反應循環氣脫碳尾氣排放達到環保指標的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬大氣環境保護領域，具體涉及一種從含有大量有機物的合成循環氣在脫除C02后，溶液再生尾氣排放達到環保指標的方法。
【背景技術】
[0002]一些反應過程中會生成副產物C02，為了防止C02的累積，反應出塔尾氣分離產物之后需要將氣體中0)2脫除到指標以下再送回反應器，這就是反應循環氣脫碳。例如，C0和h2合成烴類(油品)費托合成，有副產物C02生成。將油品分離后的尾氣送脫碳單元脫除co2，循環氣返回費托合成。再例如，02和切4 (乙烯)的氧化反應，也生成副產物C02。分離了環氧乙烷的尾氣脫除0)2后，循環氣返回氧化合成。丙烯氧化生成環氧丙烷、乙烯法生產醋酸乙烯等，都有循環氣脫除C02的過程。
[0003]這一類循環氣脫碳，由于氣體組成復雜，只適合采用熱碳酸鉀水溶液的脫碳工藝，脫碳溶液解吸釋放C02后，循環使用。由于吸收過程中有少量co2以外其他氣體溶解，因此解吸的再生氣中除水蒸汽外99%以上是C02，也有少量環保限制排放的氣體，例如非甲烷烴類，盡管排放速率小于環保指標100kg/h (排氣筒高度40米)，但是濃度指標120mg/m3難以達到。
[0004]目前可以使排放氣體達標的辦法有“焚燒法”和“催化氧化法”，前者是補充一定量空氣后，在焚燒爐中溫度為800~ 1100°C將可燃物徹底燒盡；后者是補充一定量空氣后，在鈕一鉬催化劑溫度為350~ 550°C下，將烴類氧化為C02和水。這些方法對于中、小型裝置比較適用，對于排放氣量為五萬立方米，十萬立方米，甚至二十萬立方米的大型和特大型裝置，為了每小時除去幾十公斤非甲烷烴類，不僅需要投入上千萬元建設焚燒爐或者催化氧化爐；而且由于熱值過低還需要每小時補充幾百上千立方米天然氣才能燃燒。經濟上極不合理，企業也難以承受。
[0005]因此，需要開發新的能使溶液再生尾氣排放達到環保指標的方法。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對反應循環氣脫碳尾氣排放能達到環保指標而提出的工藝技術。
[0007]本發明的主要技術方案:反應循環氣脫碳尾氣排放達到環保指標的方法，其特征在于在1.0~8.0MPa(絕壓)下循環氣脫碳后，吸收富液的解吸過程采用中壓閃蒸、低壓閃蒸和氣提、煮沸再生；中壓閃蒸分為一級或者兩級閃蒸分離H2、CO和低碳烴類，低壓閃蒸壓力為0.Γ0.35 MPa(絕壓)，保證閃蒸后的富液經過再生塔氣提、煮沸解吸成為貧液過程釋放的再生氣符合環保要求。
[0008]本發明方法具有以下特點:
(1)氣體的吸收:循環氣脫碳壓力根據不同反應設計可以在1.0~8.0 MPa(絕壓)，該氣體除了 C02與碳酸鹽溶液反應吸收之外，在不同的吸收壓力下溶解的各種其它氣體量是不同的，因此，吸收富液有不同的組成。
[0009](2)富液的中壓閃蒸:吸收壓力在4.0 MPa(絕壓)以上的條件下，中壓閃蒸可以分兩級進行，第一級閃蒸壓力為2.0~3.5 MPa (絕壓)，分離H2、C0和低碳烴類并回收；第二級閃蒸壓力根據解吸塔高度(一般為40~100米)和低壓操作壓力來確定脫碳富液閃蒸槽壓力，該壓力通常為0.75~1.6 MPa (絕壓)，這個壓力必須保證閃蒸后的富液能夠自己壓到再生塔頂低壓閃蒸槽，不需要用泵增壓。在中壓下富液閃蒸出來的氣體中C02和水蒸汽濃度比較低，H2、CO、各種烴類、以及其他醛、酮、酸、醇等氣體比較多，閃蒸氣經過閃蒸槽頂部洗滌段降溫分離后，可以直接送燃氣管網；也可以根據氣體組成確定是否值得通過壓縮機返回系統。
[0010](3)富液的低壓閃蒸:從中壓閃蒸槽出來的富液壓送到再生塔頂部的低壓閃蒸段，閃蒸壓力需要模擬計算確定，該壓力為ο.Γ0.35 MPa(絕壓)，目標是保證閃蒸后的富液經過再生塔氣提、煮沸解吸成為貧液過程釋放的再生氣符合環保要求。也就是說，低壓閃蒸必須足夠充分，閃蒸之后溶液中殘余的有害成分足夠低。為了閃蒸徹底，必要時可以從閃蒸槽底部通入一定量帶壓的工藝惰性氣體。同時在滿足標準的前提下，低壓閃蒸壓力盡可能高一些，以降低C02和水蒸汽的濃度，提高低壓閃蒸氣體利用價值。
[0011](4)低壓閃蒸氣的處理:低壓閃蒸氣的去向主要根據它的組成，可以回收利用；也可以根據熱值高送燃氣管網、或者相關鍋爐；熱值低一些則可以與其他氣體一并送往火炬；熱值再低就要送進焚燒爐或者催化氧化爐，閃蒸氣量只占全部再生氣很少一部分。
[0012](5)排放的氣體:再生塔解吸釋放出來的氣體冷卻、分離后直接排放大氣或者供給下游工序使用。如果排放，再生氣中除C02和水蒸汽之外其他成分必須同時符合環保(大氣污染物綜合排放標準)速率和濃度指標。
[0013](6)溶液再生質量:溶液解吸必須徹底，再生后的貧液中殘留的有害物質不能過多，否則長期積累后，會使再生氣中有害成分超過環保標準。具體措施:一是提供再生塔足夠的熱量，使溶液中有害組成達到一個低濃度平衡；二是采用活性碳或者樹脂吸附溶液中的高沸點有機物，降低它們在脫碳溶液中的濃度。
[0014](7)溶液再生的工藝流程:為了降低溶液再生的蒸汽消耗，可以采用各種已經開發成功的節能工藝流程，包括:噴射再生、雙塔變壓再生等等。
[0015](8)中壓富液閃蒸槽的閃蒸段及其洗滌段，和低壓閃蒸槽可以安裝一層或者兩層填料(規整填料或者散堆填料)增加閃蒸面積、提高閃蒸效果。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明實施例工藝流程簡圖。
[0017]附圖中，1 一凈化氣分離器；2 —凈化氣冷卻器；3—半貧液泵；4 一 C02吸收塔；5 —中壓閃蒸槽；6—貧液泵；7 —活性碳(樹脂)過濾器；8 —低壓閃蒸槽；9 一再生塔；10 —蒸汽煮沸器；11 一再生氣冷卻器；12—再生氣分離器。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖和實施例對本發明加以詳細描述。
[0019]如附圖，來自反應器出口的循環氣經過產品分離進入脫碳單元吸收塔4，在塔內與貧液、半貧液逆流接觸脫除C02，脫碳后達到C02含量指標的凈化氣經過冷卻器2、分離器1返回反應器。
[0020]吸收塔底出來的富液首先進入中壓閃蒸槽5，在其中完成中壓閃蒸，其最后一級閃蒸壓力通常為0.75~1.6 MPa(絕壓)，這個壓力必須保證閃蒸后的富液能夠自己壓到再生塔頂部，不需要用泵來增壓。脫碳中壓閃蒸槽最后一級壓力根據再生塔高度以及低壓閃蒸壓力、再加上管道閥門阻力來確定。閃蒸出的氣體經過閃蒸槽頂部洗滌段降溫分離后，可以直接送燃氣管網；也可以根據氣體組成確定是否值得通過壓縮機返回進氣系統。中壓閃蒸槽5的閃蒸段和洗滌段可以安裝一段或者兩段填料(規整填料或者散堆填料)增加閃蒸面積、提高閃蒸效果;加強冼滌效果。
[0021]從富液閃蒸槽出來的富液進入再生塔頂低壓閃蒸槽8，進行富液的低壓閃蒸。低壓閃蒸壓力需要通過模擬計算來確定，該壓力范為0.Γ0.35 MPa(絕壓)，目標是保證閃蒸后的富液經過再生塔氣提、煮沸解吸成為貧液過程中釋放出來的再生氣中非甲烷烴速率和濃度均符合環保要求。低壓閃蒸氣的去向主要根據它的組成