一種變壓吸附脫碳尾氣加氧生產(chǎn)液體二氧化碳提純塔餾出氣綜合利用的工藝的制作方法
【專利摘要】一種變壓吸附變換氣脫碳尾氣生產(chǎn)液體二氧化碳提純塔餾出氣綜合利用的工藝，其特征在于：在尾氣精餾分離液體二氧化碳前，加入濃度100～93％的氧氣，氧氣氣量為脫碳放空氣氣量的0.5～2.5％，由此得到餾出氣濃度大約組成50～68％CO2，15～10％CO，4～2％H2，1～3％CH4，15～10％N2，3～7％O2；精餾塔精餾后的餾出氣返回煤造氣爐用于生產(chǎn)一氧化碳和氫氣，造氣爐的蒸汽氣化煤過程中，餾出氣帶來的氧氣與煤反應(yīng)放熱同時生產(chǎn)一氧化碳，餾出氣中甲烷阻礙蒸汽紅熱煤與蒸汽副產(chǎn)甲烷，利用紅熱煤本身作為催化劑，二氧化碳與紅熱煤轉(zhuǎn)化生產(chǎn)氫氣與一氧化碳吸收熱量，使餾出氣產(chǎn)生高附加值使用，吸收熱與放出熱互為補(bǔ)充，可以保持原來煤造氣爐的制氣工況不會因為加入餾出氣而降低制氣強(qiáng)度，獲得環(huán)境效益的同時，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】一種變壓吸附脫碳尾氣加氧生產(chǎn)液體二氧化碳提純塔餾出 氣綜合利用的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工和環(huán)保領(lǐng)域，是一種有效利用廢氣方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 對于一段法變壓吸附脫碳裝置尾氣用于生產(chǎn)液體工業(yè)二氧化碳，尾氣二氧化碳濃 度為85?93%。普通工藝的提純塔精餾餾出氣二氧化碳含量75 %左右，該氣體組成一般為 氫氣2 %，一氧化碳10 %，甲烷3 %，氮氣10 %，通常的做法是把該氣體用于燃燒鍋爐，由于 可燃組分不多，而且燃燒過程餾出氣中二氧化碳被加熱排放，因此實際熱量回收價值不大。 提純塔精餾餾出氣壓力為2. 5?4.OMPa。對于蒸汽富裕的單位，提純塔精餾餾出氣用于燃 燒產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益不好。
[0003]CN102533334A公布了《一種液體二氧化碳生產(chǎn)過程的放空氣回收利用方法》，該發(fā) 明技術(shù)方案是：包含如下工藝步驟：將生產(chǎn)液體二氧化碳放空氣收集，預(yù)熱到50-200°C，混 配到煤氣發(fā)生爐的入爐水蒸汽中作為混合氣化劑使用，一同進(jìn)入煤氣發(fā)生爐，作為原料循 環(huán)利用。很多液體二氧化碳生產(chǎn)企業(yè)都有煤氣發(fā)生爐設(shè)施，該發(fā)明利用現(xiàn)有煤氣發(fā)生爐裝 置及工藝條件，實現(xiàn)生產(chǎn)液體二氧化碳放空氣的回收利用。由于二氧化碳加入量太大，導(dǎo)致 紅熱煤溫度下降太快，制氣強(qiáng)度明顯下降。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 對于未加氧氣的變壓吸附脫碳裝置尾氣，由于餾出氣燃燒價值遠(yuǎn)低于用作合成氣 (餾出氣沒有有害雜質(zhì)，比如硫化物等），對于直接回收利用一氧化碳與氫氣，不少企業(yè)一 開始把它直接送入造氣氣柜，但由于餾出氣甲烷含量高，甲烷作為惰性氣體，會加大合成放 空氣流量，反而會影響合成系統(tǒng)產(chǎn)量，而大量二氧化碳又降低煤氣的有效氣體含量。因此， 現(xiàn)在一般的做法是返回燃燒系統(tǒng)，回收熱量。
[0005] 本發(fā)明是在變壓吸附脫碳裝置尾氣精餾分離液體二氧化碳前，加入適量濃度 100?93%的氧氣，氧氣氣量為饋出氣氣量的3?7%，這樣做的目的是出于兩方面考慮： 加入相對脫硫過程需要而言過量氧氣，首先是為了脫硫過程硫轉(zhuǎn)化更加徹底；其次是精餾 塔精餾后的餾出氣返回造氣爐，因餾出氣含有氧氣與二氧化碳，可以減少沒有氧氣加入時 引起的紅熱煤溫度下降速度太快的缺陷。
[0006] 本發(fā)明的具體做法是：變壓吸附脫碳裝置放空氣加入0. 5?2. 5%放空氣流量 100?93%濃度的氧氣，經(jīng)過鼓風(fēng)機(jī)送氣、脫硫（脫硫過程消耗微量氧氣），然后壓縮到 2. 5?4.OMPa，降溫到-20?-40°C，液化送入二氧化碳提純精餾塔，從精餾塔底獲得高純度 二氧化碳液體，從精餾塔塔頂放出餾出氣。
[0007] 提純塔精餾餾出氣組成為：氧氣氣量為脫碳裝置放空氣氣量的0. 5?2. 5%，由此 得到餾出氣濃度大約組成50?68%CO2,15?10%C0,4?2%H2,1?3%CH4,15?10% N2, 3?7%O2。餾出氣壓力略低于精餾塔進(jìn)口壓力2. 5?4.OMPa。該氣體經(jīng)過降壓節(jié)流回 收冷量，把節(jié)流壓力設(shè)定在0. 03?0. 2MPa，餾出氣返回合成氨造氣工段的煤造氣爐蒸汽氣 化階段。造氣爐中的水蒸汽與紅熱煤（水與高溫煤反應(yīng)生產(chǎn)氫氣與一氧化碳，）氣化過程 中，利用高溫煤作為催化劑，餾出氣中氧氣與紅熱煤轉(zhuǎn)化一氧化碳放熱，餾出氣中二氧化碳 與高溫煤轉(zhuǎn)化生產(chǎn)一氧化碳吸熱，吸熱放熱互為補(bǔ)充。
[0008] 而變壓吸附脫碳裝置放空氣中加入的氧氣，可以保持煤造氣爐原有制氣方式操 作，不會因為加入餾出氣導(dǎo)致紅熱煤溫度下降速度加快，蒸汽轉(zhuǎn)化煤的強(qiáng)度沒有減弱，煤氣 中氫氣濃度占比與無餾出氣加入基本保持一致。因此，減少高溫煤氣化過程中二氧化碳加 入產(chǎn)生的不利影響。
[0009] 餾出氣的加入，由于甲烷的存在，對于造氣爐制氣過程形成副產(chǎn)物甲烷有很強(qiáng)的 抑制作用，提高了高溫煤與蒸汽轉(zhuǎn)化成氫氣與一氧化碳的轉(zhuǎn)化率。
[0010] 由此本發(fā)明變壓吸附脫碳尾氣中氧氣的加入，不僅使得脫硫轉(zhuǎn)化更徹底，而且充 分利用了液體二氧化碳精餾塔加氧餾出氣，獲得了比餾出氣直接放空、直接燃燒或者直接 送入煤氣氣柜更好的經(jīng)濟(jì)效益，且比未加氧餾出氣的造氣爐況更穩(wěn)定，不改變原有操作習(xí) 慣。

【具體實施方式】
[0011] 實施例1 :某二氧化碳液化裝置加氧餾出氣成分如下。
[0012] (1)原料氣組成（干基）：
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種變壓吸附變換氣脫碳尾氣生產(chǎn)液體二氧化碳精餾塔餾出氣綜合利用的工藝，其 特征在于：在尾氣精餾分離液體二氧化碳前，加入濃度100?93%的氧氣，氧氣氣量為脫碳 放空氣氣量的0. 5?2. 5%，由此得到餾出氣濃度大約組成50?68% C02,15?10% CO， 4?2% H2,1?3% CH4,15?10% N2, 3?7% 02 ;精餾塔精餾后的餾出氣返回煤造氣爐用 于生產(chǎn)一氧化碳和氫氣，造氣爐的蒸汽氣化煤過程中，餾出氣帶來的氧氣與煤反應(yīng)放熱同 時生產(chǎn)一氧化碳，餾出氣中甲烷阻礙蒸汽紅熱煤與蒸汽副產(chǎn)甲烷，利用紅熱煤本身作為催 化劑，二氧化碳與紅熱煤轉(zhuǎn)化生產(chǎn)氫氣與一氧化碳吸收熱量，使餾出氣產(chǎn)生高附加值使用， 吸收熱與放出熱互為補(bǔ)充，可以保持原來煤造氣爐的制氣工況不會因為加入餾出氣而降低 制氣強(qiáng)度，獲得環(huán)境效益的同時，獲得可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
【文檔編號】C10J3/00GK104263409SQ201410466146
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】楊新志, 楊皓, 李紅梅 申請人:楊新志