一种绿色环保且高CO2产量的低温甲醇洗工艺的制作方法

本发明涉及一种绿色环保且高co2产量的低温甲醇洗工艺，属于煤化工中的气体净化领域。

背景技术：

随着经济的发展，近年来我国的能源消耗总量逐年增长，而其中煤资源的消耗占了50％以上。煤化工主要包括煤的气化、液化、干馏，以及焦油加工和电石乙炔化工等。煤的气化在煤化工中占有重要地位，用于生产各种气体燃料，是洁净的能源。在煤制气的过程中不可避免会产生一些杂质气体。因此，气体净化是煤化工产业中重要的一环。

在煤化工行业中，气体净化的主要是将co2、h2s、cos等从co和h2中分离出来并加以回收。低温甲醇洗法作为一种能同时完成脱碳和脱硫目标的工艺，具有高效、经济的优势，被广泛应用于煤化工的气体净化行业中。

传统的低温甲醇洗流程如图1所示，其大致流程如下，富甲醇通过分流器，一部分从t01塔中进入，剩余部分送入t02下段，在t01塔顶得到co2产品气，塔底的液体进入到t02上段进行气提。t02塔顶气体送入t03洗涤后，排出废气，塔底液体送入甲醇热再生塔，得到贫甲醇再送入吸收塔做循环吸收剂，在t02塔底通入n2，进一步加强co2的解吸，减小塔底液体中co2的含量。水从t03上部进入，吸收废气中的杂质，使废气符合排放标准，塔底得到的废水再送入t04中进行甲醇和水的分离，最终在塔底得到符合排放标准的废水。

上述传统低温甲醇洗流程存在以下缺点：

(1)在co2解吸塔中没有将富碳甲醇和富硫甲醇进行分段解吸，只解吸了少量的co2，未能利用半贫甲醇的优势；

(2)气提塔采用n2气提，不仅增加了物耗，而且使废气中掺杂了n2，不方便进行co2的回收，增加了碳的排放，减小了co2的产量；

(3)甲醇脱水塔塔底的废水没能得到利用，直接排放增加了环境的压力的同时也增加了废气洗涤塔中水的用量。

技术实现要素：

为了解决上述的缺点，本发明的目的在于提供一种绿色环保且高co2产量的低温甲醇洗工艺方法。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：一种绿色环保且高co2产量的低温甲醇洗工艺，该工艺中涉及的装置包括co2解吸塔t01、气提塔t02、废气洗涤塔t03、甲醇脱水塔t04和闪蒸罐v01；其特征在于将co2解吸塔t01从上至下分成两段，上段塔底的半贫液甲醇i分成2股，一股i1送入气提塔t02上段塔顶，另一股i2作为吸收剂采出；将气提塔t02从上至下分成两段，上段塔底的富甲醇j通入到闪蒸罐v01中，闪蒸罐v01的底部液体送入气提塔t02的下段上部，闪蒸罐v01的顶部气体送入到co2解吸塔t01下段底部；将废气洗涤塔t03塔顶的气体d中的第一股气体d1通入到气提塔t02塔底；将甲醇脱水塔t04塔底的废水中的第一股废水g1通入到废水洗涤塔t03顶部；将进料的富碳甲醇a1分成两股，一股送入co2解吸塔t01的上段顶部，另一股送入co2解吸塔t01的下段顶部。富硫甲醇a2从下段顶部进入，在解吸塔的上段顶部得到co2的产品气。

优选进料的富碳甲醇a1摩尔含量的70％～85％送至co2解吸塔t01的上段顶部，剩余部分送至下段顶部。

优选co2解吸塔t01上段塔底出的半贫液甲醇i摩尔含量的65％～80％的第二股半贫液甲醇i2作为吸收剂采出送入吸收塔顶部进行循环利用，剩余部分第一股半贫液甲醇i1送至气提塔t02上段顶部，下段底部得到溶液送入到气提塔上段顶部。

优选将废气洗涤塔t03塔顶废气d摩尔含量的50％～80％第一股废气d1送入到气提塔t02塔底，剩余部分第二股废气d2直接排出。

优选将甲醇脱水塔t04塔底的废水g摩尔含量的65％～90％的第一股废水g1通入到废水洗涤塔t03顶部，剩余第二股废水g2直接排出。

co2解吸塔分2段，富碳甲醇通过分流器分别从上段顶部和下段顶部进入，上段底部得到的半贫液甲醇部分，剩余部分送入气提塔上段顶部，气提塔分为2段，上段顶部得到的气体送入洗涤塔底部，上段塔底的液体送入闪蒸罐中，闪蒸完的气体送入co2解吸塔底部，液体送入气提塔下段顶，其中甲醇脱水塔和废气洗涤塔顶部的气体都通入气提塔下段的底部，进一步解吸出甲醇溶液中的co2。

甲醇脱水塔塔底得到的废水送入洗涤塔的上部，作为废气的洗涤剂，减小水的用量和废水的排放。

传统工艺只将富甲醇的一部分送入解吸塔，解吸出少部分co2；气提塔采用n2气提，不仅增加了物耗，而且使废气中掺杂了n2，增加了碳的排放；甲醇脱水塔塔底的废水没能得到利用，直接排放增加了环境的压力的同时也增加了废气洗涤塔中水的用量。

相比于传统的低温甲醇洗流程，本发明做了以下改动，具有的优点如下：

(1)首先，将富碳甲醇和富硫甲醇分别送入co2解吸塔的上段和下段，充分解吸co2的同时，可以得到半贫液甲醇溶液，送至吸收塔顶部循环利用；

(2)然后，用废气洗涤塔顶的气体取代传统工艺的n2，将洗涤完的废气直接通入到气提塔的底部，一方面减小了外部n2的物耗，另一方面避免引入新的杂质气体，可以循环解吸出系统中的co2气体，增加co2产品气的同时，也减小了废气的排放，保护了环境；

(3)最后，将甲醇脱水塔塔底得到的废水送入洗涤塔的上部，作为废气的洗涤剂，节约洗涤水用量的同时也减少了废水的排放。

附图说明

图1为传统低温甲醇洗工艺流程图；

图2为本发明所提供的新型低温甲醇洗工艺流程图；其中t01：co2解吸塔，t02：气提塔，t03：废气洗涤塔，t04：甲醇脱水塔v01：甲醇/co2闪蒸罐a：富甲醇，a1：富碳甲醇，a2：富硫甲醇，b：co2产品气，c：气提塔下段塔底富硫甲醇，d：废气，d1：第一股废气，d2：第二股废气，e：水，f：吸收塔塔底废水，g：废水，g1：第一股废水，g2：第一股废水，h：氮气，i：半贫液甲醇，i1：第一股半贫液甲醇，i2：第二股半贫液甲醇，j：气提塔上段塔底富甲醇。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细的描述。但本发明的实施方案不限于此，对于未标注明的工艺参数可参考常规技术。以下实施例的工艺流程图如图2所示。

对比例1

40℃，3.08mpa，17797.8kmol/h含有20.35％的co，44.05％h2，34.92％co2，0.15％h2s，0.01％cos，0.31％n2，0.12％h2o，0.08％ar的原料气，富甲醇溶液为44096.6kmol/h含有0.06％h2，0.04％co，13.98％co2，0.06％h2s和85.85％ch3oh进入到co2解吸塔t01和气提塔t02中。在co2解吸塔t01塔顶得到了2431.1kmol/h的co2含量大于98.5％的产品气，在气提塔t02底部通入1200kmol/h的n2，在废气洗涤塔t03塔顶得到了4954.6kmol/h含有74.08％co2，23.98％n2的废气。在洗涤塔塔顶t03通入500kmol/h的水，最终在甲醇脱水塔t04塔底得到了441.3kmol/h的杂质含量小于100ppm的废水。

实施例1

40℃，3.08mpa，17797.8kmol/h含有20.35％的co，44.05％h2，34.92％co2，0.15％h2s，0.01％cos，0.31％n2，0.12％h2o，0.08％ar的原料气，25706.3kmol/h含有13.33％co2，86.46％ch3oh的富碳甲醇摩尔含量的70％的溶液送入co2解吸塔t01上段，剩余部分送入下段，18431.5kmol/h含有20.11％co2，0.14％h2s，79.48％ch3oh的富硫甲醇直接送入co2解吸塔t02下段。在co2解吸塔t01上段底部得到17040.4kmol/h含有8.57％co2，91.30％ch3oh的半贫液甲醇，其中摩尔含量65％作为吸收剂采出，剩余部分送入气提塔t02上段顶部。废水洗涤塔塔t03顶得到3086.0kmol/h的co2含量大于98％的废气，其中摩尔含量50％送入到气提塔t02底部来替代原工艺的n2，剩余的部分作为废气排放，最终在co2解吸塔t01顶得到4672.2kmol/h的co2含量大于99％的产品气。在洗涤塔t03塔顶通入500kmol/h的水，最终在甲醇脱水塔t04塔底得到了461.0kmol/h杂质含量小于100ppm的废水，其中摩尔含量65％送入到洗涤塔t03塔顶，剩余部分当做废水排放。

最终，与对比例1相比，co2产量增加了92％，废气的排放减少了69％，水用量减少60％。

实施例2

40℃，3.08mpa，17797.8kmol/h含有20.35％的co，44.05％h2，34.92％co2，0.15％h2s，0.01％cos，0.31％n2，0.12％h2o，0.08％ar的原料气，32277.4kmol/h含有16.77％co2，83.05％ch3oh的富碳甲醇摩尔含量的85％的溶液送入co2解吸塔t01上段，剩余部分送入下段，11661.0kmol/h含有23.77％co2，0.22％h2s，75.75％ch3oh的富硫甲醇直接送入co2解吸塔t01下段。在co2解吸塔t01上段底部得到25545.4kmol/h含有10.67％co2，89.20％ch3oh的半贫液甲醇，其中摩尔含量80％作为吸收剂采出，剩余部分送入气提塔t02上段顶部。废水洗涤塔t03塔顶得到2896.4kmol/h的co2含量为98％的废气，其中摩尔含量80％送入到气提塔t02底部来替代原工艺的n2，剩余的部分作为废气排放，最终在co2解吸塔t01塔顶得到5635.7kmol/h的co2含量大于99％的产品气。在洗涤塔t03塔顶通入500kmol/h的水，最终在甲醇脱水塔t04塔底得到了459.6kmol/h杂质含量小于100ppm的废水，其中摩尔含量90％送入到洗涤塔t03塔顶充当洗涤水，减小了废水的排放。

最终，与对比例1相比，co2产量增加了132％，废气的排放减少了88％，水用量减少83％。