[发明专利]一种用于高压粉煤气化的高压气相二氧化碳的制备方法

权利要求书

1.一种用于高压粉煤气化的高压气相二氧化碳的制备方法，其特征在于，利用低温甲醇洗工艺产生的冷能预冷原料气，再深冷分离制备中压液体CO₂，所得中压液体CO₂通过低温液体泵增压后，经所述低温甲醇洗工艺回收中压液体CO₂的冷能，使其气化生成高压气相CO₂，并送至上游粉煤气化单元；

实施所述低温甲醇洗工艺的装置包括通过管路连接的脱碳塔、甲烷气提塔、H₂S浓缩塔、甲醇热再生塔、脱硫塔和CO₂气提塔，其中，预冷原料气的冷能由脱碳塔和H₂S浓缩塔输出的塔顶气相提供，中压液体CO₂的冷能依次由进入脱硫塔的变换原料气、甲醇热再生塔塔底的再生好的贫甲醇、以及甲醇热再生塔的塔顶气相回收；

所述制备方法包括以下步骤：

(1)原料气经换热器e预冷后，送入气液分离罐c分离部分水分，气液分离罐c顶部气相送入精脱水系统继续脱水，然后送入CO₂提纯塔塔底再沸器、换热器g冷却，最后送入换热器h被深冷至CO₂冷凝温度以下，送入气液分离罐d，其中，换热器e和换热器g均由脱碳塔和H₂S浓缩塔输出的塔顶气相提供冷量；

(2)气液分离罐d底部冷凝的液体二氧化碳经减压后送入CO₂提纯塔提纯精制，气液分离罐d顶部气相与CO₂提纯塔塔顶气相一起送入脱碳塔底部；

(3)CO₂提纯塔底部得到的提纯精制的中压液体CO₂，其经低温液体泵增压后，在换热器b处与进入脱硫塔的变换原料气换热，再在甲醇热再生塔塔底输出管路上的换热器p处与再生后的贫甲醇换热，之后送入换热器o与甲醇热再生塔的塔顶气相换热，产生高压气相CO₂，并经调节阀送入上游的粉煤气化单元；

(4)CO₂提纯塔的塔顶气相经压缩增压后，与气液分离罐d的顶部气相一同送入脱碳塔底部，利用脱碳塔塔顶进入的再生好的低温贫甲醇吸收二氧化碳，脱碳后的气体从脱碳塔塔顶排出，并依次经过换热器g和换热器e换热回收冷量后送出；

(5)脱碳塔底部生成的富甲醇分为两股，其中一股减压后送入甲烷气提塔，甲烷气提塔的塔顶气相增压后送入外部甲烷化装置，塔底产生的富甲醇换热冷却减压后，送入气液分离罐e；

(6)另一股脱碳塔底部的富甲醇经换热冷却后，送入脱硫塔塔顶，作为进入脱硫塔的含硫变换气的吸收剂使用，脱硫塔塔底的富甲醇换热冷却减压后，送入气液分离罐b；

(7)气液分离罐b和气液分离罐e的底部液相一同送入后续H₂S浓缩塔、CO₂气提塔和甲醇热再生塔处理，再生生成贫甲醇后，与经变换原料气回收冷量后的中压液体CO₂、H₂S浓缩塔的塔底液相换热后送入脱碳塔循环使用，H₂S浓缩塔的塔顶气相依次经过换热器g和换热器e换热回收冷量后送出；

(8)气液分离罐b和气液分离罐e的顶部气相经增压后，与含硫变换气、少量液体甲醇混合生成变换原料气，并分为两股，其中一股送入换热器b经增压后的中压液体CO₂冷却，另一股送入换热器a冷却，两股气体汇合后经冷凝器c深冷送入气液分离罐a，气液分离罐a底部液相送入后续甲醇水分离塔，顶部气相送入脱硫塔；

(9)脱硫塔顶部气相一部分送入甲烷气提塔，另一部分经换热器a换热后送出；

所述的原料气为来自甲烷化装置的富含CO₂的粗甲烷原料气；

步骤(1)中：换热器h提供的冷量满足：气液分离罐d底部冷凝的液体二氧化碳的温度范围为0℃～-56℃；

CO₂提纯塔的塔顶压力1.0MPa(G)～3.5MPa(G)，温度为-20℃～-56℃，塔底压力为1.0MPa(G)～3.5MPa(G)，温度为0℃～-50℃。

2.根据权利要求1所述的一种用于高压粉煤气化的高压气相二氧化碳的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：原料气经换热器e换热预冷后，温度为0℃～25℃。