一种合成气净化生产二氧化碳的系统的制作方法

1.本实用新型属于净化技术领域，涉及一种合成气净化生产二氧化碳的系统。

背景技术：

2.合成气净化指的是采用物理或化学方法除去气体中的杂质如硫化氢、氧硫化碳、二氧化碳等的过程。合成中含有大量的二氧化碳，二氧化碳是纯碱、尿素等的重要原料，而且co2过量会导致氨合成催化剂中毒，所以要对二氧化碳进行脱除并部分做产品或过程原料回收。
3.目前，二氧化碳的脱除大多采用甲醇洗涤，虽然能实现二氧化碳的脱除和回收，但是存在以下问题：二氧化碳含量高，需要大量的甲醇来洗涤，成本高；合成气温度高，洗涤要在低温下进行，整个过程能耗高；现有回收的二氧化碳为常压气体，对于液态的二氧化碳，还需进一步加压再液化，增加处理工序和处理成本。

技术实现要素：

4.为了解决现有合成净化气存在的成本高和能耗高的技术问题，本实用新型提供一种合成气净化生产二氧化碳的系统，能直接产出液态二氧化碳，成本低且能耗小，且产品为食品级二氧化碳。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种合成气净化生产二氧化碳的系统，包括依次连通的粗煤气预冷器、洗硫塔、二氧化碳冷凝器、二氧化碳分离器和脱轻组分塔，所述洗硫塔还与脱轻组分塔连通。
7.进一步的，所述洗硫塔内从下自上依次设置洗硫段和洗醇段，所述粗煤气预冷器经洗硫段、洗醇段和二氧化碳冷凝器连通；所述脱轻组分塔与洗醇段连通。
8.进一步的，所述洗硫段上外接有洗涤管路，所述洗涤管路为富碳醇洗涤管路。
9.进一步的，所述粗煤气预冷器上分别外接有原料管路和排液管路，所述原料管路经粗煤气预冷器与洗硫段连通，所述排液管路经粗煤气预冷器后外排。
10.进一步的，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括设置在脱轻组分塔与洗醇段之间的液二氧化碳泵。
11.进一步的，所述二氧化碳冷凝器上外接有冷剂管路。
12.进一步的，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括原料气换热器，所述洗醇段经原料气换热器与二氧化碳分离器侧部连通；所述二氧化碳分离器顶部与原料气换热器连通。
13.进一步的，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括设置在粗煤气预冷器和洗硫塔之间的分离器。
14.进一步的，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括设置在二氧化碳分离器和脱轻组分塔之间的减压阀。
15.进一步的，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括分别与脱轻组分塔底部和
脱轻组分塔侧部连通的再沸器。
16.本实用新型的有益效果是：
17.1、本实用新型提供的系统，在净化气部分液化产二氧化碳的同时，能脱除合成气中的二氧化碳，并产出液态食品级二氧化碳产品，处理流程短，成本低，能耗小。
18.2、本实用新型的系统中，从洗硫塔出来顶部出来的合成气，一部分经过二氧化碳冷凝器冷却，另一部分经过原料气换热器与分离器出来的分离气体换热冷却，使得冷量得到回收利用，降低能耗。
19.3、本实用新型中，利用尾气或合成气，与变换气进行热交换，实现变换气的降温预冷，实现冷热能耗的回收利用，达到节能降耗、降低成本的目的。
20.4、本实用新型中用塔脱轻组分，能耗低，脱除效果好，产品可以按要求实现各种规格的二氧化碳产品。再沸器热源可以用系统热量，节约系统冷耗。
附图说明
21.图1为本实用新型提供的生产系统图；
22.其中：
23.1—粗煤气预冷器；2—分离器；3—洗硫塔；4—二氧化碳冷凝器；5—二氧化碳分离器；6—减压阀；7—脱轻组分塔；8—再沸器；9—液二氧化碳泵；10—原料气换热器。
具体实施方式
24.现结合附图以及实施例对本实用新型做详细的说明。
25.参见图1，一种合成气净化生产二氧化碳的系统，包括依次连通的粗煤气预冷器1、洗硫塔3、二氧化碳冷凝器4、二氧化碳分离器5和脱轻组分塔7，洗硫塔3还与脱轻组分塔7连通。
26.本实施例中，粗煤气预冷器1上分别外接有原料管路和排液管路，原料管路经粗煤气预冷器1与洗硫段连通，排液管路经粗煤气预冷器1后外排。
27.具体的，原料管路内通入原料气(合成气)，另外实施时原料管路内也能通入变换气。
28.尾气管路内充满气体，气体为甲醇洗再生气、甲醇合成气、合成氨气体或分离气体。尾气管路内的气体与原料管路内的原料气换热，原料气降温冷却，节省洗硫塔内洗涤剂的用量，同时实现原料气热量的回用，达到节能的目的。
29.本实施例中，合成气净化生产二氧化碳的系统还包括设置在粗煤气预冷器1和洗硫塔3之间的分离器2。
30.分离器2的侧部与粗煤气预冷器1连通，分离器2的底部连接外排管，分离器2的顶部与洗硫塔3的洗硫段连通。
31.本实施例中，洗硫塔3内从下自上依次设置洗硫段和洗醇段，粗煤气预冷器1冷凝分离液体后，经洗硫段、洗醇段和二氧化碳冷凝器4连通；脱轻组分塔7与洗醇段连通。洗硫段上外接有洗涤管路，洗涤管路为富碳醇洗涤管路。
32.洗硫塔3为柱塔，下部为洗硫段，上部为洗醇段，中间通过塔板隔开，且洗硫段与洗醇段连通。
33.洗硫段侧壁上设置进气口和洗涤管路接口，进气口低于洗涤管路接口，进气口与分离器2的顶部连通；洗涤管路接口与外部的洗涤管路连通；洗醇段上部侧壁经液二氧化碳泵9与脱轻组分塔7的底部连通，洗醇段的顶部分别与二氧化碳冷凝器4和二氧化碳分离器5连通。
34.二氧化碳冷凝器4上外接有冷剂管路。二氧化碳冷凝器4包括左腔室和右腔室，左腔室和右腔室之间通过隔板连接，洗醇段的顶部经左腔室与二氧化碳分离器5的侧部连通，冷剂管路经右腔室排出，冷剂管路中的冷剂通过右腔室，与进入左腔室内的分离后原料气换热，冷剂吸收热量，实现热量回收。
35.二氧化碳分离器5顶部经原料气换热器10后排出，洗醇段的顶部经原料气换热器10后与二氧化碳分离器5的侧部连通，二氧化碳分离器5底部经减压阀6与脱轻组分塔7侧部连通。
36.脱轻组分塔7顶部去闪蒸或是回收备用，脱轻组分塔7的底部分为三路，第一路回收液态二氧化碳产品(大部分)，第二路经再沸器8返回脱轻组分塔7下侧部，第三路经液二氧化碳泵9与洗醇段上部侧壁连通。第二路和第三路均为小部分，主要目的是向洗醇段或是脱轻组分塔7内补液，提高洗醇段中co2浓度，有利于脱轻组分塔7内轻组分的释放脱除。
37.本实施例提供的合成气净化并生产二氧化碳的过程是：
38.净化副产过程：煤气经粗煤气预冷器1冷凝、分离器2分离后进入洗硫塔3的洗硫段与富碳甲醇洗涤剂传质，分离后煤气中的含硫组分被吸收，作为富硫甲醇送去闪蒸及再生，回用冷量及再生产生回用贫甲醇、尾气、富硫气。
39.脱硫后的气体继续向上经洗硫塔3的洗醇段，与从脱轻组分塔7底部来的液态二氧化碳传质，液态二氧化碳洗涤回收甲醇气，洗涤液再生后回至洗硫塔3下塔实现循环洗涤，一部分脱硫后的煤气经二氧化碳冷凝器4，与冷剂热交换(冷剂根据要求确定)使得脱硫后的煤气中的部分二氧化碳冷凝，然后进入二氧化碳分离器5内；另一部分脱硫后的煤气经原料气换热器10后进入二氧化碳分离器5内，经二氧化碳分离器5分离出气体经原料气换热器10排出与另一部分脱硫后的煤气进行热交换，实现热交换，节约能源，提高冷凝回收率。二氧化碳分离器5分离后的分离液体，经减压阀6减压后进入脱轻组分塔7内脱除轻组分，在脱轻组分塔7的底部回收液态二氧化碳产品，且二氧化碳的质量可达到食品级要求；大部分液态二氧化碳回产品库，少部分液态二氧化碳回洗硫塔3顶部洗涤二氧化碳，少部分液态二氧化碳经再沸器8返回脱轻组分塔7，对脱轻组分塔7进行补液，使得脱轻组分塔7内的轻组分(溶解气)从脱轻组分塔7的顶部释放，轻组分(溶解气)收集，也能进入闪蒸气压缩机回用。
40.本实用新型中，洗硫塔3的下塔为洗硫，上塔为液二氧化碳洗甲醇，然后经二氧化碳冷凝器4和脱轻组分塔7，洗硫段富碳甲醇洗涤硫化氢为主的含硫气，洗硫塔上段二氧化碳洗煤气携带的微量甲醇，采用二氧化碳洗涤甲醇，是产食品级二氧化碳的重要环节，也是减少生产二氧化碳时带来的甲醇损耗，节能环保；二氧化碳分离器出去的煤气去二氧化碳洗涤塔，用甲醇洗涤二氧化碳；洗涤后的甲醇叫富碳甲醇去洗硫段，本实用新型实现煤气洗硫、洗醇后的液化，产品液二氧化碳的脱轻组分，以及分离二氧化碳后的合成气去洗碳，净化生产成本大大的下降，能耗少。

技术特征：

1.一种合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，包括依次连通的粗煤气预冷器(1)、洗硫塔(3)、二氧化碳冷凝器(4)、二氧化碳分离器(5)和脱轻组分塔(7)，所述洗硫塔(3)还与脱轻组分塔(7)连通。2.根据权利要求1所述的合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，所述洗硫塔(3)内从下自上依次设置洗硫段和洗醇段，所述粗煤气预冷器(1)经洗硫段、洗醇段和二氧化碳冷凝器(4)连通；所述脱轻组分塔(7)与洗醇段连通。3.根据权利要求2所述的合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，所述洗硫段上外接有洗涤管路，所述洗涤管路为富碳醇洗涤管路。4.根据权利要求3所述的合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，所述粗煤气预冷器(1)上分别外接有原料管路和排液管路，所述原料管路经粗煤气预冷器(1)与洗硫段连通，所述排液管路经粗煤气预冷器(1)后外排。5.根据权利要求4所述的合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括设置在脱轻组分塔(7)与洗醇段之间的液二氧化碳泵(9)。6.根据权利要求2-5任一项所述的合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，所述二氧化碳冷凝器(4)上外接有冷剂管路。7.根据权利要求6所述的合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括原料气换热器(10)，所述洗醇段经原料气换热器(10)与二氧化碳分离器(5)侧部连通；所述二氧化碳分离器(5)顶部与原料气换热器(10)连通。8.根据权利要求7所述的合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括设置在粗煤气预冷器(1)和洗硫塔(3)之间的分离器(2)。9.根据权利要求8所述的合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括设置在二氧化碳分离器(5)和脱轻组分塔(7)之间的减压阀(6)。10.根据权利要求9所述的合成气净化生产二氧化碳的系统，其特征在于，所述合成气净化生产二氧化碳的系统还包括分别与脱轻组分塔(7)底部和脱轻组分塔(7)侧部连通的再沸器(8)。

技术总结

本实用新型属于净化技术领域，涉及一种合成气净化生产二氧化碳的系统，包括依次连通的粗煤气预冷器、洗硫塔、二氧化碳冷凝器、二氧化碳分离器和脱轻组分塔，所述洗硫塔还与脱轻组分塔连通，洗硫塔内从下自上依次设置洗硫段和洗醇段，所述粗煤气预冷器经洗硫段、洗醇段和二氧化碳冷凝器连通；所述脱轻组分塔与洗醇段连通。本实用新型提供一种合成气净化生产二氧化碳的系统，能直接产出液态食品级二氧化碳，成本低且能耗小。成本低且能耗小。成本低且能耗小。