储罐9循环使用；3)压缩冷凝
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来自二级气液分离罐8的液相送入压缩机10压缩至2 8MPa，然后经冷凝器11 降温至5 25°C，再送入气液分离罐12进行汽液分离，气体为回收(X)2气体，液相返回吸收剂储罐9作为吸收剂循环使用。实施例1含有(X)2的混合气体，温度30°C，压力^OOKPa，组成(摩尔分率)如表1所示表1原料气流量和组成
权利要求
1. 一种采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳方法，其特征在于该方法包括如下步骤1)碳酸二乙酯吸收含有ω2的原料气与从吸收塔C3)顶部出来的净化气在第一换热器(1)中换热后，从下部进入吸收塔，来自储罐的碳酸二乙酯与来自吸收剂罐(9)底部的吸收剂贫液在第二换热器O)中换热后从吸收塔上部进入吸收塔，原料气与碳酸二乙酯在吸收塔内逆流接触并发生吸收传质；吸收塔温度控制在5 30°C，压力控制在2500 3500KPa ；脱除CO2后的净化气与原料气换热后降温至20 30°C后排出界区，吸收了 (X)2的吸收剂富液经过一级节流阀(5)和二级节流阀(7)膨胀降压；2)节流膨胀吸收剂富液经过一级节流阀( 膨胀降压至800 lOOOKPa，温度变为2 22°C，然后经过一级气液分离罐(6)进行气液分离，汽相经过压缩机(4)压缩后返回吸收塔，液相经过二级节流阀(7)膨胀，压力降至101 150KPa，温度降至0 20°C，然后经过二级气液分离罐(8)进行气液分离，气相送入压缩机(10)回收尾气中的碳酸二乙酯，液相送入吸收剂储罐(9)循环使用；3)压缩冷凝来自二级气液分离罐(8)的液相送入压缩机(10)压缩至2 8MPa，然后经冷凝器(11) 降温至5 25°C，再送入气液分离罐(1 进行气液分离，气体为回收CO2气体，液相返回吸收剂储罐(9)作为吸收剂循环使用。
全文摘要
本发明提供了一种采用碳酸二乙酯作为吸收剂的脱碳方法，该方法首先将含有CO2的原料气经过碳酸二乙酯吸收脱碳，然后使吸收CO2后的吸收剂富液经过两级减压解吸，解吸产生的CO2气体经过压缩和冷却回收气相夹带的溶剂碳酸二乙酯后排出界区。本发明开发的碳酸二乙酯脱碳工艺与目前工业上成熟应用的碳酸丙烯酯法相比，能耗可降低30％以上；与聚乙二醇二甲醚法相比，溶剂价格更低，聚合损失降低50％以上；与低温甲醇洗工艺相比，操作温度更加温和，设备投资降低30％以上。本发明的CO2脱除效率可达85％～95％。
文档编号B01D53/14GK102151457SQ20111003490
公开日2011年8月17日 申请日期2011年2月9日 优先权日2011年2月9日
发明者李铁枝, 桂霞, 汤志刚, 费维扬, 郭栋, 陈健, 骆广生 申请人:清华大学