【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于天然氣分離處理方法，涉及天然氣凈化廠排放氣的co2捕集與液化工藝。
技術介紹
1、二氧化碳(co2)的捕集、利用與封存(ccus)是一項新興地具有大規模減排潛力的技術，注co2驅替低滲透率油氣藏(co2-enhanced?oil?recovery，co2-eor)作為ccus技術之一，被認為是一種具有較好發展前景的低滲油田提高采收率技術，通過向低滲透、壓力衰竭等含油層系中注入co2，不僅可以提高原油采收率，還可實現co2的地下封存從而減少溫室氣體co2排放量。在油氣田co2-eor投產運行過程中，天然氣凈化廠排放氣中所含的co2氣體濃度高且排放量大，捕集、利用天然氣凈化廠排放氣中的co2是助力碳減排目標和保障ccus項目中高濃度碳源穩定供應的重要手段。
2、目前，針對含有中等濃度co2捕集方法主要有三種：醇胺液體吸收—再生法(簡稱“醇胺法”)，適用于混合氣中co2含量較低的情況，脫除效率高、操作簡便、經濟適應性強，廣泛應用在國內外石油、石化領域，但是其再生熱負荷較高；變壓吸附法，是一種新型的成本效益較高的分離方法，廣泛應用于煙氣捕集，但是其吸附介質再生所需能耗大；低溫分離，是借助各種氣體具有不同冷凝相特性的原理實現氣體分離，但是其能量消耗大且成本花費高，在工業界中應用不多。而國內在天然氣凈化廠排放氣中捕集co2尚屬首次，為此設計一種co2捕集液化工藝以適應天然氣凈化廠排放氣的氣質條件。
3、針對凈化廠排放氣，為獲得更高的co2捕集濃度和更低的能耗，對co2分離液化工藝進行優化，高效捕集液化凈
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種天然氣凈化廠排放氣的co2捕集與液化裝置，解決了現有技術中存在的排放氣中co2的深度脫除問題，本專利技術的另一目的是提供一種天然氣凈化廠排放氣的co2捕集方法，具有co2捕集率高的特點。上述表達方式還可以替換為如下形式：
2、本專利技術所采用的技術方案是，天然氣凈化廠排放氣的co2捕集與液化裝置，包括二氧化碳捕集模塊，二氧化碳捕集模塊連接有制冷提純液化模塊，二氧化碳捕集模塊包括吸收塔，吸收塔連接有貧富液換熱器，貧富液換熱器連接有解吸塔，制冷提純液化模塊包括二氧化碳冷箱，二氧化碳冷箱連接有丙烷制冷單元，二氧化碳冷箱還連接有二氧化碳提純塔。
3、本專利技術的特點還在于：二氧化碳捕集模塊包括吸收塔，吸收塔底部入口連通有排放氣壓縮機，吸收塔底部出口通過管路依次連通有、緩沖罐、過濾器、富液泵，富液泵與貧富液換熱器連通，吸收塔頂部出口通過管路依次連接有貧液冷卻器、凈化氣分離器和活化劑泵，凈化氣分離器設有氣體出口和液體出口，液體出口通過管路連通活化劑泵，活化劑泵通過管路連通至吸收塔頂部一側的入口，貧富液換熱器與解吸塔上部一側的入口連通，貧富液換熱器與吸收塔之間通過管路連接，貧富液換熱器與吸收塔之間的管路上設置有貧液泵，解吸塔頂部出口通過管路連通至制冷提純液化模塊，解吸塔還連通有重沸器的入口，重沸器與解吸塔之間形成回路；
4、制冷提純液化模塊包括二氧化碳冷卻器，二氧化碳冷卻器與解吸塔通過管路連接，二氧化碳冷卻器通過管路依次連通有濕氣壓縮機、分子篩脫水撬二氧化碳冷箱，二氧化碳冷箱連通有二氧化碳提純塔，二氧化碳冷箱還連通有丙烷制冷單元。
5、本專利技術所的另一技術方案是，天然氣凈化廠排放氣co2捕集方法，該方法使用天然氣凈化廠排放氣的co2捕集與液化裝置，具體步驟如下：
6、步驟1：將天然氣凈化廠的排放氣送入二氧化碳捕集模塊中，使用二氧化碳捕集模塊中的排放氣壓縮機進行增壓后并送入吸收塔進行脫碳反應，得到吸收二氧化碳的富液，將吸收二氧化碳的富液送入解吸塔閃蒸得到二氧化碳捕集氣，同時將閃蒸后得到的貧液送回吸收塔開始重新吸收；
7、步驟2：將二氧化碳捕集氣送入制冷提純液化模塊中，經過冷卻-二次增壓-脫水后通過二氧化碳冷箱液化，得到液相二氧化碳；
8、步驟3：將液相二氧化碳通過提純塔提純冷卻后運輸至儲罐，同時將不凝氣通過丙烷制冷單元換熱后排放。
9、本專利技術的特點還在于：步驟1具體為：將天然氣凈化廠的排放氣送入二氧化碳捕集模塊通過排放氣壓縮機增壓至0.5mpa-0.7mpa，得到增壓后排放氣，將增壓后排放氣通入吸收塔的底部入口，增壓后排放氣在吸收塔自下而上運動，吸收塔底部出口依次經過貧液冷卻器、凈化氣分離器、活化劑泵，通過活化劑泵向貧液中送入n-甲基二乙醇胺-哌嗪溶劑生成貧液吸收劑，貧液吸收劑通過吸收塔頂部一側的入口進入自上而下噴淋，貧液吸收劑與增壓后排放氣逆流接觸進行脫碳反應，使吸收二氧化碳氣體的富液由吸收塔底部的出口排出，將吸收二氧化碳氣體的富液依次經緩沖罐、過濾器和富液泵后進入貧富液換熱器，利用熱貧液將吸收二氧化碳氣體的富液加熱后進入在低壓下操作的解吸塔上部，使大部分酸性組分在解吸塔頂部塔板上從吸收二氧化碳氣體的富液中閃蒸后得到二氧化碳捕集氣，解吸后產生的貧液由解吸塔底部出口排出至重沸器，解吸后產生的貧液經重沸器加熱后，通過管路運輸依次經過解吸塔、貧富液換熱器、貧液泵進入吸收塔重新開始吸收過程。
10、活化劑泵輸送的n-甲基二乙醇胺-哌嗪溶劑中n-甲基二乙醇胺溶液質量分數為18％-22％，重沸器熱負荷為14500kw-15500kw，重沸器壓力為0.15mpa-0.25mpa。
11、步驟2具體為：解吸塔塔頂出來二氧化碳捕集氣經過二氧化碳冷卻器，再經過濕氣壓縮機二次增壓至2.4mpa-2.6mpa，再經分子篩脫水橇脫水后通過二氧化碳冷箱液化，得到液相二氧化碳。
12、步驟3具體為：將液相二氧化碳送入提純塔，提純塔將液相二氧化碳液體加熱，加熱后產生的不凝氣通過丙烷制冷單元換熱后排放，剩余液態二氧化碳過丙烷制冷單元過冷后至儲罐。
13、本專利技術的有益效果是：(1)采用mdea-pz混合胺液捕集結合丙烷制冷液化工藝，既能保證co2捕集率，又能減少能耗，降低co2捕集成本；
14、(2)采用pz作為mdea吸收溶液活化劑，可用于排放氣中co2的深度脫除，協同調整co2捕集工程最佳工藝參數，能夠保證co2捕集濃度達到95％以上。
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1.天然氣凈化廠排放氣的CO2捕集與液化裝置，其特征在于，包括二氧化碳捕集模塊(1)，所述二氧化碳捕集模塊(1)連接有制冷提純液化模塊(2)，所述二氧化碳捕集模塊(1)包括吸收塔(102)，所述吸收塔(102)連接有貧富液換熱器(106)，所述貧富液換熱器(106)連接有解吸塔(110)，所述制冷提純液化模塊(2)包括二氧化碳冷箱(204)，所述二氧化碳冷箱(204)連接有丙烷制冷單元(205)，所述二氧化碳冷箱(204)還連接有二氧化碳提純塔(206)。
2.根據權利要求1所述天然氣凈化廠排放氣的CO2捕集與液化裝置，其特征在于，所述二氧化碳捕集模塊(1)包括吸收塔(102)，所述吸收塔(102)底部入口連通有排放氣壓縮機(101)，所述吸收塔(102)底部出口通過管路依次連通有過濾器(104)、富液泵(105)，所述富液泵(105)與貧富液換熱器(106)連通，所述吸收塔(102)頂部出口通過管路依次連接有貧液冷卻器(109)、凈化氣分離器(108)和活化劑泵(112)，所述凈化氣分離器(108)設有氣體出口和液體出口，所述液體出口通過管路連通活化劑泵(112),
3.根據權利要求1所述天然氣凈化廠排放氣的CO2捕集與液化裝置，其特征在于，所述制冷提純液化模塊(2)包括二氧化碳冷卻器(201)，所述二氧化碳冷卻器(201)與解吸塔(110)通過管路連接，所述二氧化碳冷卻器(201)通過管路依次連通有濕氣壓縮機(202)、分子篩脫水撬(203)二氧化碳冷箱(204)，所述二氧化碳冷箱(204)連通有二氧化碳提純塔(206)，所述二氧化碳冷箱(204)還連通有丙烷制冷單元(205)。
4.天然氣凈化廠排放氣CO2捕集方法，其特征在于，該方法使用如權利要求3所述的裝置，具體步驟如下：步驟1：將天然氣凈化廠的排放氣送入二氧化碳捕集模塊(1)中，使用二氧化碳捕集模塊(1)中的排放氣壓縮機(101)進行增壓后并送入吸收塔(102)進行脫碳反應，得到吸收二氧化碳的富液，將吸收二氧化碳的富液送入解吸塔(110)閃蒸得到二氧化碳捕集氣，同時將閃蒸后得到的貧液送回吸收塔(102)開始重新吸收；
5.根據權利要求4所述天然氣凈化廠排放氣CO2捕集方法，其特征在于，所述步驟1具體為：將天然氣凈化廠的排放氣送入二氧化碳捕集模塊(1)通過排放氣壓縮機(101)增壓至0.5MPa-0.7MPa，得到增壓后排放氣，將增壓后排放氣通入吸收塔(102)的底部入口，增壓后排放氣在吸收塔(102)自下而上運動，吸收塔(102)底部出口依次經過貧液冷卻器(109)、凈化氣分離器(108)、活化劑泵(112)，通過活化劑泵(112)向貧液中送入N-甲基二乙醇胺-哌嗪溶劑生成貧液吸收劑，貧液吸收劑通過吸收塔(102)頂部一側的入口進入自上而下噴淋，貧液吸收劑與增壓后排放氣逆流接觸進行脫碳反應，使吸收二氧化碳氣體的富液由吸收塔(102)底部的出口(204)排出，將吸收二氧化碳氣體的富液依次經緩沖罐(103)、過濾器(104)和富液泵(105)后進入貧富液換熱器(106)，利用熱貧液將吸收二氧化碳氣體的富液加熱后進入在低壓下操作的解吸塔(110)上部，使大部分酸性組分在解吸塔(110)頂部塔板上從吸收二氧化碳氣體的富液中閃蒸后得到二氧化碳捕集氣，解吸后產生的貧液由解吸塔(110)底部出口排出至重沸器(111)，解吸后產生的貧液經重沸器(111)加熱后，通過管路運輸依次經過解吸塔(110)、貧富液換熱器(106)、貧液泵(107)進入吸收塔(102)重新開始吸收過程。
6.根據權利要求5所述天然氣凈化廠排放氣CO2捕集方法，其特征在于，所述活化劑泵(112)輸送的N-甲基二乙醇胺-哌嗪溶劑中N-甲基二乙醇胺溶液質量分數為18％-22％，所述重沸器熱負荷為14500kW-15500kW，所述重沸器壓力為0.15MPa-0.25MPa。
7.根據權利要求4所述天然氣凈化廠排放氣CO2捕集方法，其特征在于，所述步驟2具體為：解吸塔(110)塔頂出來二氧化碳捕集氣經過二氧化碳冷卻器(201)，再經過濕氣壓縮機(202)二次增壓至2.4MPa-2.6MPa，再經分子篩脫水...
【技術特征摘要】
1.天然氣凈化廠排放氣的co2捕集與液化裝置，其特征在于，包括二氧化碳捕集模塊(1)，所述二氧化碳捕集模塊(1)連接有制冷提純液化模塊(2)，所述二氧化碳捕集模塊(1)包括吸收塔(102)，所述吸收塔(102)連接有貧富液換熱器(106)，所述貧富液換熱器(106)連接有解吸塔(110)，所述制冷提純液化模塊(2)包括二氧化碳冷箱(204)，所述二氧化碳冷箱(204)連接有丙烷制冷單元(205)，所述二氧化碳冷箱(204)還連接有二氧化碳提純塔(206)。
2.根據權利要求1所述天然氣凈化廠排放氣的co2捕集與液化裝置，其特征在于，所述二氧化碳捕集模塊(1)包括吸收塔(102)，所述吸收塔(102)底部入口連通有排放氣壓縮機(101)，所述吸收塔(102)底部出口通過管路依次連通有過濾器(104)、富液泵(105)，所述富液泵(105)與貧富液換熱器(106)連通，所述吸收塔(102)頂部出口通過管路依次連接有貧液冷卻器(109)、凈化氣分離器(108)和活化劑泵(112)，所述凈化氣分離器(108)設有氣體出口和液體出口，所述液體出口通過管路連通活化劑泵(112),所述活化劑泵(112)通過管路連通至吸收塔(102)頂部一側的入口，所述貧富液換熱器(106)與解吸塔(110)上部一側的入口連通，所述貧富液換熱器(106)與吸收塔(102)之間通過管路連接，所述貧富液換熱器(106)與吸收塔(102)之間的管路上設置有貧液泵(107)，所述解吸塔(110)頂部出口通過管路連通至制冷提純液化模塊(2)，所述解吸塔(110)還連通有重沸器(111)的入口，所述重沸器(111)與解吸塔(110)之間形成回路。
3.根據權利要求1所述天然氣凈化廠排放氣的co2捕集與液化裝置，其特征在于，所述制冷提純液化模塊(2)包括二氧化碳冷卻器(201)，所述二氧化碳冷卻器(201)與解吸塔(110)通過管路連接，所述二氧化碳冷卻器(201)通過管路依次連通有濕氣壓縮機(202)、分子篩脫水撬(203)二氧化碳冷箱(204)，所述二氧化碳冷箱(204)連通有二氧化碳提純塔(206)，所述二氧化碳冷箱(204)還連通有丙烷制冷單元(205)。
4.天然氣凈化廠排放氣co2捕集方法，其特征在于，該方法使用如權利要求3所述的裝置，具體步驟如下：步驟1：將天然氣凈化廠的排放氣送入二氧化碳捕集模塊(1)中，使用二氧化碳捕集模塊(1)中的排放氣壓縮機(101)進行增壓后并送入吸收塔(102)進行脫碳反應，得到吸收二氧化碳的富液，將吸收二...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張鳳博，王智，劉銀春，馬勇，張祥光，李艷芳，李東升，李亞萍，張文超，馮波，郝潔，陳曉剛，陳錦秀，張蕊，
申請(專利權)人：長慶工程設計有限公司，
類型：發明
國別省市：
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