[发明专利]一种二氧化碳脱除方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成工艺技术领域，尤其涉及一种二氧化碳脱除方法及其系统。

背景技术

二甲醚是一种重要的有机化工产品和化学中间体，在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。例如，其可以作为甲基化剂，在催化剂存在下与苯发生烷基化反应。或者，与一氧化碳反应生成乙酸甲酯，同系化反应时，还可以生成乙酸乙酯、乙酸酐。与二氧化碳反应则可以生成甲氧基乙酸。或者与发烟硫酸或三氧化硫反应生成硫酸二甲酯、与氰化氢反应生成乙腈，也可用于制取甲醛和合成汽油。

目前，二甲醚的生产工艺主要有两步法和一步法两种。其中，两步法对应的化学反应式如下所示：

(1)

(2)

(3)

而一步法是90年代以后逐渐成熟的技术，其对应反应如化学反应式(4)所示。相比两步法（如化学反应式(1)-(3)所示），一步法合成二甲醚工艺打破了甲醇合成反应的热力学平衡限制，CO单程转化率比两步反应过程显著提高，避免了反应气大量循环，很好的节省了压缩能耗，且缩短了二甲醚制备的工艺流程，降低了设备投资和操作费用，适合大规模生产。

(4)

一步法的二甲醚产物中虽然不含有甲醇、水等，但是根据化学反应式(4)可以看出，产物中会随之生成等摩尔的二氧化碳。如果不对反应产物中的二氧化碳进行分离脱除，令大量的二氧化碳和二甲醚直接进入下游化学品的合成，不仅会降低反应物的浓度，还有可能影响下游产物分离。而且，二氧化碳引起的功耗和设备投资也增加了成本投入。

二氧化碳和二甲醚之间的分离脱除是比较困难的。近年来，诸多研究机构都相继提出了一步法制二甲醚的分离精制工艺，如日本钢管株式会社（日本专利特开平10-182534）、美国Air Product公司（US6458856B1）、中国五环化学工程公司（CN01133649.8）、北京化工大学（CN02119856.x）、华东理工大学（CN03134277.9）等均有相应的文献或专利报道。这些方法均以二甲醚为最终产品，采取低温、减压、精馏等方法将其精制至纯度98%以上，甚至>99%。

但是，这样的方法存在分离工艺的最终压力与下游化学品合成所需压力不匹配以及资源消耗大，成本高的问题。

因此，现有技术还有待发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种二氧化碳脱除方法及其系统，旨在解决现有技术中分离工艺压力不匹配，资源消耗大，成本较高的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种二氧化碳脱除方法。该方法包括：将二甲醚混合气体进行降温；所述二甲醚混合气体为二甲醚一步法合成装置的输出气体；通过高压吸收塔处理所述降温后的二甲醚混合气体，在所述高压吸收塔的底部输出水相并且在所述高压吸收塔的顶部逸出第一混合气；对所述高压吸收塔输出的水相进行闪蒸处理，分离形成闪蒸气体和液体；加热所述液体以使液体中溶解的二甲醚析出。

所述的方法，其中，所述方法还包括：

对所述第一混合气进行脱碳处理；

脱碳处理后的第一混合气回输至所述二甲醚一步法合成装置。

所述的方法，其中，所述方法还包括：

将所述闪蒸气体加压后，回输至所述高压吸收塔中。

所述的方法，其中，所述二甲醚混合气体的压力与所述二甲醚一步法合成装置的压力相等，为2.5-6.0MPa；

所述高压吸收塔的顶部压力为2.5-6MPa。

所述的方法，其中，所述将二甲醚混合气体进行降温，具体包括：

通过间接换热的方式，将所述二甲醚混合气体的温度降低至20-40℃。

一种二氧化碳脱除系统，其中，包括：依次通过管道连接的换热器、高压吸收塔、闪蒸罐以及解析塔；

所述换热器包括一气体输入端口，与二甲醚一步法合成装置的气体输出端连接，对所述二甲醚一步法合成装置输出的二甲醚混合气体进行降温；

所述高压吸收塔的顶部为气体逸出口，同时顶部设置有吸收剂输入口，中下部设置有与所述换热器连接的气体输入端，底部为液相输出端，所述吸收剂输入口用于输入软水作为吸收剂，所述液相输出端用于输出在高压吸收塔中充分吸收二甲醚气体的醚水溶液；

所述闪蒸罐用于对所述高压吸收塔输出的醚水溶液闪蒸，所述解析塔与所述闪蒸罐的液体输出口连接，用于解析溶解在所述液体中的二甲醚。