一种变压吸附脱碳尾气加氧生产液体二氧化碳提纯塔馏出气综合利用的工艺的制作方法
【专利摘要】一种变压吸附变换气脱碳尾气生产液体二氧化碳提纯塔馏出气综合利用的工艺，其特征在于：在尾气精馏分离液体二氧化碳前，加入浓度100～93％的氧气，氧气气量为脱碳放空气气量的0.5～2.5％，由此得到馏出气浓度大约组成50～68％CO2，15～10％CO，4～2％H2，1～3％CH4，15～10％N2，3～7％O2；精馏塔精馏后的馏出气返回煤造气炉用于生产一氧化碳和氢气，造气炉的蒸汽气化煤过程中，馏出气带来的氧气与煤反应放热同时生产一氧化碳，馏出气中甲烷阻碍蒸汽红热煤与蒸汽副产甲烷，利用红热煤本身作为催化剂，二氧化碳与红热煤转化生产氢气与一氧化碳吸收热量，使馏出气产生高附加值使用，吸收热与放出热互为补充，可以保持原来煤造气炉的制气工况不会因为加入馏出气而降低制气强度，获得环境效益的同时，获得可观的经济效益。
【专利说明】一种变压吸附脱碳尾气加氧生产液体二氧化碳提纯塔馏出 气综合利用的工艺
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工和环保领域，是一种有效利用废气方法。
【背景技术】
[0002] 对于一段法变压吸附脱碳装置尾气用于生产液体工业二氧化碳，尾气二氧化碳浓 度为85?93%。普通工艺的提纯塔精馏馏出气二氧化碳含量75 %左右，该气体组成一般为 氢气2 %，一氧化碳10 %，甲烷3 %，氮气10 %，通常的做法是把该气体用于燃烧锅炉，由于 可燃组分不多，而且燃烧过程馏出气中二氧化碳被加热排放，因此实际热量回收价值不大。 提纯塔精馏馏出气压力为2. 5?4.OMPa。对于蒸汽富裕的单位，提纯塔精馏馏出气用于燃 烧产生的经济效益不好。
[0003]CN102533334A公布了《一种液体二氧化碳生产过程的放空气回收利用方法》，该发 明技术方案是：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°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。很多液体二氧化碳生产企业都有煤气发生炉设施，该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。由于二氧化碳加入量太大，导致 红热煤温度下降太快，制气强度明显下降。
【发明内容】
[0004] 对于未加氧气的变压吸附脱碳装置尾气，由于馏出气燃烧价值远低于用作合成气 (馏出气没有有害杂质，比如硫化物等），对于直接回收利用一氧化碳与氢气，不少企业一 开始把它直接送入造气气柜，但由于馏出气甲烷含量高，甲烷作为惰性气体，会加大合成放 空气流量，反而会影响合成系统产量，而大量二氧化碳又降低煤气的有效气体含量。因此， 现在一般的做法是返回燃烧系统，回收热量。
[0005] 本发明是在变压吸附脱碳装置尾气精馏分离液体二氧化碳前，加入适量浓度 100?93%的氧气，氧气气量为馈出气气量的3?7%，这样做的目的是出于两方面考虑： 加入相对脱硫过程需要而言过量氧气，首先是为了脱硫过程硫转化更加彻底；其次是精馏 塔精馏后的馏出气返回造气炉，因馏出气含有氧气与二氧化碳，可以减少没有氧气加入时 引起的红热煤温度下降速度太快的缺陷。
[0006] 本发明的具体做法是：变压吸附脱碳装置放空气加入0. 5?2. 5%放空气流量 100?93%浓度的氧气，经过鼓风机送气、脱硫（脱硫过程消耗微量氧气），然后压缩到 2. 5?4.OMPa，降温到-20?-40°C，液化送入二氧化碳提纯精馏塔，从精馏塔底获得高纯度 二氧化碳液体，从精馏塔塔顶放出馏出气。
[0007] 提纯塔精馏馏出气组成为：氧气气量为脱碳装置放空气气量的0. 5?2. 5%，由此 得到馏出气浓度大约组成50?68%CO2,15?10%C0,4?2%H2,1?3%CH4,15?10% N2, 3?7%O2。馏出气压力略低于精馏塔进口压力2. 5?4.OMPa。该气体经过降压节流回 收冷量，把节流压力设定在0. 03?0. 2MPa，馏出气返回合成氨造气工段的煤造气炉蒸汽气 化阶段。造气炉中的水蒸汽与红热煤（水与高温煤反应生产氢气与一氧化碳，）气化过程 中，利用高温煤作为催化剂，馏出气中氧气与红热煤转化一氧化碳放热，馏出气中二氧化碳 与高温煤转化生产一氧化碳吸热，吸热放热互为补充。
[0008] 而变压吸附脱碳装置放空气中加入的氧气，可以保持煤造气炉原有制气方式操 作，不会因为加入馏出气导致红热煤温度下降速度加快，蒸汽转化煤的强度没有减弱，煤气 中氢气浓度占比与无馏出气加入基本保持一致。因此，减少高温煤气化过程中二氧化碳加 入产生的不利影响。
[0009] 馏出气的加入，由于甲烷的存在，对于造气炉制气过程形成副产物甲烷有很强的 抑制作用，提高了高温煤与蒸汽转化成氢气与一氧化碳的转化率。
[0010] 由此本发明变压吸附脱碳尾气中氧气的加入，不仅使得脱硫转化更彻底，而且充 分利用了液体二氧化碳精馏塔加氧馏出气，获得了比馏出气直接放空、直接燃烧或者直接 送入煤气气柜更好的经济效益，且比未加氧馏出气的造气炉况更稳定，不改变原有操作习 惯。
【具体实施方式】
[0011] 实施例1 :某二氧化碳液化装置加氧馏出气成分如下。
[0012] (1)原料气组成（干基）：
[0013]
【权利要求】
1. 一种变压吸附变换气脱碳尾气生产液体二氧化碳精馏塔馏出气综合利用的工艺，其 特征在于：在尾气精馏分离液体二氧化碳前，加入浓度100?93%的氧气，氧气气量为脱碳 放空气气量的0. 5?2. 5%，由此得到馏出气浓度大约组成50?68% C02,15?10% CO， 4?2% H2,1?3% CH4,15?10% N2, 3?7% 02 ;精馏塔精馏后的馏出气返回煤造气炉用 于生产一氧化碳和氢气，造气炉的蒸汽气化煤过程中，馏出气带来的氧气与煤反应放热同 时生产一氧化碳，馏出气中甲烷阻碍蒸汽红热煤与蒸汽副产甲烷，利用红热煤本身作为催 化剂，二氧化碳与红热煤转化生产氢气与一氧化碳吸收热量，使馏出气产生高附加值使用， 吸收热与放出热互为补充，可以保持原来煤造气炉的制气工况不会因为加入馏出气而降低 制气强度，获得环境效益的同时，获得可观的经济效益。
【文档编号】C10J3/00GK104263409SQ201410466146
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月15日 优先权日:2014年9月15日
【发明者】杨新志, 杨皓, 李红梅 申请人:杨新志