本发明涉及天然气中轻烃回收领域，尤其是天然气中进行乙烷回收领域，具体为一种从乙烷气体中脱除二氧化碳的装置及方法，适用于各种原料气压力，用于深度脱除乙烷气体中含有的二氧化碳、硫化氢以及硫醇、羰基硫等酸性杂物组分。
背景技术：
乙烷是裂解制乙烯的优质原料，乙烷制乙烯的生产成本是石脑油的三分子二，国际上乙烯原料C2-C4占比48％左右，而我国受到原料的制约，则以石脑油为主。从天然气中回收乙烷产品，将其作为蒸汽法热裂解制乙烯的原料，对提高乙烯产品产量，减低乙烯装置能耗，提质增效有积极意义。由于二氧化碳和乙烷的相对挥发度小，在天然气中回收乙烷时，部分二氧化碳进入乙烷产品中，而在后续的乙烷裂解和乙烯深冷分离中，二氧化碳作为炔烃加氢反应的毒物，通常采用氢氧化钠碱液进行二氧化碳的深度脱除，1公斤二氧化碳将产生27.6公斤废碱液，面临较大的环保压力。
技术实现要素：
为了克服现有技术的缺点，本发明提供了一种从乙烷气体中脱除二氧化碳的装置及方法，适用于各种原料气压力，具有能耗低、开产容易，操作简单灵活的优点。
本发明所采用的技术方案是：一种从乙烷气体中脱除二氧化碳的装置，包括依次连接的重力分离器、过滤分离器、原料气换热器、吸收塔、闪蒸罐、富液过滤器、贫富液换热器和再生塔；所述吸收塔的顶部出口与原料气换热器的壳层入口连接，原料气换热器的壳层出口与湿净化气冷却器入口相连；所述再生塔的底部出口依次与贫富液换热器、低压贫液泵、贫液空冷器和贫液循环泵连接后接入吸收塔；所述再生塔的顶部出口依次与再生塔顶冷却器、再生塔顶回流罐和再生塔顶回流泵连接后接入再生塔顶部进口。
本发明还提供了一种从乙烷气体中脱除二氧化碳的方法，包括如下内容：
一、溶液吸收流程：
乙烷气体经原料气换热器换热至30℃～45℃后进入吸收塔，与吸收塔中的溶液逆流接触，被吸收掉二氧化碳、硫化氢以及硫醇、羰基硫杂质后的乙烷气体从吸收塔顶排出，经原料气换热器和湿净化气冷却器换热冷却至40℃以下后经湿净化气分离器进入脱水装置；
二、溶液再生流程：
吸收了二氧化碳、硫化氢以及硫醇、羰基硫杂质后的溶液富液温度为55℃～80℃，从吸收塔底部抽出进入闪蒸罐中，控制闪蒸罐的操作压力为0.4MPa～0.6MPa之间，在闪蒸罐中解析溶液中吸收的大量乙烷和少量杂质；闪蒸气与再生后的贫液在闪蒸塔中逆流接触，洗涤闪蒸气中的溶液；闪蒸后的溶液经富液过滤器过滤和贫富液换热器加热至80℃～105℃后进入再生塔中，控制再生塔操作压力为0.1MPa～0.3MPa之间，与来自再生塔塔底的重沸器产生115℃～130℃的蒸汽逆流接触，解析溶液吸收的大量杂质和少量乙烷气体；再生完成的溶液经过贫富液换热器冷却至65℃～95℃后进入低压贫液泵增压，输送至贫液冷却器冷却至45℃～55℃后经贫液循环泵增压输送至吸收塔中，完成溶液再生流程；
三、再生气净化流程：
从再生塔塔顶再生的大量杂质和少量乙烷气体，经再生塔顶冷却器冷却至40℃以下后在再生塔顶回流罐分离出游离溶液，溶液经再生塔顶回流泵返送至再生塔中回收利用，再生气体经脱硫塔20吸附其中的硫化物杂质后达标排放。
与现有技术相比，本发明的积极效果是：能一次性深度脱除乙烷气体中的二氧化碳、硫化氢以及硫醇、羰基硫等有机硫杂质，大幅降低了下游装置的氢氧化钠消耗，同时也降低了下游装置废碱液的排放量，具有明显的经济和环保效益。采用本发明，净化后的乙烷气中二氧化碳含量≤50ppm，硫化氢含量≤3.5mg/m3，总硫含量≤50mg/m3，极大地提高了乙烷产品的纯度。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是本装置的工艺原理流程图。
具体实施方式
一种从乙烷气体中脱除二氧化碳的装置，如图1所示，包括：重力分离器1、过滤分离器2、原料气换热器3、吸收塔4、湿净化气分离器5、闪蒸罐6、富液过滤器7、贫富液换热器8、再生塔9、再生塔顶冷却器10、再生塔顶回流罐11、再生塔顶回流泵12、低压贫液泵13、贫液冷却器14、溶液预过滤器15、活性炭过滤器16、溶液后过滤器17、贫液循环泵18、闪蒸塔19、脱硫塔20、湿净化气冷却器21、胺液配制罐22、胺液储罐23、重沸器24等，其中：
吸收塔4、再生塔9可为填料塔或板式塔。在再生塔塔底设置重沸器24，重沸器24可为热虹吸式或釜式重沸器；贫富液换热器8可为管壳式或板式换热器。
重力分离器1的顶部出口与过滤分离器2的顶部进口连接，重力分离器1和过滤分离器2的排污口均接至污油收集装置；过滤分离器2的出口与原料气换热器3的管程入口连接，原料气换热器3的管程出口与吸收塔4的底部进口连接，吸收塔4的顶部出口与原料气换热器3的壳层入口连接，原料气换热器3的壳层出口与湿净化气冷却器21入口相连，湿净化气冷却器21出口与湿净化气分离器5的顶部进口连接，湿净化气分离器5的顶部出口接至下游装置；吸收塔4和湿净化气分离器5的底部出口合并后与闪蒸罐6的顶部入口连接，闪蒸罐6的底部出口与富液过滤器7的顶部入口连接，富液过滤器7的底部出口与贫富液换热器8的底部管程入口连接，贫富液换热器8的顶部管程出口与再生塔9的中部进口连接；再生塔9的顶部出口与再生塔顶冷却器10入口连接、再生塔顶冷却器10出口与再生塔顶回流罐11的顶部入口连接，再生塔顶回流罐11的出口与脱硫塔20的入口相连，脱硫塔20的出口接酸气放空管；再生塔顶回流罐11和闪蒸罐6的含油污水均接至污油闪蒸罐；再生塔顶回流罐11的底部出口和再生塔顶回流泵12的入口相连，再生塔顶回流泵12的出口与再生塔9顶部进口相连；再生塔9的底部出口与贫富液换热器8的壳层顶部入口连接，贫富液换热器8的壳层底部出口和胺液储罐23、溶液后过滤器17出口的胺液均经过低压贫液泵13接至贫液冷却器14，贫液冷却器14的出口分成两个支路，一路经贫液循环泵18接入吸收塔4顶部入口，另一路接入溶液预过滤器15的入口，溶液预过滤器15的出口与活性炭过滤器16、溶液后过滤器17依次连接，溶液后过滤器17的出口分成两个支路，一路进入闪蒸塔19，另一路与贫富液换热器8的壳层底部出口和胺液储罐23出口汇合后回到低压贫液泵13的入口。
胺液储罐23、胺液配制罐22和再生塔9依次通过管道连接，组成溶液补充流程。
本发明还提供了一种从乙烷气体中脱除二氧化碳的方法，包括如下内容：
一、溶液吸收流程：
经重力分离器1和过滤分离器2分离过滤的乙烷气体，经过原料气换热器3后至30℃～45℃进入吸收塔4，乙烷气体自下而上，与溶液在吸收塔4中逆流接触，吸收其中的二氧化碳、硫化氢以及硫醇、羰基硫等杂质，气体从吸收塔顶排出，经原料气换热器3和湿净化气冷却器21换热冷却至40℃后经湿净化气分离器5进入下一工序(即脱水装置)；
二、溶液再生流程：
吸收二氧化碳等杂质的溶液富液，从吸收塔4底部抽出进入闪蒸罐6中，控制闪蒸罐的操作压力为0.4MPa～0.6MPa之间，在闪蒸罐中解析溶液中吸收的大部分乙烷，以及少量的二氧化碳等杂质。闪蒸气与来自溶液后过滤器17的再生后的贫液在闪蒸塔19中逆流接触，洗涤闪蒸气中的溶液。闪蒸后的溶液经富液过滤器7过滤和贫富液换热器8加热至80℃～105℃后进入再生塔9中，控制再生塔操作压力为0.1MPa～0.3MPa之间，与来自再生塔塔底的重沸器24产生115℃～130℃的蒸汽逆流接触，解析溶液吸收的大量二氧化碳、硫化氢以及硫醇、羰基硫等杂质，和少量的乙烷气体。再生完成的溶液经过贫富液换热器8冷却至65℃～95℃后进入低压贫液泵13增压，输送至贫液冷却器14冷却至45℃～55℃后经贫液循环泵18增压输送至吸收塔4中，完成溶液再生流程；
三、溶液过滤流程：
再生合格后的溶液，经过溶液预过滤器15、活性炭过滤器16和溶液后过滤器17除去溶液中的机械杂质和降解物。过滤回流流量控制在总循环量的10％～30％之间。
四、再生气净化流程：
从再生塔9塔顶再生的大量二氧化碳、硫化氢以及硫醇、羰基硫等杂质，和少量的乙烷气体，经再生塔顶冷却器10冷却至40℃后在再生塔顶回流罐11分离出游离溶液，溶液经再生塔顶回流泵12返送至再生塔9中回收利用，再生气体经脱硫塔20吸附其中的硫化氢以及硫醇、羰基硫等硫化物杂质，以达到直接排放到大气中的环保标准。
本发明的原理是：
原料乙烷气(T＝-5～0℃，P＝2～6MPa.g)首先经过重力分离器1、过滤分离器2充分分离掉机械杂质、游离水和污油后进入原料气换热器3换热至30～45℃左右后再进入吸收塔4，在吸收塔4中脱除乙烷气中大部分的二氧化碳、硫化氢和有机硫。由吸收塔4塔顶出来的湿净化气(T＝45～55℃)经原料气换热器3换热(T＝40～45℃)后进入湿净化气冷却器21冷却(T＝40℃)后经湿净化气分离器5进入下游脱水装置；由吸收塔4塔底排出的富胺液(T＝55～80℃)与经湿净化气分离器5分离后排除的液体一起进入闪蒸罐6，闪蒸后的闪蒸气(T＝55～80℃)经闪蒸塔19至燃料气系统，闪蒸后的富胺液经富液过滤器7过滤掉机械杂质后进入贫富液换热器，经贫富液换热器8换热后(T＝80～105℃)进入再生塔9中部。再生塔9顶部排除解析的酸气经过再生塔顶冷却器10冷却(T＝40℃)后进入再生塔顶回流罐11，冷却后的液体经过再生塔顶回流泵12回到再生塔9顶部。从再生塔顶回流罐11顶部出来的酸气经脱硫塔20吸收掉硫化氢后放空或进入下游酸气处理装置。由再生塔9底出来的胺液(T＝115～130℃)经贫富液换热器8换热降温后(T＝65～95℃)与胺液配制罐22和胺液储罐23补充的胺液一同经低压贫液泵13、贫液冷却器14、贫液循环泵18后进入吸收塔4顶部(T＝45～55℃)。从贫液冷却器14出口分一股到过滤装置(包含溶液预过滤器15、活性炭过滤器16、溶液后过滤器17)过滤后分别回到低压贫液泵13入口和闪蒸塔19顶部。经本装置脱除后的乙烷气中硫化氢含量≤3.5mg/m3，二氧化碳含量≤50ppm，总硫含量≤50mg/m3，一次性满足低温回收乙烷对原料气的净化要求。