產(chǎn)品氣聯(lián)合處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種尾氣處理工藝，尤其設(shè)及一種低溫甲醇洗單元C〇2尾氣及CO 2產(chǎn)品 氣聯(lián)合處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 中國專利CN 201722311U于2011-01-26公開了一種低碳技術(shù)合成甲醇的裝置， 包括：煤氣化裝置、CO變換裝置、低溫甲醇洗單元、合成氣壓縮裝置、蒸汽轉(zhuǎn)化裝置、甲醇合 成裝置和MTO甲醇制備裝置，煤氣化裝置與CO裝置管連接，CO裝置管連接低溫甲醇洗單 元，甲燒氣通過蒸汽轉(zhuǎn)化裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化氣氨碳比為2. 92:1也與合成壓縮裝置管連接， 合成壓縮裝置經(jīng)過加壓的合成氣通過管道連接甲醇合成裝置，甲醇合成裝置在催化劑作 用下產(chǎn)生粗甲醇，再進(jìn)入MTO甲醇制備裝置。 陽00引中國專利CN 102191086A于2011-09-21公開了一種煤制合成氣聯(lián)產(chǎn)一氧化碳、甲 醇、氨氣、精制合成氣的集成裝置，包括：1.氣化單元、2.變換及熱回收單元、3.低溫甲醇 洗凈化單元、4. CO深冷分離單元、5.變壓吸附制氨單元、6.甲醇合成及精饋單元。氣化單元 出口的粗合成氣分兩個系統(tǒng)：第一個系統(tǒng)依次通過熱回收裝置和低溫甲醇洗未變換氣洗 涂塔后包括3路：第1路依次經(jīng)分子篩吸附站、冷箱、CO壓縮裝置得到CO產(chǎn)品；第2路直 接得到精制合成氣產(chǎn)品；第3路依次經(jīng)分子篩吸附站、冷箱、變壓吸附制氨單元得到高純氨 氣產(chǎn)品；第二個系統(tǒng)依次連接變換熱回收裝置、低溫甲醇洗變換氣洗涂塔、甲醇合成及精饋 單元得到甲醇產(chǎn)品。
[0004] 目前，對于大型煤制合成氨、合成甲醇等項(xiàng)目配套低溫甲醇洗單元中0)2回收率僅 達(dá)65%左右。低溫甲醇洗尾氣中C〇2的回收利用備受關(guān)注，應(yīng)用廣泛的方法主要有吸附精 饋法和變壓吸附法。 陽0化]吸附精饋法先通過多級吸附脫除甲醇、硫化氨等雜質(zhì)，再經(jīng)過精饋脫除甲燒、氮?dú)?等，所得C〇2產(chǎn)品凈化度高，但工藝復(fù)雜，設(shè)備投資成本高。
[0006] 變壓吸附法具有投資省、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點(diǎn)，但不同的吸附壓力會對c〇2回收成本 造成明顯的影響，且C〇2尾氣中組分復(fù)雜，吸附過程需多種吸附劑聯(lián)合使用，吸附劑的選擇 是難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種低溫甲醇洗單元 C〇2尾氣與CO 2產(chǎn)品氣處理工藝，其無需任何輔助燃料、工藝簡單、能量利用率高、無二次污 染、尾氣處理徹底、副產(chǎn)蒸汽，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種低溫甲醇洗單元c〇2尾氣與c〇2產(chǎn)品氣聯(lián) 合處理工藝，采用催化氧化與吸附精制聯(lián)合工藝，其工藝流程為：C〇2尾氣與反應(yīng)所需的空 氣混合，經(jīng)尾氣換熱器加熱后再經(jīng)電加熱器進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器，通過催化氧化反應(yīng)，將有 害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水，催化氧化反應(yīng)采用蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力 為O~25kPa(G)，反應(yīng)溫度為100~650°C;C02產(chǎn)品氣經(jīng)過吸附精制系統(tǒng)后，產(chǎn)品氣中的甲 醇被吸附，采用催化氧化系統(tǒng)的排煙尾氣作為解吸氣，解吸后含有甲醇的氣體再通過再生 風(fēng)機(jī)循環(huán)回催化氧化系統(tǒng)。吸附精制采用高效分子篩、活性炭或活性炭纖維為吸附劑，吸附 壓力為20~120kPa，吸附溫度為20~50°C。
[0009] 本發(fā)明催化反應(yīng)器的入口溫度優(yōu)先控制在150~450°C，最好在300°C，出口溫度 優(yōu)先控制在350~650°C。在催化氧化反應(yīng)器入口處有一調(diào)節(jié)反應(yīng)器入口溫度的旁路閥口， 在空氣鼓風(fēng)機(jī)入口處有一控制反應(yīng)器出口溫度的旁路閥口。吸附精制系統(tǒng)吸附階段入口溫 度為20~4(TC，最好在2(TC。吸附床再生時用凈化后的排煙尾氣或水蒸氣作解吸氣。所 用排煙尾氣溫度為80~550°C，最好在400°C W下，壓力為0~lOOkPa，最好為50kPa W下； 所用水蒸氣溫度為100~220°C，最好150°C W下，壓力為100~500kPa，最好為300kPa W 下。
[0010] 作為本發(fā)明的優(yōu)先技術(shù)方案，c〇2尾氣與空氣混合后，最好經(jīng)廢氣加熱器加熱到催 化劑起燃溫度后進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器。廢氣加熱器最好為焊接板式換熱器或熱管換熱器或 翅片管換熱器。
[0011] 催化氧化反應(yīng)器可采用固定床催化氧化反應(yīng)器，吸附精制系統(tǒng)采用兩個固定吸附 床定期交替進(jìn)行吸附與解吸。
[0012] 和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝中，低溫甲醇洗單元c〇2尾氣首先采用催化氧化工藝 進(jìn)行處理，C〇2尾氣與反應(yīng)所需的空氣混合，經(jīng)尾氣換熱器加熱后再經(jīng)電加熱器進(jìn)入催化氧 化反應(yīng)器，通過催化氧化反應(yīng)，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。從催化氧化反 應(yīng)器出來的凈化氣體進(jìn)入余熱鍋爐回收部分熱量，之后凈化尾氣經(jīng)換熱器回收熱量后大部 分排入排氣筒，一小部分作為解吸氣去C〇2產(chǎn)品氣精制系統(tǒng)。CO 2產(chǎn)品氣經(jīng)過吸附床后，產(chǎn) 品氣中的甲醇被吸附，凈化后的C〇2產(chǎn)品氣達(dá)到下游工序要求，兩個吸附床定期交替進(jìn)行解 吸，采用催化氧化系統(tǒng)的排煙尾氣作為解吸氣，解吸后含有甲醇的氣體再通過再生風(fēng)機(jī)循 環(huán)回催化氧化系統(tǒng)，保證排放氣體達(dá)標(biāo)。本發(fā)明具有W下優(yōu)勢：無需任何輔助燃料、工藝簡 單、能量利用率高、無二次污染、尾氣處理徹底、副產(chǎn)蒸汽，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0013] 圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的低溫甲醇洗單元c〇2尾氣與產(chǎn)品氣聯(lián)合處理工藝流程 圖。
[0014] 其中：1為空氣過濾器；2為空氣鼓風(fēng)機(jī)；3為預(yù)熱鍋爐；4為尾氣換熱器；5為催化 氧化反應(yīng)器；6為電加熱器；7為排氣筒；8為再生風(fēng)機(jī)；9為吸附床A ;10為吸附床B。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。運(yùn)些實(shí)施例應(yīng)理解為僅用于說 明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。在閱讀了本發(fā)明記載的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù) 人員可W對本發(fā)明作各種改動或修改，運(yùn)些等效變化和修改同樣落入本發(fā)明權(quán)利要求所限 定的范圍。
[0016] 如圖1所示，c〇2尾氣與產(chǎn)品氣處理工藝采用催化氧化與吸附精制聯(lián)合工藝，其工 藝流程為：C〇2尾氣與經(jīng)過空氣過濾器1與空氣鼓風(fēng)機(jī)2的空氣混合后，經(jīng)尾氣換熱器4與 電加熱器6后進(jìn)入催化氧化反應(yīng)器5,進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，將有害的揮發(fā)性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為二 氧化碳和水，再進(jìn)入余熱鍋爐3,回收部分熱量后，一部分凈化尾氣作為吸附精制系統(tǒng)的解 吸氣，另一部分凈化尾氣經(jīng)尾氣換熱器4后進(jìn)一步收熱量后排入煙畫7。C〇2產(chǎn)品氣進(jìn)入界 區(qū)后，經(jīng)過吸附床A9或吸附床BlO后（兩個吸附床交替進(jìn)行吸附與解吸），產(chǎn)品氣中的甲醇 被吸附，凈化后的C〇2產(chǎn)品氣達(dá)到下游工序要求并送出界區(qū)，采用催化氧化系統(tǒng)的排煙尾氣 作為解吸氣，解吸后含有甲醇的氣體再通過再生風(fēng)機(jī)8循環(huán)回催化氧化系統(tǒng)，保證排放氣 體達(dá)標(biāo)。
[0017] 其中，尾氣加熱器4為焊接板式換熱器或熱管換熱器或翅片管換熱器。催化氧化 反應(yīng)器5可采用固定床催化氧化反應(yīng)器，吸附精制系統(tǒng)采用兩個固定吸附床（吸附床A9和 吸附床B10)定期交替進(jìn)行吸附與解吸。
[0018] W下實(shí)施例中c〇2尾氣及產(chǎn)品氣條件如下表所示：
陽〇2〇] 實(shí)施例1
[0021] c〇2尾氣與所需的空氣混合后經(jīng)尾氣換熱器和電加熱器加熱，然后，進(jìn)入催化反應(yīng) 器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力為25kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫 度為300°C，出口溫度為650°C，催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中：非甲燒總控《61mg/Nm3。CA 產(chǎn)品氣進(jìn)入吸附精制系統(tǒng)，采用高效分子篩吸附劑，吸附溫度為20°C，壓力為lOOkPa，排煙 尾氣作為解吸氣，脫附溫度為400°C，壓力為SOkPa,凈化后C〇2中甲醇《30mg/Nm3;副產(chǎn) 0.6MPa(G)的蒸汽9噸。 陽0巧 實(shí)施例2
[0023] C〇2尾氣與所需的空氣混合后經(jīng)尾氣換熱器和電加熱器加熱，然后，進(jìn)入催化反應(yīng) 器中進(jìn)行催化氧化反應(yīng)，采用蜂窩貴金屬催化劑，反應(yīng)壓力為12kPa(G)，反應(yīng)器的入口溫 度為250。出口溫度為550。催化氧化反應(yīng)器出口尾氣中：非甲燒總控《74mg/Nm 3。C〇2 產(chǎn)品氣進(jìn)入吸附精制系統(tǒng)，采用高效分子篩吸附劑，吸附溫度為30°C，壓力為llOKPa，排煙 尾氣作為解吸氣，脫附溫度為300°C，壓力為lOOkPa，凈化后C〇2中甲醇《46mg/Nm 3;副產(chǎn) 0. 6MPa(G)的蒸汽 6. 8 噸。
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