回收二氧化碳中甲醇的系统的制作方法

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1.本实用新型专利属于煤化工技术领域，具体涉及一种回收二氧化碳中甲醇的系统。


背景技术：

2.我国煤化工技术日趋成熟，然而，在以煤为原料生产化工产品的工艺过程中，对煤气化产生的粗煤气进行气体净化过程是不可避免的，因为粗煤气中含有大量多余的二氧化碳、少量的硫化氢、cos、nh3等气体，这些气体对后续生产过程是不利的，因此必须将其进行脱除和回收。目前，低温甲醇洗装置是最成熟的气体净化技术，已被广泛应用于国内外合成甲醇、合成氨及煤制气体净化装置中，其中低温甲醇洗工艺依次包括变换气冷却工段、脱除硫化氢工段以及脱除二氧化碳工段。
3.脱除二氧化碳工段是通过甲醇吸收粗煤气中的二氧化碳，而含有二氧化碳的甲醇富液经过闪蒸之后得到二氧化碳产品气，所得到的二氧化碳产品气中被应用于生产尿素。目前闪蒸出的co2产品气中甲醇含量长期超出设计值要求的小于300ppm，在实际运行中高达到2300ppm左右，co2产品气中甲醇含量的增加不仅会造成后续尿素生产过程中尿素装置中的脱氢催化剂和脱硫剂损坏的问题，而且还会导致大量的甲醇损耗，同时甲醇半贫液和甲醇贫液冷却需要大量的深冷冷源，进而导致能耗非常高，增加了运行成本。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种连接关系结构简单，且实现了资源化利用的回收二氧化碳中甲醇的系统。
5.本实用新型的技术方案公开了一种回收二氧化碳中甲醇的系统，其包括粗煤气管线、甲醇贫液输送管、co2吸收塔、甲醇冷却器和co2闪蒸塔；所述粗煤气管线的出气端与所述co2吸收塔的粗煤气进口连通；所述甲醇贫液输送管的出液端与所述co2吸收塔的进液口连通；所述co2吸收塔的出液口与所述甲醇冷却器的热介质入口连通，所述甲醇冷却器的热介质出口与所述co2闪蒸塔的进液口连通。
6.进一步的，所述co2吸收塔内部从上向下依次分为精洗段和主洗段；所述粗煤气管线的出气端与所述主洗段下方的粗煤气进口连通；所述甲醇贫液输送管的出液端与所述精洗段上方的进液口连通；所述主洗段底部的出液口与所述甲醇冷却器的热介质入口连通。
7.进一步的，所述co2闪蒸塔内部从上向下依次分为闪蒸二段、闪蒸三段、闪蒸四段、闪蒸五段和闪蒸一段；所述甲醇冷却器的热介质出口与所述闪蒸一段的进液口连通；所述闪蒸一段的出气口与换热器的冷介质入口连通；所述闪蒸一段的出液口与所述闪蒸二段的进液口连通；所述闪蒸二段的出液口与所述闪蒸三段的进液口连通；所述闪蒸三段的出液口与所述闪蒸四段的进液口连通；所述闪蒸三段的co2产品气出口与所述换热器的热介质入口连通；所述换热器的热介质出口与co2产品气输送管的进气端连通；所述闪蒸四段的出液口与所述闪蒸五段的进液口连通；所述闪蒸四段和所述闪蒸五段的co2产品气出口均与
所述co2产品气输送管的进气端连通；所述闪蒸五段的出液口分别与所述闪蒸一段和所述主洗段的上方进液口连通。
8.进一步的，所述闪蒸三段的co2产品气出口与除沫器的进气口连通；所述除沫器的出气口与所述换热器的热介质入口连通；所述除沫器的出液口与所述闪蒸一段的进液口连通。
9.进一步的，所述闪蒸二段的出气口与所述氮气冷却器的进气口连通，所述氮气冷却器的出气口与所述尾气洗涤塔的进气口连通；水输送管的出水端与所述尾气洗涤塔的进水口连通。
10.本实用新型的优点：
11.1、本实用新型的系统连接关系简单，易实现，通过将co2闪蒸塔内部分为五个闪蒸段有效的实现了将co2气体从甲醇富液中解吸而出，得到了co2产品气和甲醇半贫液，co2产品气作为原料气被送至尿素生产工段，而甲醇半贫液则被重复利用，实现了资源化利用，提高了企业的经济效益。
12.2、本实用新型中闪蒸三段出来的co2产品气经过除沫器，有效的去除了co2产品气中的甲醇，提高了co2产品气的纯度，与闪蒸四段和闪蒸五段真空闪蒸出来的高纯度co2产品气被送至生产尿素，避免了脱氢催化剂和脱硫剂由于甲醇含量过高而被损坏的问题，提高了脱氢催化剂和脱硫剂的使用寿命；同时节省了甲醇，降低了运行成本。
13.3、本实用新型中，通过吸收co2，将粗煤气中的二氧化碳充分的溶解到甲醇液体中，净化后的粗煤气从co2吸收塔的顶部排出送至后续工段，然后通过闪蒸从甲醇富液中高效的解吸出co2气体，制备出co2产品气，并得到可重复利用的甲醇半贫液，实现了甲醇的回收。
14.4、本实用新型中，将温度为-66.8℃的所述闪蒸气与甲醇含量低于300ppm的co2产品气在换热器中进行换热，实现能量的回收利用，避免能量的浪费，节省了企业成本。
附图说明：
15.图1为本实用新型实施例1的系统整体结构示意图。
16.粗煤气管线1，甲醇贫液输送管2，co2吸收塔3，精洗段31，主洗段32，甲醇冷却器4，co2闪蒸塔5，闪蒸二段51，闪蒸三段52，闪蒸四段53，闪蒸五段54，闪蒸一段55，换热器6，除沫器7，co2产品气输送管8，氮气冷却器9，尾气洗涤塔10，水输送管11。
具体实施方式：
17.下面将结合附图通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
18.实施例1：如图1所示，一种回收二氧化碳中甲醇的系统，其包括粗煤气管线1、甲醇贫液输送管2、co2吸收塔3、甲醇冷却器4和co2闪蒸塔5；co2吸收塔3内部从上向下依次分为精洗段31和主洗段32；粗煤气管线1的出气端与主洗段32下方的粗煤气进口连通；甲醇贫液输送管2的出液端与精洗段31上方的进液口连通；主洗段32底部的出液口与甲醇冷却器4的热介质入口连通；co2闪蒸塔5内部从上向下依次分为闪蒸二段51、闪蒸三段52、闪蒸四段53、闪蒸五段54和闪蒸一段55；甲醇冷却器4的热介质出口与闪蒸一段55的进液口连通；闪蒸一段55的出气口与换热器6的冷介质入口连通；闪蒸一段55的出液口与闪蒸二段51的进
液口连通；闪蒸二段51的出液口与闪蒸三段52的进液口连通；闪蒸三段52的出液口与闪蒸四段53的进液口连通；闪蒸三段52的co2产品气出口与除沫器7的进气口连通；除沫器7的出气口与换热器6的热介质入口连通；除沫器7的出液口与闪蒸一段55的进液口连通；换热器6的热介质出口与co2产品气输送管8的进气端连通；闪蒸四段53的出液口与闪蒸五段54的进液口连通；闪蒸四段53和闪蒸五段54的co2产品气出口均与co2产品气输送管8的进气端连通；闪蒸五段54的出液口分别与闪蒸一段55和主洗段32的上方进液口连通。
19.闪蒸二段51的出气口与氮气冷却器9的进气口连通，氮气冷却器9的出气口与尾气洗涤塔10的进气口连通；水输送管11的出水端与尾气洗涤塔10的进水口连通。
20.本实用新型的系统连接关系简单，易实现，通过将co2闪蒸塔5内部分为五个闪蒸段有效的实现了将co2气体从甲醇富液中解吸而出，得到了co2产品气和甲醇半贫液，co2产品气作为原料气被送至尿素生产工段，而甲醇半贫液则被重复利用，实现了资源化利用，提高了企业的经济效益。
21.利用实施例1的系统回收二氧化碳中甲醇的方法，其包括以下步骤：
22.(1)吸收co2：将脱硫后的粗煤气从co2吸收塔3的主洗段32下方的粗煤气进口进入；温度为-55℃的甲醇贫液从co2吸收塔3的精洗段31上方喷入，吸附粗煤气中的co2气体，脱除co2气体后的粗煤气从co2吸收塔3的顶部排出，温度为-20℃的富含有co2的甲醇富液集中在co2吸收塔3底部。
23.将步骤(2)中的甲醇半贫液加压后从co2吸收塔3的主洗段32上方喷入，吸附粗煤气中的co2气体，甲醇半贫液在主洗段32顶部喷入，同时与来自精洗段31的吸附co2气体后的甲醇汇合，汇合后的甲醇继续与粗煤气逆流接触，吸收co2。
24.(2)闪蒸：将步骤1中的甲醇富液输送至甲醇冷却器4中冷却至温度为-28℃；然后送至co2闪蒸塔5的闪蒸一段55进行闪蒸，得到温度为-66.8℃的闪蒸气和一段闪蒸溶液，闪蒸气包括co、h2、ch4和高碳氢化合物等有用气体以及部分co2；一段闪蒸溶液进入到闪蒸二段51进行闪蒸，得到温度为-37.2℃的废气和二段闪蒸溶液，二段闪蒸溶液进入到闪蒸三段52进行闪蒸，得到温度为-57℃的co2产品气和三段闪蒸溶液；三段闪蒸溶液进入真空状态的闪蒸四段53内进行闪蒸，得到co2产品气和四段闪蒸溶液，四段闪蒸溶液进入真空状态的闪蒸五段54内进行闪蒸，得到co2产品气和温度为-71℃的甲醇半贫液。
25.经过闪蒸三段52闪蒸后得到温度为-57℃的co2产品气进入除沫器7中进行除沫，得到甲醇含量低于300ppm的co2产品气和甲醇溶液，实现了甲醇的有效回收，避免甲醇资源的浪费，降低了运行成本，并且有效的去除了co2产品气中的甲醇，提高了co2产品气的纯度，与闪蒸四段53和闪蒸五段54真空闪蒸出来的高纯度co2产品气被送至生产尿素，避免了脱氢催化剂和脱硫剂由于甲醇含量过高而被损坏的问题，提高了脱氢催化剂和脱硫剂的使用寿命；将甲醇溶液和甲醇半贫液混合加压后从闪蒸一段55的上方喷入，甲醇溶液和甲醇半贫液与闪蒸气逆向接触，将闪蒸气中的大量的co2气体被重新吸收。
26.温度为-66.8℃的闪蒸气与甲醇含量低于300ppm的co2产品气在换热器6中进行换热，实现能量的回收利用，避免能量的浪费，节省了企业成本，经过加热的闪蒸气重新被送至变换气冷却工段；废气送至氮气冷却器9中加热，然后再送至尾气洗涤塔10中经水洗涤回收甲醇后放空。
27.本实用新型中的方法通过吸收co2，将粗煤气中的二氧化碳充分的溶解到甲醇液
体中，净化后的粗煤气从co2吸收塔3的顶部排出送至后续工段，然后通过闪蒸从甲醇富液中高效的解吸出co2气体，制备出co2产品气，并得到可重复利用的甲醇半贫液，实现了甲醇的回收。
28.采用本实用新型系统，相比现有的直接通过闪蒸罐闪蒸的方法每月节省甲醇120吨左右，每年节省甲醇消耗费用316.8万元。
29.以上是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。