Способ очистки газов от диоксида углерода Советский патент 1993 года по МПК B01D53/14 

Изобретение относится к очистке газов от диоксида углерода химсорбентами и может быть использовано в химической; нефтехимической и других отраслях промышленности:

Цель изобретения - снижение расхода пара и повышение степени регенерации.

На чертеже схематически представлена установка, реализующая предлагаемый способ.

Установка для очистки газов от диоксида углерода включает абсорбер 1, рекуперативный теплообменник 2, вихревое устройство 3, регенератор 4, насосы 5, 6, воздушные теплообменники 7-9.

Сжатый очищенный газ поступает в абсорбер 1, где контактируете абсорбентом и. очищенный от диоксида углерода выводится сверху абсорбера, насыщенный диокси4- дом углерода сжатый абсорбент выводят из

абсорбера, подогревают в рекуперативном теплообменнике 2, делят на два потока, одни завихряют в вихревом устройстве 3, выделенные газы направляют через воздушный теплообменник 9 потребителю, а поток возвращают насосом 6 через воздушный теплообменник 7 в среднюю часть абсорбера 1, второй поток подают на продувку паром, в регенератор 4, выделенные газы направляют через воздушный теплообменник 9 потребителю, а тонкорегенерированный абсорбент из регенератора 4 направляют насосом 5 через рекуператир- ный теплообменник 2 и воздушный теплооб- менник 8 в абсорбер 1, завершая циркуляцию химсорбента.

Прим е р 1. Очищаемый газ следующего состава, о &.%: На 60.5; СО 25, С02 13, СН4 1,5 в количестве 32000 нм3/ч при 65°С под давлением 1,2 МПа поступает в абсорVJ

О XI Ю О х|

бер 1. орошаемый водным раствором моно- этэноламина (МЭА) концентрацией 20 мас.% в количестве 290 т/ч с остаточным содержанием СОа - 33,5 г/л, после поглощения диоксида углерода очищенный газ, содержащий 0,0002 об.% С02. выводят из абсорбера. Насыщенный диоксидом углерода раствор МЭА с давлением 1,2 МПа и температурой 77°С с содержанием СОз - 94 г/л подают в рекуперативный теплообменник 2 и подогревают на 10°С за счет рекуперативного теплообмена с тонкорегенерированным абсорбентом, делят на два потока, первый поток завихряют в вихревом устройстве 3, выделенные газы следующего состава. об.%: Н2 4,99: СО 0,44; С02 93,8: СН4 0,77, в количестве 894 нм3/ч с давлением 0,8 МПа при 56°С направляют через теп- лообменник 9 потребителю, а поток полурегенерированного раствора МЭА с содержанием СО 50 г/л подают насосом 6 через воздушный теплообменник в среднюю/часть абсорбера 1, второй поток насыщенного адсорбента направляют на продувку паром в регенератор 4 и затем возвращают насосом 5 через рекуперативный теплообменник 2 и воздушный теплообменник 8 в верхнюю часть абсорбера 1, десорбированный диоксид углерода из регенератора 4 через воздушный теплообменник 9 направляют потребителю.

Расход пара для подогрева жидкости и ее десорбции составляет 0,15 т/т. Повышается степень регенерации жидкости на 5,5%. Это позволяет дегазировать и десор- бировать практически все газы.

П р и м е р 2. Способ очистки газов от диокисда углерода аналогичен примеру 1, где нагрев насыщенного абсорбента производят на 15°С, расход пара составляет 0,18 т/т, расход газа из дегазируемой жидкости 935 нмэ/ч. повышается степень регенерации жидкости на 8%.

Примерз. Способ очистки газов от диоксида углерода аналогичен примеру М где нагрев насыщенного абсорбента производят на 5°С, расход пара составляет 0,12 т/т, расход газа из дегазируемой жидкости 741 нм3/ч. повышение степени регенерации жидкости составляет 3%.

Пример 4. Способ очистки газов от диоксида углерода аналогичен примеру 1, где нагрев насыщенного абсорбента производят на 1б°С, расход пара составляет 0,22 т/т, расход газа из дегазируемой жидкости 824 нм3/ч, повышение степени регенерации жидкости составляет 4.2%.

Пример 5. Способ очистки газов-от диоксида углерода аналогичен примеру 1. где нагрев насыщенного абсорбента производят на 4°С, расход пара составляет 0,12 т/т, расход газа из дегазируемой жидкости 684 нм /ч, повышение степени регенерации жидкости составляет 1,5%.

Примерб (по прототипу). Газ при 35°С и давлении 2,8 МПа подают в абсорбер h куда сверху двумя потоками вводят раствор, содержащий 20% моноэтаноламина, 68% N-метилпирролидона и 12% воды. Тем0 пература насыщенного раствора, выходящего из аппарата 1 55°С, степень карбонизации 0,66 моль СОа/моль МЭА. В агрегате мотор - насос - турбина давление снижают до 0,5 МПа, температуру до 52°С.

5 Степень карбонизации в экспанзере 5 уменьшается до 0,63 моль СОа/моль МЭА, в экспанзере 6 давление, температура, степень карбонизации снижаются доО, 13 МПа, 50°С, 0,57 моль С02/моль МЭА соответст0 венно. После теплообменника 8 на входе в аппарат 9 раствор .имеет температуру 59°С. На выходе из аппарата 9 температура раствора 60°С, степень карбонизации 0,1 моль С02/моль МЭА. В аппарате 7 с помощью

5 вакуум-насоса поддерживают давление 0,01-0,02 МПа, температуру раствора на выходе аппарата 5-48°С, степень карбонизации 0,5 моль С02/моль МЭА. Насыщающийся раствор: выводимый в среднем

0 сечении абсорбера при 75°С и степень карбонизации 0,44 моль С02/моль МЭА. подают в теплообменник 8. затем вновь возвращают в абсорбер, где он смешивается с потоком раствора из экспанзера 7. Аб5 сорбент из средней части абсорбера охлаждают на 10-20°С в теплообменнике 8 и вновь подают в абсорбер. Расход пара для подогрева жидкости и ее десорбции составляет 0,29 т/т. Степень регенерации жидко0 сти остается на прежнем уровне, согласно равновесному состоянию.

Результаты примеров сведены в табли ЦУ-. .

Из приведенной таблицы видно, что

5 применение предлагаемого способа позволяет снизить расход пара на регенерацию химсорбента на 0.11 т/т относительно прототипа; повысить степень регенерации химсорбента на 3-8% относительно прототипа.

0 Использование изобретения позволит значительно снизить расход пара на регене рацию химосорбента и повысить его степень регенерации на 3-8%.

Ф о р м у л а изобретения

5 I. Способ очистки газов от диоксида углерода, включающий его абсорбцию при повышенном давлении водным раствором алканоламина с последующей регенерацией насыщеного абсорбента продувкой паром, отличающийся тем. что, с целью

снижения расхода пара и повышения степени регенерации, насыщенный абсорбент подогревают на 5-15°С за счет рекуперативного теплообмена с тонкорегенерированным абсорбентом и делят его на два потока, первый из которых завихряют и направляют в среднюю часть абсорбера с отводом полученного газового потока, а второй подают на продувку паром.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что насыщенный абсорбент делят на два потока при обьемном соотношении потоков, равно 1:2 соответственно.

Область применения: изобретение относится к очистке газов от диоксида углерода химсО рбёнтами и, может быть использовано в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности. Сущность изобретения; заключается в способе очистки от диоксида углерода, включающем его. абсорбцию при повышенном давлении водным раствором алканоламина с последующей регенерацией насыщенного абсорбента продувкой паром, в котором насыщенный абсорбент подогревают на 5- 15°С за счет рекуперативного теплообмена с тонкорегенерированным абсорбентом и делят его на два потока, первый из которых завихряют и направляют в среднюю часть абсорбера с отводом полученного газового потока, а второй подают на продувку паром, 1 з.п, ф-лы, 1 ил., 1 табл.