[发明专利]从贫原料中回收二氧化碳的系统

说明书

本发明通常涉及用链烷醇胺回收二氧化碳。

二氧化碳的用途很多。例如，用二氧化碳制备碳酸盐饮料，冷藏、冷冻和包装海产品、肉、家禽、烘烤制品、水果以及蔬菜，还能用二氧化碳延长日常产品的存放期。在工业废物和水处理过程中，二氧化碳是重要的环境成分，可用二氧化碳代替硫酸控制pH值。二氧化碳的其它用途还包括处理饮用水，是有益于环境的杀虫剂，用作温室中改善蔬菜生长状况的大气添加剂。

通常都是通过净化有机或无机化学工艺中的副产品废物来生产二氧化碳。用多个步骤，浓缩并净化含有高浓度二氧化碳的废物，然后对其进行蒸馏，生产出产品品位的二氧化碳。

随着二氧化碳需求的持续增加，人们正在用二氧化碳的替代源向净化系统提供粗二氧化碳原料。这种替代原料的二氧化碳浓度很低，因此需要提高等级，也就是说，在有效地生产出产品品位的二氧化碳之前，必须增加二氧化碳的浓度。这种二氧化碳浓度很低的替代原料被称之为贫原料。这种贫原料的一个实例是来自燃烧源，例如锅炉、内燃机、燃气轮机或石灰窑的烟道气。

可用多种途径提高原料中二氧化碳的等级。一种特别优选的方法是化学吸收，将粗二氧化碳原料中的二氧化碳吸收到链烷醇胺基吸收剂中。然后将得到的吸收有二氧化碳的吸收剂分离成可回收的二氧化碳产品和含有链烷醇胺的吸收剂，在回收系统中循环使用该吸收剂。

通常粗二氧化碳原料中含有相当多的氧气，氧能使链烷醇胺降解，由此降低它们在回收系统中的效用，同时还会使系统产生腐蚀问题。这些氧气来自原料本身和/或设备漏气，或者来自补充流体。本专业普通技术人员已经提出这一问题的两种解决方法。一种方法是，在吸收剂中加入化学抑制剂，通过抑制链烷醇胺氧化，防止其降解。另一种方法是，在粗二氧化碳原料中加入燃料，在催化燃烧反应中，使燃料与氧气一同燃烧。虽然这两种方法都行之有效，但是这两种方法的投资高，而且运行复杂。

因此，本发明的目的是提供一种采用链烷醇胺基吸收剂，从含氧原料中更有效地回收二氧化碳或其它被吸收物质以提高原料的等级。

本专业普通技术人员通过阅读本发明的说明书，将清楚地了解以本发明可达到上述目的和其它目的，本发明的一个方面是：

一种从贫原料中回收二氧化碳的方法，包括：

(A)使含有氧和二氧化碳的贫原料与至少含有一种链烷醇胺的吸收剂以传质相接触，将贫原料中的氧和二氧化碳吸收到吸收剂中，得到吸收有二氧化碳并含有溶解氧的吸收剂；

(B)加热该吸收有二氧化碳的吸收剂，得到加热的吸收有二氧化碳的吸收剂；

(C)从吸收有二氧化碳的吸收剂中除去至少某些溶解氧，得到贫含氧的吸收有二氧化碳的吸收剂；以及

(D)进一步加热该贫含氧的吸收有二氧化碳的吸收剂，并且此后从该吸收剂中回收二氧化碳。

本发明的另一方面是：

一种从含氧原料中回收被吸收物质的装置，包括：

(A)吸收塔，将含有氧和被吸收物质的原料输送到吸收塔下部的部件，以及将包含至少一种链烷醇胺的吸收剂输送到吸收塔上部的部件；

(B)第一热交换器、氧分离器，和将流体从吸收塔下部输送到第一热交换器的部件，以及将流体从第一热交换器输送到氧分离器的部件；

(C)第二热交换器，和将流体从氧分离器输送到第二热交换器的部件；

(D)被吸收物质回收系统，将流体从第二热交换器输送到被吸收物质回收系统的部件，以及从被吸收物质回收系统回收被吸收物质的部件。

本文中，术语“吸收塔”指的是用一种合适的溶剂，即吸收剂，从含有一种或多种其它组分的流体中，有选择地吸收被吸收物质的传质设备。

本文中，术语“汽提设备”指的是通常通过利用能量，从吸收剂中分离出一种组分如被吸收物质的传质设备，如塔。

本文中，术语“贫原料”指的是二氧化碳浓度小于50％(摩尔)的流体。

本文中，术语“上部”和“下部”分别指的是塔中点之上和塔中点以下的区段。

本文中，术语“间接热交换”指的是两种流体在没有任何相互接触或互相混合状况下进行的热交换关系。

本文中，术语“抑制剂”指的是能够抑制或降低反应速率的化学药品或化学药品的混合物。例如，在有或没有碱金属碳酸盐的情况下，与一种或多种二羟基乙基甘氨酸、碱金属的高锰酸盐、碱金属的硫氰酸盐、镍或铋氧化物相组合的碳酸铜，它能抑制链烷醇胺的氧化降解。

图1是本发明一个优选实施方案的示意图，其中氧分离器包括闪蒸罐和真空泵。

图2是本发明另一优选实施方案的示意图，其中氧分离器包括汽提塔。