專利名稱：一種液體二氧化碳生產過程的放空氣回收利用方法
技術領域：
本發明涉及一種液體二氧化碳生產過程的放空氣回收利用方法，屬于化工生產綜合利用技術領域。
背景技術：
在液體二氧化碳生產過程中，為了降低液體二氧化碳中的雜質含量，提高液體二氧化碳的純度；二氧化碳和輕組分不凝氣主要包括0)、!12、擬、014、02等雜質的分離，目前主要采用在中壓2. 2 4. OMpa、淺低溫一 15 一 25°C條件下液化精餾的方法進行分離，從精餾塔底部得到純度為99%以上的液體二氧化碳產品，不凝氣回收冷量后從塔頂放空；放空的這部分氣體稱之為液體二氧化碳放空氣。二氧化碳原料氣的主要來源為合成氨廠、制氫廠、石化廠、天然氣加工廠等副產氣；液體二氧化碳放空氣中除含有C0、H2、N2、CH4、02等組分以外，大部分為C02 ；放空氣中各組分的含量根據二氧化碳原料氣來源的不同而各有區別。以二氧化碳原料氣來源為合成氨廠變壓吸附脫碳尾氣為例，尾氣中C02的摩爾百分比為85-95% ；液體二氧化碳放空氣中主要組分 C02、CO、H2、N2、CH4 的摩爾百分比分別為 60-80%、6-12%、5-10%、6-12%、2_4%。放空氣總量約為二氧化碳原料氣的30-50% (V/V)0目前，液體二氧化碳放空氣的處理和回收利用主要有以下四種方法一是直接放空；二是將這部分氣體引到燃燒爐、三廢爐或鍋爐燃燒副產蒸汽；三是將這部分氣體返回到煤氣氣柜進出口或壓縮機入口進而回收到合成氨生產系統；四是專門設置燃燒器，配入助燃劑燃燒后再放空。大部分裝置采用第二和第三種方法，其中以采用第三種方法為最多；第一種方法因污染環境同時造成浪費，只有環境要求不嚴格的地區采用；第四種方法因投資較大，運行成本很高，只是理論上可行，很少有企業采用。但是，第二、三種方法都存在問題和不足；第二種方法的主要問題是放空氣中的CO、 CH4、H2等是生產合成氨最優質的原料，作為燃料燒掉同樣也是造成了資源的浪費；第三種方法放空氣中的C0、CH4、H2雖然得到了回收，但是放空氣中的CH4是合成氨生產過程中的惰性氣體，C02是合成氨生產過程中多余的氣體，這部分惰性氣體和多余的氣體同樣也返回了生產系統中，造成合成氨生產過程原料氣輸送、加壓等環節能耗明顯增加，系統中二氧化碳的排放量增加，同時CH4返回生產系統最終要到氨合成系統，造成氨合成系統放空氣的量明顯增加，帶來一定的副作用，因此第三種方法的經濟性較差，放空氣回收帶來的效益較低。

發明內容
本發明的目的是提供一種液體二氧化碳生產過程的放空氣回收利用方法，將放空氣引到煤氣發生爐作為生產煤氣的原料使用，將液體二氧化碳生產過程的放空氣作為合成氨的原料循環利用，提升放空氣的價值，達到節能、降耗、增效的目的。本發明的目的是這樣實現的一種液體二氧化碳生產過程的放空氣回收利用方法，包含如下工藝步驟將生產液體二氧化碳放空氣收集，預熱到50-200°C，混配到煤氣發生爐的入爐水蒸汽中作為混合氣化劑使用，一同進入煤氣發生爐，作為原料循環利用，變廢為寶。所說混和氣化劑的摩爾百分比為放空氣1_30%，水蒸汽70-99% ；在煤氣發生爐內 1000-1500°C高溫下，CH4與水蒸汽反應生成CO和H2、C02與C反應生成C0，在節省氣化用水蒸汽的同時，H2、CO、CH4也得到了全部回收利用。所說的煤氣發生爐，包括常壓煤氣發生爐和加壓煤氣發生爐，還包括多臺煤氣發生爐運行的系統。本發明適用于將生產液體二氧化碳放空氣回收利用到常壓煤氣發生爐， 也適用于回收利用到加壓煤氣發生爐；多臺煤氣發生爐運行的系統，采用本發明，可以將液體二氧化碳放空氣加熱后混配到單臺煤氣發生爐的入爐水蒸汽中，也可以混配到多臺煤氣發生爐的總入爐水蒸汽中作為混合氣化劑使用；混和氣化劑中放空氣混配的摩爾百分比為 1-30%，最佳摩爾百分比為3-15%。本發明積極效果很多生產液體二氧化碳的生產企業都有煤氣發生爐設施，本發明利用現有煤氣發生爐裝置及工藝條件，實現生產液體二氧化碳放空氣的回收及高效利用，新增的設備較少，具有很強的實用性和可實施性，投資少、成本低，將液體二氧化碳生產過程的放空氣作為原料循環利用，變廢為寶，與背景技術相比，在不增加能耗和不帶來副作用的前提下，可降低合成氨的原料煤消耗3-10%、降低水蒸汽消耗3-10%、降低動力電消耗 1-5% ο
具體實施例方式下面通過實施例，對本發明作進一步說明。實施例采用本發明應用于以塊煤為原料常壓固定床煤氣發生爐年產25萬噸合成氨裝置。合成氨變壓吸附脫碳尾氣C02含量為88% ；液體二氧化碳規模為10萬噸/年，液體二氧化碳放空氣的量為5000-6000 Nm3/h，放空氣的主要組分C02、C0、H2、N2、CH4的摩爾百分比分別為 71%,9. 0%、7· 5%、10· 0%、2· 5%。日產氨730-750噸，將二氧化碳放空氣加熱到145°C混配到總入爐水蒸汽中。與實施例相同條件下，采用背景技術，噸氨原料煤消耗為1230_1250kg、噸氨動力電消耗1180-1200kwh，入爐水蒸汽消耗為65-66t/h 在實施例中，采用本發明技術，在不帶來副作用的前提下，噸氨原料煤消耗為1180-1200kg、噸氨動力電消耗1150-1170kwh 入爐水蒸汽消耗為61-62t/h 降低合成氨的原料煤消耗3-4%、降低水蒸汽消耗4-5%’降低動力電消耗2-3%，本發明的經濟效益和社會效益都十分顯著。
權利要求
1.一種液體二氧化碳生產過程的放空氣回收利用方法，其特征在于包含如下工藝步驟將生產液體二氧化碳放空氣收集，預熱到50-20(TC，混配到煤氣發生爐的入爐水蒸汽中作為混合氣化劑使用，一同進入煤氣發生爐，作為原料循環利用。
2.根據權利要求1所述之一種液體二氧化碳生產過程的放空氣回收利用方法，其特征在于所說混和氣化劑的摩爾百分比為放空氣1_30%，蒸汽70-99%;在煤氣發生爐內 1000-1500°C高溫下，CH4與蒸汽反應生成CO和H2、C02與C反應生成C0，在節省氣化用水蒸汽的同時，放空氣中的H2、C0、CH4也得到了全部回收利用。
3.根據權利要求1或2所述之一種液體二氧化碳生產過程的放空氣回收利用方法，其特征在于所說的煤氣發生爐，包括常壓煤氣發生爐和加壓煤氣發生爐，還包括多臺煤氣發生爐運行的系統。
全文摘要
本發明涉及一種液體二氧化碳生產過程的放空氣回收利用方法，屬于化工生產綜合利用技術領域。技術方案是包含如下工藝步驟將生產液體二氧化碳放空氣收集，預熱到50-200℃，混配到煤氣發生爐的入爐水蒸汽中作為混合氣化劑使用，一同進入煤氣發生爐，作為原料循環利用。很多液體二氧化碳生產企業都有煤氣發生爐設施，本發明利用現有煤氣發生爐裝置及工藝條件，實現生產液體二氧化碳放空氣的回收利用，新增的設備較少，具有很強的實用性和可實施性，投資少、成本低，將液體二氧化碳生產過程的放空氣作為原料循環利用，變廢為寶，與背景技術相比，在不增加能耗和不帶來副作用的前提下，可降低合成氨的原料煤消耗3-10%、降低蒸汽消耗3-10%、降低動力電耗1-5%。
文檔編號C10J3/00GK102533334SQ20121001748
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者景玉國 申請人:河北凱躍化工集團有限公司