专利名称：一种液体二氧化碳生产过程的放空气回收利用方法
技术领域：
本发明涉及一种液体二氧化碳生产过程的放空气回收利用方法，属于化工生产综合利用技术领域。
背景技术：
在液体二氧化碳生产过程中，为了降低液体二氧化碳中的杂质含量，提高液体二氧化碳的纯度；二氧化碳和轻组分不凝气主要包括0)、!12、拟、014、02等杂质的分离，目前主要采用在中压2. 2 4. OMpa、浅低温一 15 一 25°C条件下液化精馏的方法进行分离，从精馏塔底部得到纯度为99%以上的液体二氧化碳产品，不凝气回收冷量后从塔顶放空；放空的这部分气体称之为液体二氧化碳放空气。二氧化碳原料气的主要来源为合成氨厂、制氢厂、石化厂、天然气加工厂等副产气；液体二氧化碳放空气中除含有C0、H2、N2、CH4、02等组分以外，大部分为C02 ；放空气中各组分的含量根据二氧化碳原料气来源的不同而各有区别。以二氧化碳原料气来源为合成氨厂变压吸附脱碳尾气为例，尾气中C02的摩尔百分比为85-95% ；液体二氧化碳放空气中主要组分 C02、CO、H2、N2、CH4 的摩尔百分比分别为 60-80%、6-12%、5-10%、6-12%、2_4%。放空气总量约为二氧化碳原料气的30-50% (V/V)0目前，液体二氧化碳放空气的处理和回收利用主要有以下四种方法一是直接放空；二是将这部分气体引到燃烧炉、三废炉或锅炉燃烧副产蒸汽；三是将这部分气体返回到煤气气柜进出口或压缩机入口进而回收到合成氨生产系统；四是专门设置燃烧器，配入助燃剂燃烧后再放空。大部分装置采用第二和第三种方法，其中以采用第三种方法为最多；第一种方法因污染环境同时造成浪费，只有环境要求不严格的地区采用；第四种方法因投资较大，运行成本很高，只是理论上可行，很少有企业采用。但是，第二、三种方法都存在问题和不足；第二种方法的主要问题是放空气中的CO、 CH4、H2等是生产合成氨最优质的原料，作为燃料烧掉同样也是造成了资源的浪费；第三种方法放空气中的C0、CH4、H2虽然得到了回收，但是放空气中的CH4是合成氨生产过程中的惰性气体，C02是合成氨生产过程中多余的气体，这部分惰性气体和多余的气体同样也返回了生产系统中，造成合成氨生产过程原料气输送、加压等环节能耗明显增加，系统中二氧化碳的排放量增加，同时CH4返回生产系统最终要到氨合成系统，造成氨合成系统放空气的量明显增加，带来一定的副作用，因此第三种方法的经济性较差，放空气回收带来的效益较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种液体二氧化碳生产过程的放空气回收利用方法，将放空气引到煤气发生炉作为生产煤气的原料使用，将液体二氧化碳生产过程的放空气作为合成氨的原料循环利用，提升放空气的价值，达到节能、降耗、增效的目的。本发明的目的是这样实现的一种液体二氧化碳生产过程的放空气回收利用方法，包含如下工艺步骤将生产液体二氧化碳放空气收集，预热到50-200°C，混配到煤气发生炉的入炉水蒸汽中作为混合气化剂使用，一同进入煤气发生炉，作为原料循环利用，变废为宝。所说混和气化剂的摩尔百分比为放空气1_30%，水蒸汽70-99% ；在煤气发生炉内 1000-1500°C高温下，CH4与水蒸汽反应生成CO和H2、C02与C反应生成C0，在节省气化用水蒸汽的同时，H2、CO、CH4也得到了全部回收利用。所说的煤气发生炉，包括常压煤气发生炉和加压煤气发生炉，还包括多台煤气发生炉运行的系统。本发明适用于将生产液体二氧化碳放空气回收利用到常压煤气发生炉， 也适用于回收利用到加压煤气发生炉；多台煤气发生炉运行的系统，采用本发明，可以将液体二氧化碳放空气加热后混配到单台煤气发生炉的入炉水蒸汽中，也可以混配到多台煤气发生炉的总入炉水蒸汽中作为混合气化剂使用；混和气化剂中放空气混配的摩尔百分比为 1-30%，最佳摩尔百分比为3-15%。本发明积极效果很多生产液体二氧化碳的生产企业都有煤气发生炉设施，本发明利用现有煤气发生炉装置及工艺条件，实现生产液体二氧化碳放空气的回收及高效利用，新增的设备较少，具有很强的实用性和可实施性，投资少、成本低，将液体二氧化碳生产过程的放空气作为原料循环利用，变废为宝，与背景技术相比，在不增加能耗和不带来副作用的前提下，可降低合成氨的原料煤消耗3-10%、降低水蒸汽消耗3-10%、降低动力电消耗 1-5% ο
具体实施例方式下面通过实施例，对本发明作进一步说明。实施例采用本发明应用于以块煤为原料常压固定床煤气发生炉年产25万吨合成氨装置。合成氨变压吸附脱碳尾气C02含量为88% ；液体二氧化碳规模为10万吨/年，液体二氧化碳放空气的量为5000-6000 Nm3/h，放空气的主要组分C02、C0、H2、N2、CH4的摩尔百分比分别为 71%,9. 0%、7· 5%、10· 0%、2· 5%。日产氨730-750吨，将二氧化碳放空气加热到145°C混配到总入炉水蒸汽中。与实施例相同条件下，采用背景技术，吨氨原料煤消耗为1230_1250kg、吨氨动力电消耗1180-1200kwh，入炉水蒸汽消耗为65-66t/h 在实施例中，采用本发明技术，在不带来副作用的前提下，吨氨原料煤消耗为1180-1200kg、吨氨动力电消耗1150-1170kwh 入炉水蒸汽消耗为61-62t/h 降低合成氨的原料煤消耗3-4%、降低水蒸汽消耗4-5%’降低动力电消耗2-3%，本发明的经济效益和社会效益都十分显著。
权利要求
1.一种液体二氧化碳生产过程的放空气回收利用方法，其特征在于包含如下工艺步骤将生产液体二氧化碳放空气收集，预热到50-20(TC，混配到煤气发生炉的入炉水蒸汽中作为混合气化剂使用，一同进入煤气发生炉，作为原料循环利用。
2.根据权利要求1所述之一种液体二氧化碳生产过程的放空气回收利用方法，其特征在于所说混和气化剂的摩尔百分比为放空气1_30%，蒸汽70-99%;在煤气发生炉内 1000-1500°C高温下，CH4与蒸汽反应生成CO和H2、C02与C反应生成C0，在节省气化用水蒸汽的同时，放空气中的H2、C0、CH4也得到了全部回收利用。
3.根据权利要求1或2所述之一种液体二氧化碳生产过程的放空气回收利用方法，其特征在于所说的煤气发生炉，包括常压煤气发生炉和加压煤气发生炉，还包括多台煤气发生炉运行的系统。
全文摘要
本发明涉及一种液体二氧化碳生产过程的放空气回收利用方法，属于化工生产综合利用技术领域。技术方案是包含如下工艺步骤将生产液体二氧化碳放空气收集，预热到50-200℃，混配到煤气发生炉的入炉水蒸汽中作为混合气化剂使用，一同进入煤气发生炉，作为原料循环利用。很多液体二氧化碳生产企业都有煤气发生炉设施，本发明利用现有煤气发生炉装置及工艺条件，实现生产液体二氧化碳放空气的回收利用，新增的设备较少，具有很强的实用性和可实施性，投资少、成本低，将液体二氧化碳生产过程的放空气作为原料循环利用，变废为宝，与背景技术相比，在不增加能耗和不带来副作用的前提下，可降低合成氨的原料煤消耗3-10%、降低蒸汽消耗3-10%、降低动力电耗1-5%。
文档编号C10J3/00GK102533334SQ20121001748
公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月20日 优先权日2012年1月20日
发明者景玉国 申请人:河北凯跃化工集团有限公司