一种含高浓度co2天然气或合成气脱碳的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种含高浓度C02天然气或合成气脱碳的装置，适用于天然气或合成气中C02含量彡35% (mole% )的气体脱碳处理过程，处理后的净化气中CO 2含量<2.5% (mo 1 e% )。
【背景技术】
[0002]合成气和由地层采出的天然气通常含有一些C02等酸性气体。根据我国商品天然气指标要求，C02含量需小于3% (mole% )才能外输给民用用户，因此高含CO 2天然气需要进行脱碳处理。目前，国内外常用的脱碳方法有低温分离法、膜分离法、吸附分离法、溶剂吸收法，以及以上各方法的联合分离法等。
[0003]低温分离法适用酸气含量高但净化度要求不高的场合，且工艺复杂、大幅降温导致能耗较高。膜分离法适用于从高含碳天然气中粗脱酸气和水，一般工业上首先适用膜分离法对高含碳天然气进行粗脱，再应用化学溶剂法进行精脱，这样可以达到高净化度且较经济。膜分离法虽然具有能耗低、占地面积小、维修保养方便、高效环保节能等优点，但采用该法烃损失率较大。吸附分离法适用于处理量小、含碳量不大且净化度要求高的场合。
[0004]溶剂吸收法仍然是目前应用最成熟广泛的脱碳方法之一。溶剂吸收法又分为化学吸收法、物理吸收法和混合溶剂法。在各类溶剂吸收法中，醇胺法应用最为广泛。在各类醇胺法中，又以活化的MDEA(N_甲基二乙醇胺)工艺最受推崇，因具备高使用浓度、高酸气负荷、低腐蚀性、不易降解、挥发损失小等特性。
[0005]本实用新型针对MDEA再生时采取降压为主、升温为辅的特性，提出了一种高含C02气体脱碳的装置，相较传统的活化MDEA脱碳装置，本实用新型提出的装置重点将再生流程进行了优化，采取的新装置具备能耗低、酸气负荷大的多重优势。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型提供了一种含高浓度C02天然气或合成气脱碳的装置，适用于天然气或合成气中C02含量彡35% (mole% )(例如25_35mol %，优选30_35mol % )的高酸气含量的气体脱碳处理过程，净化气C02含量〈2.5% (mole%)0胺液再生塔无需设置再沸器。
[0007]所述含高浓度C02天然气或合成气脱碳的装置包括:吸收塔、再生塔、净化气冷却器、贫/富胺液换热器、富胺液加热器、二氧化碳冷却器、胺液冷却器、胺液过滤器、吸收塔清洗栗、加料栗、再生塔回流栗、胺液增压栗、胺液循环栗、净化气气液分离器、加料罐、富胺液闪蒸罐、二氧化碳分液器、溶液缓冲罐、液封罐、多个调节阀，
[0008]高酸原料气进装置管线连接至吸收塔底部气相入口，吸收塔顶部气相出口依次连接净化气冷却器热通道、净化气气液分离器入口，净化气气液分离器罐顶气相出口经调节阀后连接至净化气出装置管线，净化气气液分离器罐底液相出口连接至吸收塔清洗栗入口，吸收塔清洗栗出口管线分两路，一路返回至净化气气液分离器，另一路经调节阀之后接至吸收塔上部；
[0009]吸收塔底部液相出口经调节阀后依次连接贫/富胺液换热器冷流通道和富胺液加热器冷流通道，然后连接至富胺液闪蒸罐入口，富胺液闪蒸罐底部液相出口连接调节阀之后连至再生塔上部液相入口，再生塔底液相出口依次连接贫/富胺液换热器热流通道和胺液冷却器热流通道，然后连接至溶液缓冲罐，加料罐底液相出口连接加料栗后连至溶液缓冲罐，溶液缓冲罐出口依次连接胺液增压栗和胺液循环栗，胺液循环栗出口管道经过再生塔回流栗之后分为两路，一路经调节阀和胺液过滤器后连接至胺液增压栗入口管线，第二路连接至吸收塔上部液相入口；
[0010]富胺液闪蒸罐顶部的气相出口经调节阀之后，与再生塔顶气相出口汇合并连接至二氧化碳冷却器热流通道，然后连接至二氧化碳气液分离器，二氧化碳气液分离器顶部气相经液封罐后高点放空，二氧化碳气液分离器底部液相出口管道经过再生塔回流栗之后分为两路，一路经调节阀后返回至二氧化碳气液分离器，另一路连接至再生塔液相入口管线。
[0011]优选地，净化气冷却器、二氧化碳冷却器、胺液冷却器采用循环水冷却系统或空冷冷却系统。
[0012]优选地，富胺液加热器采用导热油或蒸汽取热。
[0013]优选地，贫/富胺液换热器、二氧化碳冷却器、胺液冷却器采用板式或管壳式换热器。
[0014]优选地，加料栗采用气动隔膜栗。
[0015]优选地，在贫/富胺液换热器之后设置进一步给富液升温的富胺液加热器，再生塔不设置再沸器。
[0016]该装置适用于天然气或合成气中C02含量彡35% (mole% )，例如25_35mol%，优选30-35mol%的高酸气含量气体脱碳处理过程，净化气C02含量〈2.5% (mole% )0
[0017]脱碳装置正常运行时，其工艺过程包括C02吸收和胺液再生两大部分:
[0018]C02吸收:含碳量彡35% (mole% )(例如20-35mol% )、温度为35?45°C，例如40°C左右的高酸原料气从吸收塔的底部进入，自下而上流动；45-50°C，优选47°C左右的胺液自吸收塔上部淋入，自上而下通过吸收塔。逆向流动的胺液和原料气在塔内充分接触传热传质后，原料气中的C02被胺液吸收，C02浓度降低到2.5% (mole% )以下，优选2.0%mo 1 %以下。
[0019]净化气自吸收塔顶部去净化气冷却器冷却(至40-45°C，优选约45°C )后，进入净化气气液分离器分离出携带的游离水，自净化气气液分离器顶部出来的净化气作为产品送出装置。自净化气气液分离器底部分离得到的液相经吸收塔清洗栗增压后分为两路，一路返回至吸收塔顶部，另一路返回净化气气液分离器。
[0020]胺液再生:吸收了酸性气体的富胺液从吸收塔底部排出，节流降压(例如0.30?
0.80MPa (G)，优选约0.55MPa (G))后，依次经过贫/富胺液换热器、富胺液加热器升温(至例如85?95°C，优选约90°C )，后进入富胺液闪蒸罐闪蒸出部分C02气体。自富胺液闪蒸罐底出来的液体进一步减压后自再生塔上部进入进一步解吸出C02气体，充分解吸之后的胺液自再生塔底部出来，依次经贫/富胺液换热器、胺液冷却器冷却至40?45°C，优选约45 °C左右后送至溶液缓冲罐。
[0021]考虑到操作不当、胺液过滤不达标或原料气组分变化可能导致胺液发泡，为防止胺液发泡，并补充操作过程中的胺液损失，需通过加料罐、加料栗将消泡剂或吸收剂补入溶液缓冲罐。
[0022]自溶液缓冲罐底抽出的胺液依次经胺液增压栗、胺液循环栗增压后分两路，第一路即大部分胺液增压后直接栗送至吸收塔上部，另一路经过滤后返回胺液增压栗入口管线。
[0023]自再生塔顶部排出的富含C02的解析气与富胺液闪蒸罐闪蒸出的C02气体汇合后，经二氧化碳冷却器冷却和二氧化碳气液分离器分液，顶部气相经液封罐后高点放空；底部液相作为再生塔塔顶回流，经再生塔回流栗增压后送回再生塔胺液进口管线。
[0024]本实用新型的优点:
[0025]1、直接采取半贫液吸收脱除原料气中的C02，相较于传统的脱酸工艺，在贫/富胺液换热器之后增设了富胺液加热器，再生塔塔底未设置再沸器，在减少传统再生塔底取热量的同时，降低了再生塔顶顶二氧化碳冷却器的冷媒用量，从而有效降低了装置能耗；
[0026]2、采取半贫液有利于吸收塔温度的控制，防止吸收塔内飞温。
[0027]3、适用于高酸气负荷的工况，原料气中最高含碳量可达35% (mole%)，净化气C02含量〈2.5% (mole% )。
【附图说明】
[0028]图1是本实用新型的装置图。
[0029]其中，T-1:吸收塔T-2:再生塔E-1:净化气冷却器E_2:贫/富胺液换热器E_3:富胺液加热器E-4:二氧化碳冷却器E-5:胺液冷却器F-1:胺液过滤器P-1A/B:吸收塔清洗栗P-2:加料栗P-3A/B:再生塔回流栗P-4A/B:胺液增压栗P-5A/B:胺液循环栗V-1:净化气气液分离器V-2:加料罐V-3:富胺液闪蒸罐V-4:二氧化碳分液器V-5:溶液缓冲罐V-6:液封罐X-1?11:控制阀。
【具体实施方式】
[0030]本实用新型提供了一种含高浓度C02天然气或合成气脱碳的装置，适用于高酸气负荷的工况，原料气中最高含碳量可达35% (mole% )，净化气C02含量〈2.5% (mole% )0在贫/富胺液换热器之后增设了富胺液加热器，再生塔塔底未设置再沸器。
[0031]如图1所示，一种含高浓度C02天然气或合成气脱碳的装置，其包括吸收塔(T-1)、再生塔(T-2)、净化气冷却器(E-1)、贫/富胺液换热器(E-2)、富胺液加热器(E-3)、二氧化碳冷却器(E-4)、