[发明专利]一种二氧化碳气体综合利用方法

说明书

技术领域

本发明涉及二氧化碳气体综合利用，特别是甲醇装置产高低浓度二氧化碳、电石装置石灰窑窑气和纯碱本身石灰窑窑气。

背景技术

甲醇装置采四喷嘴对置式气化炉工艺技术产生的水煤气在变换炉内进行碳氢比的调整，此变换气中的主要组分为CO：22.96V％、H₂：44.17V％、CO₂：32.38V％、CH₄：0.03V％、H₂S：0.15V％、N₂：0.21V％，后续采用低温甲醇洗技术进行脱除变换气中的酸性气体，为下游甲醇合成装置输送合格的净化气；同时，通过适当的压力下进行闪蒸，制备不同浓度的CO₂产品气。金属镁一体化项目石灰窑装置采用套筒气烧窑和混烧窑两种形式，所副产窑气(CO₂)浓度约30-40％。

目前，在煤的转化过程中，必将有大量的碳要以二氧化碳的形式排放出来。例如，以煤为原料生产1吨甲醇，要排放出3.85吨二氧化碳；生产1吨醋酸，要排放出1.81吨二氧化碳；生产1吨直接液化油品，要排放出9.00吨二氧化碳；生产1吨间接液化油品，要排放出10.64吨二氧化碳；而生产1吨烯烃，排放出的二氧化碳高达11.63吨。因此，发展煤化工必须高度重视二氧化碳的排放问题，及时相应解决碳的封存、捕集以及利用问题(CCUS)。妥善解决二氧化碳的出路和利用是发展现代煤化工的关键问题。

发明内容

本发明的目的是为优化CO₂利用的产业模式，同时也为减少对大气环境的污染，加强生产过程控制和管理，实现金属镁一体化项目的安稳常满优的生产运行，得到资源的综合利用，本发明结合金属镁一体化项目循环经济发展优势，从节能降耗，减少碳排放量方面进行优化考虑，所副产CO₂废气来生产液态二氧化碳和作为纯碱生产的主要原料的生产工艺。

本发明中的甲醇装置产不同浓度CO₂、电石装置套筒石灰窑和纯碱装置混烧石灰窑产CO₂废气的综合利用研究；其中甲醇装置高浓度CO₂主要指标为CO₂：97.87％，低浓度二氧化碳指标为CO₂：85.70％；电石装置套筒石灰窑CO₂废气主要指标为CO₂：27-35％；纯碱装置混烧石灰窑CO₂废气主要指标为CO₂：40％；纯碱装置碳化塔所需CO₂浓度为37％以上，才能够满足装置的正常生产。此甲醇装置低浓度CO₂废气无输送至纯碱装置的管线，后期经净化处理后用于液态二氧化碳生产。

本发明使电石装置和纯碱装置石灰窑产生的废气中浓度相对较低，灰尘及其他杂质较多，先通过洗涤塔进行洗涤后输送至压缩工序；甲醇装置产高浓度CO₂全部输送至纯碱装置，因气体浓度高，无气体灰尘及颗粒，直接输送至压缩工序。当CO₂气体浓度高时，反应速度加快并剧烈，使得生产纯碱NaHCO₃的颗粒较细，再经煅烧炉煅烧时产生纯碱Na₂CO₃不满足相关标准。为了能够产出优质合格的纯碱，经压缩后的气体进行配气，使浓度控制在40-50％，此时碳化效果最佳。

本发明中甲醇装置、电石装置和纯碱装置共生产的二氧化碳总计108万吨，因生产一吨纯碱所需二氧化碳量为0.5795吨，按每年120万吨的产量进行计算，需要二氧化碳量为69.54万吨/年，同时，金属镁一体化项目CO₂气体利用率达64％左右，其余二氧化碳全部进行外部排放；多余二氧化碳可进行利用生产液态二氧化碳和作为生产碳酸锂的原料。