專(zhuān)利名稱(chēng)：從氣體混合物中分離二氧化碳的溶劑和工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬氣體分離領(lǐng)域，具體涉及使用一種復(fù)合胺溶劑從含有二氧化碳的氣體混合物中分離二氧化碳的方法。
背景技術(shù)：
在化學(xué)工業(yè)和氣體加工工藝中，經(jīng)常需要從各種氣體中脫除二氧化碳。從氣體中脫除二氧化碳的主要方法是采用醇胺溶液作為吸收劑，如當(dāng)氣體中二氧化碳分壓小于0.1Mpa時(shí)，通常采用一乙醇胺(MEA)和各種改良一乙醇胺法；當(dāng)氣體中二氧化碳分壓大于0.3Mpa時(shí)，通常采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)和各種改良MDEA法如巴斯夫(BASF)公司的aMDEA系列和道化學(xué)(Dow Chemical)公司開(kāi)發(fā)的 系列等。這些方法都取得了很好的效果。但是，當(dāng)氣體中二氧化碳分壓為0.1Mpa～0.25Mpa時(shí)(如合成氨工業(yè)中變換氣的壓力～ )，目前還沒(méi)有一種合適的脫碳方法，如果采用一乙醇胺法，能耗太高；采用改良MDEA法，又滿足不了凈化度的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用一種復(fù)合胺溶液從氣體中脫除二氧化碳，當(dāng)氣體中二氧化碳分壓為 時(shí)，使用本方法脫碳，具有對(duì)二氧化碳吸收容量大、凈化度高、能耗低等特點(diǎn)。
本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的1、采用一種復(fù)合胺水溶液作為吸收劑，吸收劑中總胺的濃度按重量百分比計(jì)(以下同)為20％～60％，但最好為25％～45％。
2、本發(fā)明所用的復(fù)合胺由以下幾部分組成至少兩種叔胺，如三乙醇胺(TEA)、MDEA、二甲基一乙醇胺(DMEA)或N-叔丁胺基二乙醇胺(TBDEA)，這些胺占總胺濃度的70％～90％；一種或多種伯胺，如MEA、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、二甘醇胺(DGA)或2-氨基-1-丁醇，這些胺占總胺濃度的5％～15％；一種或多種仲胺，如二乙醇胺(DEA)、N-甲基一乙醇胺(MMEA)、N-叔丁胺基一乙醇胺(TBMEA)、N-正丁胺基一乙醇胺(BMEA)，這些胺占總胺濃度的5％～15％。
3、本發(fā)明所采用的復(fù)合胺溶液中還含有一定量的腐蝕抑制劑，例如鉬、銻或釩的化合物等。
4、本發(fā)明所采用的復(fù)合胺溶液中還含有一定量的消泡劑和阻垢劑。
5、本發(fā)明采用兩段吸收兩段再生流程原料氣經(jīng)氣水分離器進(jìn)入吸收塔底部，在塔內(nèi)自下而上，與由塔頂部、中部下來(lái)的復(fù)合胺溶液逆流接觸，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，氣體中的CO2被吸收，凈化氣由塔頂引出，經(jīng)凈化氣冷卻器冷卻后，再由凈化氣分離器回收冷凝液后送往下一工序。
吸收了CO2的復(fù)合胺溶液(富液)，從吸收塔底部出來(lái)經(jīng)減壓后，與貧液進(jìn)行換熱，回收了部分熱量后，進(jìn)入再生塔頂部，閃蒸出大部分CO2，然后自上而下與塔底蒸汽煮沸器產(chǎn)生的氣提蒸汽逆流接觸，解吸出剩余的CO2。
一部分溶液從再生塔中部出來(lái)(半貧液)，經(jīng)半貧液冷卻器冷卻后，再由半貧液泵加壓送入吸收塔中部進(jìn)行新一輪吸收。
從再生塔底部出來(lái)的再生較好的溶液(貧液)，經(jīng)貧液富液換熱器與富液換熱，再由貧液泵加壓、然后由貧液冷卻器冷卻后，進(jìn)入吸收塔上部循環(huán)使用。
從再生塔頂部出來(lái)的再生氣經(jīng)再生氣冷卻器冷卻后，再經(jīng)氣水分離器回收冷凝液后放空或去后工序。
回到底下槽的冷凝液由補(bǔ)液泵送回再生塔底部，以維持系統(tǒng)溶液濃度。
6、本發(fā)明所采用的工藝條件為貧液進(jìn)吸收塔的溫度一般為40～80℃，例如60～70℃；半貧液進(jìn)吸收塔的溫度一般為60～90℃，例如70～80℃；貧液與半貧液的比例一般為1∶1～1∶4，例如1∶2～1∶3；再生塔底的貧液溫度一般為80～120℃，例如1006、本發(fā)明所采用的復(fù)合胺溶液中還含有一定量的腐蝕抑制劑，例如鉬、銻或釩的化合物等。
再生塔底的壓力一般為0.05～0.2Mpa，例如0.1Mpa。
7、采用本發(fā)明脫除二氧化碳之前，要求對(duì)設(shè)備進(jìn)行鈍化，以減少對(duì)設(shè)備的腐蝕，可采用常規(guī)的鈍化方法如利用高價(jià)的釩進(jìn)行釩化。


附圖1為本發(fā)明所采用的工藝流程示意圖。附圖中，1-吸收塔；2-再生塔；3-原料氣分離器；4-氣水分離器；5-再生氣分離器；6-活性碳過(guò)濾器；7-貧夜冷卻器；8-再生器冷卻器；9-溶液加熱器；10-半貧液泵；11-貧液泵；12-貧富液換熱器；13-凈化氣冷卻器；14-溶液貯槽；15-地下槽；16-機(jī)械過(guò)濾器。
具體實(shí)施例方式實(shí)施實(shí)例下面通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，所有溶劑均添加了適量的腐蝕抑制劑、消泡劑和阻垢劑，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)例。
實(shí)施實(shí)例一原料氣為一中型氮肥廠來(lái)的變換氣，其中二氧化碳含量約為26％，冷卻至室溫并減壓到0.8Mpa后，經(jīng)附圖1所示的流程脫除二氧化碳，所有溶液的再生能量均相同，不同溶液的吸收效果見(jiàn)表一。
表一不同溶液的吸收效果

從表一可知本發(fā)明所采用的溶劑與活化MDEA溶液相比，在二氧化碳分壓較低的情況下，可以使凈化氣中二氧化碳含量降至1％以下。
實(shí)施實(shí)例二氣體條件同實(shí)施實(shí)例一，改變?cè)偕β剩Y(jié)果見(jiàn)表二。
表二 本發(fā)明所采用的溶劑與MEA法的比較

從表一可知本發(fā)明所采用的溶劑與MEA法相比，所需的再生能耗要低得多。
實(shí)施實(shí)例三采用附圖1所示的流程，溶液組成為MDEA25％+TBDEA4％+AMP5％+TBMEA5％+MMEA3％+水58％，變換氣壓力0.8Mpa，其中含二氧化碳22％，流量為17000Nm3/h，凈化氣中二氧化碳為0.5％。
權(quán)利要求
1.一種從氣體混合物中分離二氧化碳的溶劑和工藝，從含二氧化碳分壓為0.1Mpa～0.25Mpa的氣體中脫除二氧化碳，它采用一種復(fù)合胺溶液和兩段吸收兩段再生流程，其特征在于吸收劑為復(fù)合胺水溶液，吸收劑中總胺的濃度按重量百分比計(jì)為20％～60％，該復(fù)合胺由以下幾部分組成至少兩種叔胺，這些胺占總胺濃度的70％～90％；一種或多種伯胺，這些胺占總胺濃度的5％～15％；一種或多種仲胺，這些胺占總胺濃度的5％～15％。
2.一種如權(quán)利要求1所述的從氣體混合物中分離二氧化碳的溶劑和工藝，其特征在于吸收劑中總胺的濃度為25％～45％。
3.一種如權(quán)利要求1所述的從氣體混合物中分離二氧化碳的溶劑和工藝，其特征在于叔胺為三乙醇胺(TEA)、甲基二乙醇胺(MDEA)、二甲基一乙醇胺(DMEA)或N-叔丁胺基二乙醇胺(TBDEA)；伯胺為一乙醇胺(MEA)、2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)、二甘醇胺(DGA)或2-氨基-1-丁醇；仲胺為二乙醇胺(DEA)、N-甲基一乙醇胺(MMEA)、N-叔丁胺基一乙醇胺(TBMEA)、N-正丁胺基一乙醇胺(BMEA)。
4.一種如權(quán)利要求1或3所述的從氣體混合物中分離二氧化碳的溶劑和工藝，其特征是復(fù)合胺中兩種叔胺為MDEA和TBDEA或DMEA，兩種胺的比例為10～15∶1。
5.一種如權(quán)利要求1或3所述的從氣體混合物中分離二氧化碳的溶劑和工藝，其特征是復(fù)合胺中伯胺為MEA和/或AMP。
6.一種如權(quán)利要求1或3所述的從氣體混合物中分離二氧化碳的溶劑和工藝，其特征是復(fù)合胺中仲胺為DEA和/或MMEA及TBMEA。
7.一種如權(quán)利要求1所述的從氣體混合物中分離二氧化碳的溶劑和工藝，其特征是吸收液中添加了適量的腐蝕抑制劑、消泡劑和阻垢劑。
全文摘要
本發(fā)明屬氣體分離領(lǐng)域，提出了采用一種復(fù)合胺溶液從氣體中脫除二氧化碳的方法，采用一種復(fù)合胺水溶液作為吸收劑，吸收劑中總胺的濃度按重量百分比計(jì)為20％～60％。當(dāng)氣體中二氧化碳分壓為0.1MPa～0.25Mpa時(shí)，使用本方法脫碳，具有對(duì)二氧化碳吸收容量大、凈化度高、能耗低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C01B31/20GK1546207SQ20031010656
公開(kāi)日2004年11月17日 申請(qǐng)日期2003年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月9日
發(fā)明者毛松柏, 朱道平, 葉寧, 丁雅萍, 黃曉燕 申請(qǐng)人:南化集團(tuán)研究院