[发明专利]一种二氧化碳原料气的处理方法及装置

权利要求书

1.一种二氧化碳原料气的处理方法，包括以下步骤：

A)将原料气、氧气和高氢气含量的二氧化碳气体进行混合，得到的混合气体中氢气的体积含量相较于原料气中氢气的体积含量上升1.3％～1.7％；

所述高氢气含量的二氧化碳气体中，氢气的体积含量为6％～8％；

B)将所述混合气体进行压缩后，得到的压缩气体的压强为2.1～2.5MPa；

所述压缩包括一级压缩、二级压缩和三级压缩；

所述一级压缩后的气体压强为0.1～0.3MPa；

所述二级压缩后的气体压强为0.3～1.1MPa；

C)将所述压缩气体在第一脱硫剂的作用下脱除H₂S；所述第一脱硫剂包括复合型氧化铁；所述第一脱硫剂的体积空速为1000/h～1500/h；

再在第二脱硫剂的作用下，将有机硫转化为无机硫；所述第二脱硫剂包括氧化铁和水蒸气；所述第二脱硫剂的体积空速为1000/h～1500/h；

最后在第三脱硫剂的作用下除去无机硫，得到脱硫气体；所述第三脱硫剂包括活性炭；所述第三脱硫剂的体积空速为1000/h～1500/h；

D)所述脱硫气体中的部分气体预热至255～265℃，与氧气在催化剂的作用下反应，生成包括高温二氧化碳和水蒸气的混合气体，与所述脱硫气体中的部分气体进行热交换；热交换后的所述混合气体进入到水冷器中降温除水，得到纯度较高的二氧化碳气体；

所述脱硫气体中的剩余气体经过干燥，液化，蒸发浓缩得到高氢气含量的二氧化碳气体，回用于步骤A)。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤A)中，所述原料气中二氧化碳的体积浓度90％；

所述原料气中的杂质包括硫、氢气、烷烃、苯、烯烃和醇烃；

所述原料气中氢气的体积含量为0.3％～0.7％；

所述原料气中的水含量为2800～3200ppm。

3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤C)中，将所述压缩气体在第一脱硫剂的作用下脱除H₂S的温度为25～70℃；

将有机硫转化为H₂S的温度为75～85℃；

在第三脱硫剂的作用下除去H₂S的温度为30～80℃；

所述脱硫气体的硫化物浓度不高于0.01ppm。

4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤D)中，所述脱硫气体中的部分气体预热至255～265℃需要的电加热器的负荷为0％～30％；

所述催化剂包括掺杂有稀土元素的RE-Pd-Pt/Al₂O₃催化剂；

所述反应的温度为255～265℃。

5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤D)中，所述脱硫气体中的部分气体占所述脱硫气体的体积比为70％～90％；

所述高温二氧化碳和水蒸气的混合气体中，总烃含量不高于10ppm。

6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，步骤D)中，所述脱硫气体中的剩余气体占所述脱硫气体的体积比为10％～30％；

所述干燥后的气体的含水量在5ppm以下；

所述高氢气含量的二氧化碳气体中，氢气的体积含量为6％～8％。

7.一种二氧化碳原料气的处理装置，包括：

气体混合装置；所述气体混合装置上设置有原料气进口、氧气进口、高氢气含量的二氧化碳气体进口和回用高氢气含量的二氧化碳气体进口；

与所述气体混合装置的气体出口相连的气体压缩装置；

与所述气体压缩装置的气体出口相连的一级脱硫塔；

与所述一级脱硫塔的气体出口相连的二级脱硫塔；

与所述二级脱硫塔的气体出口相连的三级脱硫塔；

所述三级脱硫塔排出的部分气体从预热器的冷气进口进入预热器；

与所述预热器的热气出口相连的脱烃电加热器；

与所述脱烃电加热器的气体出口相连的脱烃反应器；所述脱烃反应器的气体出口与所述预热器的热气进口相连；

所述三级脱硫塔排出的剩余气体进入干燥塔；

与所述干燥塔的气体出口相连的液化器；

与所述液化器的出口相连的中间储罐；所述中间储罐的出口与所述气体混合装置的回用高氢气含量的二氧化碳气体进口相连；

所述气体压缩装置包括：

与所述气体混合装置的气体出口相连的一级压缩机；

与所述一级压缩机的气体出口相连的二级压缩机；

与所述二级压缩机的气体出口相连的三级压缩机；

所述三级压缩机的气体出口与所述一级脱硫塔的气体进口相连；

所述二氧化碳原料气的处理装置还包括水冷器；所述水冷器的气体进口与所述预热器的冷气出口相连。