[发明专利]一种脱除反应气中二氧化碳的方法、系统及其应用

说明书

本发明公开了一种脱除反应气中二氧化碳的方法，使反应气分为两路I和II用再生气和洗涤水对其升温合并得气流III；使用脱碳液对气流III进行脱碳处理得到气流IV，并用洗涤水降温得净化气体。洗涤水首先冷却降温，然后与气流IV换热，接着与第二股脱碳液和气流II依次换热，再返回冷却装置降温循环。脱碳液为来自于再生塔的塔釜贫液，分为两股，第一股直接与气流III接触得到第一股富液，第二股首先与温度低的一股富液换热，然后与洗涤水换热，最后与气流III接触得到第二股富液。可使不多于30％的反应气不经上述处理直接与净化气体合并循环回反应器。本发明不仅可明显降低循环回反应器的气体中二氧化碳的含量，并可降低富液再生时消耗的蒸汽量30％以上。

技术领域

本发明涉及一种脱除反应气中二氧化碳的方法、系统及其应用，尤其涉及一种脱除环氧乙烷反应循环气中二氧化碳的方法、系统及其应用。

背景技术

采用高纯度乙烯与纯氧气氧化反应生成环氧乙烷(EO)，在乙烯氧化生成环氧乙烷过程中产生一定量CO₂，必须将其从合成循环气中脱除，才能保持催化反应效率。

随着新型高选择性氧化催化剂的开发应用使生产环氧乙烷的乙烯用量不断下降，同时也要求循环气中CO₂浓度更低，从原来5mol％降低到2mol％，进而要求低于1mol％。在原有循环气脱碳的溶剂和工艺条件下进行改造，主要办法就是加大循环气进脱碳单元的分流比例，从25％增加到50％，再到100％循环气进入脱碳，即通过增加进入脱碳吸收塔的循环气量(减少不进脱碳的气量)，降低残留的CO₂浓度。然而，大幅度增加低温、低水含量的循环气进入高温的脱碳吸收塔与脱碳水溶液传质，出塔气体带走大量热量和水蒸汽，使得出吸收塔釜的富液温度下降，在再生塔煮沸解吸溶液需要的蒸汽量必然增多，即能耗上升。

由于环氧乙烷合成循环气脱碳过程中CO₂分压始终比较低，即脱碳处于贫液循环操作状态，因此，溶液中的CO₂解吸更加困难，要降低吸收塔出口净化气中CO₂残留量，就要使得贫液解吸再生更加彻底，也就需要消耗更多的蒸汽。

中国专利CN 201210134232.7，主要是从再生部分着手，开发新的工艺流程，提高脱碳溶液的解吸质量，实现脱碳效率提高，同时降低能耗。

由于全气量通过脱碳，循环气量成倍增加，在吸收塔内温度超过100℃，而返回氧化反应器循环气温度要求小于40℃，气体一热一冷，带出大量热，脱碳系统蒸汽消耗也必然增加。为了尽可能减少蒸汽增加量，必须进一步开发新的工艺。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术问题，提供一种脱除反应气中二氧化碳的方法、系统及其应用，本发明的方法和系统能够充分、有效地利用系统内部的热量，在大幅度提高处理气体量的条件下，保证净化气体残留二氧化碳含量达到标准的同时，大幅度节能。

根据本发明的一个方面，提供了一种脱除反应气中二氧化碳的方法，包括：

S1.对待脱除二氧化碳的反应气进行升温处理；

S2.对步骤S1得到的气体进行脱碳和降温处理，得到脱除二氧化碳的净化气体。

根据本发明的一些实施方式，所述步骤S1中，使待脱除二氧化碳的反应气与再生气和循环的洗涤水换热以对其进行升温处理。

根据本发明的优选实施例，使反应气的温度提高的越多越好，这样既可以充分回收再生气和洗涤水中多余的热量，又可以提高进入吸收塔的气体温度，进而可提高吸收塔排出富液的温度，可减少富液再生时加热解吸所需的蒸汽，节约了能量，降低了能耗。

在一些具体的实施例中，将所述反应气的温度提高到70-100℃，充分回收再生气和洗涤水中多余的热量。

根据本发明的优选实施方式，所述步骤S1包括如下步骤：