專利名稱：一種電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本 發(fā)明屬于工業(yè)尾氣回收利用領(lǐng)域，具體為一種電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝。
背景技術(shù)：
我國是世界第一大電石生產(chǎn)國，2011年電石產(chǎn)能2500萬噸，占全球總產(chǎn)能的90. 9%，產(chǎn)量1738萬噸。電石生產(chǎn)的核心設(shè)備是電石爐,從電石生產(chǎn)的原理和結(jié)構(gòu)區(qū)分，電石爐分為密閉式電石爐和開放式電石爐。每生產(chǎn)I噸電石，開放式電石爐產(chǎn)生9000 12000m3含塵煙氣，密閉式電石爐產(chǎn)生400 600m3含塵電石爐氣。開放電石爐排放的煙氣中99%為空氣，無利用價值。密閉電石爐氣文獻報道(孔瑞.電石爐氣的凈化和利用[J]，河南化工，2010，27 (I) :25-29)組成為CO :70 95%，H2 :2. 5 10%, CO2 2. 5 3. 5%, O2 0. 52 O. 6%, CH4 2 4%, N2 :1 2%,同時含有焦油、H2S、COS、CS2、噻吩、硫醇、PH3、NH3、AsH3、HCN 等雜質(zhì)。電石生產(chǎn)反應(yīng)原理是炭素材料(一般為蘭炭)和石灰發(fā)生反應(yīng)，生成炭化鈣(電石)和一氧化碳(CO)。電石實際生產(chǎn)中，由于蘭炭風(fēng)干不徹底，電石生產(chǎn)中在高溫下產(chǎn)生大量H2，另一方面，電石爐氣在進氣柜前布袋除塵多采用氮氣反吹，致使?fàn)t氣組分波動較大。如寧夏石嘴山市某電石生產(chǎn)企業(yè)的密閉電石爐氣組分為C0 50 75%，H2 :17 28%，CO2 I. 5 6%, O2 0. 5 2%, CH4 0. 5 I. 5%, N2 6 14%,同時含有焦油、H2S、COS、CS2, PH3>NH3、AsH3、HCN 等雜質(zhì)。目前我國電石爐氣的利用率僅10%，絕大部分被直接排放或“點天燈”，造成大量的資源浪費和環(huán)境污染?！峨娛袠I(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出，到2015年控制電石產(chǎn)能在2800萬噸左右，大型 閉式電石爐比重提聞到80%以上，基本實現(xiàn)電石爐氣綜合利用的目標(biāo)。預(yù)計到2015年我國電石產(chǎn)量2400萬噸，按密閉式電石爐占80%計，其產(chǎn)量超過1920萬噸，副產(chǎn)的電石爐氣總量超過76億Nm3，以CO濃度50 75%，H2濃度17 28%計算，可制得20 28億Nm3的純甲烷，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟和社會效益。我國常規(guī)天然氣資源量約為35-38萬億Nm3，占世界總量的2% ;其中可采資源量10-12萬億Nm3，人均天然氣剩余可采儲量僅相當(dāng)于世界平均水平的6%。天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)清潔能源，目前在我國一次能源消費中的比重僅為3. 9%，遠遠低于世界23. 7%的平均水平。隨著城市化的發(fā)展，我國天然氣消費增速超過產(chǎn)量增速，進口量逐年增加。2010年我國天然氣消費量達到1072億Nm3，進口天然氣166億Nm3。據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心預(yù)測，到2015年我國天然氣消費量將增加到1500億Nm3，需進口 400億Nm3 ;到2020年消費量增加到3000億Nm3，屆時約有40%依賴進口。近年來國家鼓勵非常規(guī)天然氣的開發(fā)和生產(chǎn)，包括開展煤層氣、垃圾填埋氣、頁巖氣、焦?fàn)t氣等制備非常規(guī)天然氣的研究和開發(fā)，以彌補天然氣需求的不足。根據(jù)電石爐氣的組分特點，將其制備成非常規(guī)天然氣，同時副產(chǎn)食品級CO2，在經(jīng)濟上和技術(shù)上均是可行的。
食品級CO2主要用于啤酒和碳酸飲料行業(yè)、煙草行業(yè)、食品保鮮及CO2超臨界萃取技術(shù)領(lǐng)域。目前我國CO2消耗量遠遠低于發(fā)達國家，人均不足5kg/a，而美國等發(fā)達國家人均達到15kg/a以上。美國在20世紀(jì)80年代CO2的需求量已達到400萬t/a。隨著我國人民生活水平的日益提高，預(yù)計對食品級CO2的需求量也將大幅增加。若按美國現(xiàn)行人均消費水平，我國每年對食品級CO2的需求量將達到1000萬t以上。煙草行業(yè)原來使用氟利昂膨化煙絲，隨著環(huán)保要求的提高，以及對食品添加劑的嚴(yán)格要求，為食品級CO2進入煙草行業(yè)提供了很大的機遇。液體食品級CO2用于煙絲膨化，可使每箱香煙節(jié)約2. 5kg原料煙絲，而且煙絲膨化質(zhì)量也有很大提高。隨著綠色食品的推廣，在食品、蔬菜、水果和水產(chǎn)品的防腐保鮮，糧食的殺蟲與貯存等方面為食品級CO2提供了新的應(yīng)用領(lǐng)域。貯存速凍食品、航空食品、長短冷藏運輸、攝 影棚及舞臺煙幕效果、電子零件及金屬制冷、醫(yī)療冷凍等均已大量使用食品級co2。CO2為萃取劑的超臨界萃取技術(shù)在中藥、食品、香料、石油化工、生物化工和環(huán)境化工等方面取得了突破性發(fā)展，CO2超臨界萃取作為一項新興、低成本、易分離的萃取技術(shù)將會受到越來越多人們的青睞。國內(nèi)CO2市場需求量每年增長15% 20%。CO2是造成“溫室效應(yīng)”的罪魁禍?zhǔn)?，同時又是用途非常廣泛的原料，應(yīng)當(dāng)加以利用。隨著CO2應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴大，CO2的工業(yè)需求和食品需求將會大幅度提高，市場前景十分廣闊。目前國內(nèi)還無電石爐氣制合成天然氣，同時副產(chǎn)食品級CO2的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，以CO的變換技術(shù)和CO的甲烷化技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計一種工藝簡單的，適于工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級CO2的成套技術(shù)。本發(fā)明的技術(shù)方案為
一種電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，該工藝包括以下步驟
先將經(jīng)過凈化后的電石爐氣進行增壓至3 — 5MPa，經(jīng)增壓后的電石爐氣與中壓蒸汽混合進入變換反應(yīng)器，經(jīng)變換反應(yīng)器變換反應(yīng)后，進入甲烷化反應(yīng)器進行甲烷化，然后進入脫碳系統(tǒng)脫除CO2，脫除了 CO2的氣體經(jīng)干燥進入甲烷提濃系統(tǒng)進行提濃，制得合成天然氣，脫除的CO2氣體經(jīng)CO2回收單元制得食品級C02。電石爐氣中含有焦油、粉塵、H2S、COS、CS2,噻吩、硫醇、PH3、NH3、AsH3、HCN等雜質(zhì)，在進行本工藝前需要將所有雜質(zhì)脫除經(jīng)凈化，使其中含有的焦油、硫、磷、砷、氟和氰雜質(zhì)組分的體積百分含量均小于O. lppm。電石爐氣的凈化采用本發(fā)明人提出的中國發(fā)明專利(申請?zhí)?01110196752. 6 ) 一種電石爐氣凈化提濃CO工藝中公開的凈化方法。由于本申請中的CO2需要回收制食品級CO2，中國發(fā)明專利201110196752. 6中的脫酸氣步驟可以省略。增壓將電石爐氣增壓至3. OMPa 5. OMPa后再進入后續(xù)工序，除工藝流程本身的壓力損失外，后續(xù)工序的操作壓力均在這一壓力下進行。增壓后的電石爐氣與中壓蒸汽混合，所述的中壓蒸汽是指壓力為1.610^-5.010^，溫度200-2651的飽和水蒸氣?；旌戏绞娇梢允窃诠艿郎匣旌?，也可以在混合罐中混合。需要說明的是，加入蒸汽的壓力要與電石爐氣增壓后的壓力相匹配，以使蒸汽能順利的加入。
變換反應(yīng)是指在催化劑作用下，使CO與水蒸汽反應(yīng)生成CO2和H2。變化反應(yīng)方程式為
CCHH2O — C02+H2(式 I)
CO變換是煤化工生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是合成氨、甲醇及制氫工藝中重要的工藝過程。通過CO變換，在消耗大部分CO的同時轉(zhuǎn)換成有效氣體H2,為下游合成提供H2原料。變換采用本領(lǐng)域熟知的低溫變換工藝，氣體進氣溫度200°C _250°C，變換反應(yīng)為放熱反應(yīng)，利用變換后的氣體預(yù)熱變換原料進氣，當(dāng)變換處理氣量大，致使反應(yīng)床層溫度高于催化劑允許溫度時，可采用分級進料多級變換的方式實現(xiàn)。對于分級進料多級變換，是本領(lǐng)域成熟的技術(shù)，是容易實現(xiàn)的。水蒸氣的加入量根據(jù)電石爐氣中的CO和H2的量決定。具體地，要求通過控制水蒸氣的加入量控制CO的變換程度，經(jīng)變換后的混合氣體中的H2量要求滿足后續(xù)甲烷化對H2的需求。更具體的是，原料氣中的H2量與變換反應(yīng)生成的氫氣量之和，可在后續(xù)甲烷化過程中將CO消耗完全，也就是說，經(jīng)變換后氣體中的總H2量至少是變換后剩余的CO氣量
的三倍。經(jīng)變換后的氣體經(jīng)換熱后直接進入甲烷化反應(yīng)器甲烷化。甲烷化是在催化劑作用下，使CO及CO2與H2反應(yīng)生成CH4和水。電石爐氣經(jīng)變換反應(yīng)器變換反應(yīng)后，利用變換反應(yīng)放出的熱量加熱變換反應(yīng)進氣，變換反應(yīng)生成的CO2和剩余的水蒸氣起稀釋甲烷化進氣作用，出甲烷化反應(yīng)器的高溫氣體通過副產(chǎn)蒸汽回收熱量。所述的甲烷化反應(yīng)方程式為
C0+3H2 — CH4+H20(式 2)
C02+4H2 — CH4+2H20(式 3)
甲烷化采用本申請人提出的中國發(fā)明專利(ZL200610021836. 5 ) 一種用于焦?fàn)t氣制備合成天然氣的方法中的甲烷化技術(shù)。氣體進氣溫度280°C -300°C,甲烷化為放熱反應(yīng)，可利用甲烷化后的熱氣體副產(chǎn)蒸汽，所副產(chǎn)的蒸汽可用作本工藝的其它用途，也可用于發(fā)電。當(dāng)甲烷化處理氣量大，致使反應(yīng)床層溫度高于催化劑允許溫度時，可采用分級進料多級甲烷化的方式實現(xiàn)。對于分級進料多級甲烷化，可采用本申請人提出的一種用于焦?fàn)t氣制備合成天然氣的方法(專利申請?zhí)?00910058611. I)中公開的技術(shù)。對于甲烷化反應(yīng)，上述式2即CO與H2甲烷化比式3即CO2與H2甲烷化要容易得多。經(jīng)變換后進入甲烷化反應(yīng)器的氣體中，H2是過量的，過量的H2首先與CO反應(yīng)，CO氣體被絕大部分的消耗，變換反應(yīng)后CO2在混合氣體中也是大大過量的，反應(yīng)后續(xù)階段，在催化劑床層溫度升高的情況下，過量的CO2與剩余的H2甲烷化，絕大部分的H2被消耗。經(jīng)上述變換和甲烷化反應(yīng)后，電石爐氣中的CO和H2被轉(zhuǎn)化成CH4、CO2和水，電石爐氣中還含有原有的N2、未反應(yīng)的微量CO和H2。脫碳甲烷化后的氣體經(jīng)冷卻和氣水分離后進入脫碳系統(tǒng)脫除C02。所述的脫碳系統(tǒng)可采用干法脫碳工藝，也可采用濕法脫碳技術(shù)。所述的干法脫碳是指采用PSA技術(shù)將CO2從混合氣體中分離出來；所述的濕法脫碳包括熱堿法或者MDEA洗滌脫除CO2。這兩種脫碳方法都是本領(lǐng)域熟知的，并大規(guī)模應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。所述的干法脫碳采用PSA技術(shù)將CO2從混合氣體中分離出來。PSA是根據(jù)原料氣源中不同組份在吸附劑上吸附容量和吸附速率的差異，而將有效組份分離并提純的方法。本干法脫除CO2工藝可采用本申請人提出的PSA提純二氧化碳技術(shù)(中國專利ZL8805938. 2)公開的方法進行CO2的分離收集。所述的濕法脫碳采用熱堿洗或者MDEA洗滌脫除C02。更進一步的，濕法脫碳采用如下工藝
從甲烷化反應(yīng)器出來的混合氣體經(jīng)冷凝、氣水分離后從吸收塔下部進入，自下而上通過吸收塔，再生后的吸收劑(貧液)從吸收塔上部進入，自上而下通過吸收塔，逆向流動的吸收劑和混合氣體在吸收塔內(nèi)充分接觸，氣體中的CO2被吸收。吸收了 CO2的吸收劑稱為富液，至再生塔加熱再生。經(jīng)再生后CO2從吸收劑中解析出來，經(jīng)冷卻后收集。再生后的吸收劑稱為貧液，出再生塔底部的貧液經(jīng)冷卻后進入吸收塔頂部循環(huán)使用。從吸收塔頂部出來未被吸收的氣體經(jīng)凈化后進入甲烷提濃系統(tǒng)。制食品級CO2工藝上述經(jīng)干法或者濕法脫碳單元收集的CO2進入制食品級CO2工藝單元，包括CO2的收集、凈化、冷凝、閃蒸提純后制得食品級CO2 ；
CO2的收集是指對于采用濕法脫碳工藝，吸收CO2的吸收劑經(jīng)加熱再生，吸收的CO2從吸收劑中分離出來，吸收劑得以解析，解析后的吸收劑循環(huán)使用，分離出的0)2得以收集；對于干法脫碳工藝，是利用吸附劑對不同組分的吸附特性實現(xiàn)CO2的分離，達到收集CO2的目的。凈化由三臺吸附器組成，目的是脫除氣體中的雜質(zhì)和水。該工段采用變壓吸附(PSA)和變溫吸附(TSA)技術(shù)，利用吸附劑在不同壓力下吸附容量存在差異和選擇吸附的特性，脫除氣體中的雜質(zhì)，吸附劑選用分子篩或者硅膠。三臺吸附器連續(xù)循環(huán)使用，一臺吸附器工作，另兩臺吸附器則處于吸附劑再生狀態(tài)。經(jīng)過凈化處理后的氣體進入冷凝工段。在冷凝工段，主要設(shè)備為蒸發(fā)冷凝器，氣體進入蒸發(fā)冷凝器，同時制冷劑也進入蒸發(fā)冷凝器。當(dāng)制冷劑與CO2熱交換后，氣相CO2被冷凝為液相CO2,制冷劑則被氣化，通過冷卻器、冰機循環(huán)使用。來自冷凝工段的液相CO2進入提純器進行氣液分離提純，除去液體CO2中的H2、CH4, N2等氣相雜質(zhì)，從提純器底部得到產(chǎn)品食品級液體C02。提純器底部出來的產(chǎn)品液體CO2送至液體CO2貯罐，供充瓶或裝槽車。甲烷提濃脫碳后的氣體經(jīng)干燥后進入甲烷提濃系統(tǒng)。干燥是利用分子篩或者硅膠對水的強吸附性能脫除氣體中的水。氣體干燥是本領(lǐng)內(nèi)熟知且成熟的技術(shù)，干燥系統(tǒng)由兩塔組成，其中一臺使用另一臺再生，兩臺干燥塔交替使用。甲烷提濃系統(tǒng)是采用分離的方法將CH4從混合氣體中分離收集。分離方法可以用PSA法，也可以用低溫分離法。對于低溫分離法，要求進低溫分離系統(tǒng)的氣體中CO2體積百分含量低于50ppm。若甲烷提濃采用低溫分離法，而前端脫碳采用PSA干法脫碳工藝，則在氣體進入低溫分離系統(tǒng)前需要再次脫碳，從而將氣體中CO2體積百分含量低于50ppm ;若前端脫碳采用濕法脫碳工藝，可直接將甲烷化后的氣體中的CO2脫至體積百分含量低于50ppm，氣體進入低溫分離系統(tǒng)前無需再次脫碳。
上述所用到的PSA提濃甲烷技術(shù)，可參照本申請人提出的中國專利(ZL85103557)“變壓吸附法富集煤礦瓦斯氣中甲烷”中的方法，也可參照其他現(xiàn)有技術(shù)中的PSA分離甲烷方法。上述的低溫分離法是一種液化分餾工藝流程，可參照本申請人提出的中國專利(ZL200410040155. 4) “低溫分離提濃甲烷工藝”中的方法，也可參照其它現(xiàn)有技術(shù)中的低溫分離甲烷方法。經(jīng)甲烷提濃后的合成天然氣可制得壓縮天然氣(CNG)，也可制得液化天然氣(LNG)，還可制得城市燃氣。對CO2的凈化是指脫除氣體中的雜質(zhì)和水。利用吸附劑對雜質(zhì)組分的吸附特性，達到凈化的目的，凈化單元包括氣體的冷卻、氣水分離和干燥，凈化器由三臺吸附器組成，凈化劑為分子篩或者硅膠。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為
(一)本申請中首次提出能工業(yè)規(guī)?；碾娛癄t氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，可將電石爐氣制備合成天然氣，同時副產(chǎn)食品級CO2，裝置運行穩(wěn)定，可靠性高、熱量利用率高的優(yōu)點，達到工業(yè)排放氣回收利用、節(jié)能減排、變廢為寶的效果
(二)電石爐氣經(jīng)變換并換熱后直接進入甲烷化反應(yīng)器，無需脫碳、無需加熱、無需冷卻，流程簡便，變換后氣體中的CO2和水蒸汽起稀釋甲烷化進氣的作用。(三)采用本工藝，脫碳步驟采用濕法脫碳工藝，甲烷提濃采用低溫液化工藝，只需一步脫碳，工藝流程簡單。(四)爐氣變換和甲烷化均放出大量熱量，通過對整個工藝流程的合理設(shè)計，可實現(xiàn)各個操作單元熱量的綜合利用，無需外界補充熱源，并可副產(chǎn)高品質(zhì)蒸汽。(五)電石爐氣經(jīng)本工藝技術(shù)后，可生產(chǎn)高純度的甲烷產(chǎn)品，作為CNG、LNG或城市燃氣對外銷售，也可用作化工生產(chǎn)原料，同時生產(chǎn)食品級co2。


圖I是本發(fā)明的流程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于下述實施例。實施例I
表I電石爐氣組分
權(quán)利要求
1.一種電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于該工藝包括以下步驟 先將凈化后的電石爐氣進行增壓，經(jīng)增壓后的電石爐氣與中壓蒸汽混合進入變換反應(yīng)器，經(jīng)變換反應(yīng)器變換反應(yīng)后，進入甲烷化反應(yīng)器進行甲烷化，然后進入脫碳系統(tǒng)脫除CO2,脫除了 CO2的氣體經(jīng)干燥進入甲烷提濃系統(tǒng)進行提濃，制得合成天然氣，脫除的CO2氣體經(jīng)CO2回收單元制得食品級CO2。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于所述的凈化后的電石爐氣是指經(jīng)凈化后，焦油、硫、磷、砷、氟和氰雜質(zhì)組分的體積百分含量均小于0. Ippm的氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于所述的增壓是指將電石爐氣的壓力提高至3 — 5MPa ;所述的中壓蒸汽是指壓力為I.6—5. OMPa，溫度為200-265°C的飽和水蒸氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于所述的變換反應(yīng)是指在催化劑作用下，使CO與水蒸汽反應(yīng)生成CO2和H2 ;所述的甲烷化是在催化劑作用下，使CO及CO2與H2反應(yīng)生成CH4和水。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于電石爐氣經(jīng)變換反應(yīng)器變換反應(yīng)后，利用變換反應(yīng)放出的熱量加熱變換反應(yīng)進氣，變換后經(jīng)換熱后的氣體直接進入甲烷反應(yīng)器進行甲烷化，變換反應(yīng)生成的CO2和剩余的水蒸氣起稀釋甲烷化進氣作用，出甲烷化反應(yīng)器的高溫氣體通過副產(chǎn)蒸汽回收熱量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于所述的脫碳系統(tǒng)是指采用干法脫碳的工藝或者濕法脫碳的工藝，所述的干法脫碳是指采用PSA技術(shù)將CO2從混合氣體中分離出來；所述的濕法脫碳包括熱堿法或者MDEA洗滌脫除CO2。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于所述的CO2回收單元包括對CO2的收集、對CO2的凈化、對CO2進行閃蒸提純后制得食品級CO2的過程；C02的收集是指對于采用濕法脫碳工藝，吸收CO2的吸收劑經(jīng)加熱再生，吸收的CO2從吸收劑中分離出來，吸收劑得以解析，解析后的吸收劑循環(huán)使用，分離出的CO2得以收集；對于干法脫碳工藝，是利用吸附劑對不同組分的吸附特性實現(xiàn)CO2的分離，達到收集CO2的目的。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于所述的對CO2的凈化是指脫除氣體中的雜質(zhì)和水，利用吸附劑對雜質(zhì)組分的吸附特性，達到凈化的目的，凈化單元包括氣體的冷卻、氣水分離和干燥，凈化器由三臺吸附器組成，凈化劑為分子篩或硅膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于所述的甲烷提濃系統(tǒng)提濃是指采用分離的方法將CH4W混合氣體中分離收集，分離方法可以用PSA法，也可以是低溫分離法，對于低溫分離法，要求進低溫分離系統(tǒng)的氣體中CO2體積百分含量低于50ppm。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或權(quán)利要求9所述的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，其特征在于若脫碳采用PSA干法脫碳工藝，而甲烷提濃采用低溫分離法，在氣體進入低溫分離系統(tǒng)前需要再次脫碳，從而將氣體中CO2體積百分含量低于50ppm ;若脫碳采用濕法脫碳 工藝，可直接將甲烷化后的氣體中的CO2脫至體積百分含量低于50ppm，氣體進入低溫分離系統(tǒng)前無需再次脫碳。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級二氧化碳的工藝，該工藝依次包括以下步驟凈化后的電石爐氣經(jīng)增壓與中壓蒸汽混合進入變換反應(yīng)器變換后，進入甲烷化反應(yīng)器甲烷化，之后進入脫碳系統(tǒng)脫除CO2。脫除CO2的氣體經(jīng)干燥后，進入甲烷提濃系統(tǒng)提濃，制得合成天然氣；脫除的CO2經(jīng)回收單元制得食品級CO2。脫碳系統(tǒng)可以采用變壓吸附(PSA)干法脫碳工藝，也可采用濕法脫碳工藝。濕法脫碳為熱堿法或者MDEA洗滌脫除CO2。CO2回收單元包括CO2收集、凈化和閃蒸提純。甲烷提濃可以是PSA法提濃甲烷，也可以是低溫分離提濃甲烷。本發(fā)明是一種適于工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的電石爐氣聯(lián)產(chǎn)合成天然氣和食品級CO2成套技術(shù)。
文檔編號C01B31/20GK102977960SQ201210530998
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月11日
發(fā)明者陳耀壯, 鄭珩, 馬磊, 廖炯, 蔣貴仲, 溫少樺 申請人:西南化工研究設(shè)計院有限公司