本发明属于二氧化碳精馏分离技术领域，尤其涉及一种二氧化碳双塔精馏分离系统中防止系统冻堵的装置及方法。
背景技术：
目前，工业生产二氧化碳主要是利用工业含碳废气(co2含量＞80％)分离的方法来生产。废气中除了含co2外，还会含有微量水。传统工艺脱水主要是利用分子筛，分子筛是一种多孔性的铝硅酸盐结晶体，在此晶体结构中有大量空腔，具有很大的表面积，一般在600-1000m2/g，所以分子筛有很强的吸附能力。由于水是极性分子，同时分子直径比分子筛的孔径小，所以极易被吸附。通过分子筛脱水，可使原料气水含量低于2ppm。但是分子筛脱水工艺与精馏分离工艺脱水相比有几点不足：1、设备投入多，建设成本高；2、分子筛平均两到三年需要重新更换，同时运行分子筛塔，需要风机鼓气和电加热器再生，维护、运行成本高；3、原料气通过分子筛塔产生较大阻力，会增加系统运行负荷，降低系统产量；4、工艺流程复杂，操作繁复。
二氧化碳双塔精馏是利用水和二氧化碳相对挥发度不同达到分离的目的，其在生产中也存在一个问题，就是当原料气含水量过高，降低到一定温度后，在进入二氧化碳精馏分离系统中，水分子会形成笼型晶核，并以此晶核开始结晶，随着结晶的生长，结晶物会降低塔填料或者塔板的孔隙度，初期会降低塔的分离效率，后期严重时会发生液泛、塔堵等情况，因为整个精馏系统处于低温运行，塔堵后系统不易解冻，给后期检修带来极大麻烦。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有二氧化碳双塔精馏技术中存在的含水原料气易结晶造成塔板孔隙度下降，会发生液泛、塔堵等问题，提供一种解决水在精馏分离塔中冻堵问题的二氧化碳双塔精馏分离系统中防止系统冻堵的装置及方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种二氧化碳双塔精馏分离系统中防止系统冻堵装置，包括至少一个防冻滴注罐，防冻滴注罐与精馏分离塔前的原料气输送管道以并联方式连通。
进一步，多个防冻滴注罐并联后与原料气输送管道并联方式连通。
进一步，防冻滴注罐包括并联的第一防冻滴注罐和第二防冻滴注罐，第一防冻滴注罐中部通过设有第一阀门的管道与原料气输送管道相连，第一防冻滴注罐底部通过设有第三阀门的管道与原料气输送管道相连，使第一防冻滴注罐与原料气输送管道形成并联结构，第二防冻滴注罐通过设有第二阀门的管道与原料气输送管道相连，第二防冻滴注罐底部通过设有第四阀门的管道与原料气输送管道相连，使第二防冻滴注罐与原料气输送管道形成并联结构，第一防冻滴注罐顶部连接有设置第七阀门的抑制剂添加管道和设置第五阀门的泄压管道，第二防冻滴注罐顶部连接有设置第八阀门的抑制剂添加管道和设置第六阀门的泄压管道。
进一步，防冻滴注罐与精馏分离塔之间的管道部分设有至少一个u型弯曲部。
进一步，所述防冻滴注罐为填充有液态甲醇的防冻滴注罐。
本发明还提供了一种二氧化碳双塔精馏分离系统中防止系统冻堵的方法，包括以下步骤：
⑴在原料气进入精馏分离塔之前加入两个防冻滴注罐，分为第一防冻滴注罐和第二防冻滴注罐，两个防冻滴注罐并联后与原料气进入管道并联连接；第一防冻滴注罐中部通过设有第一阀门的管道与原料气输送管道相连，底部通过设有第三阀门的管道与原料气输送管道相连，第二防冻滴注罐中部通过设有第二阀门的管道与原料气输送管道相连，第二防冻滴注罐底部通过设有第四阀门的管道与原料气输送管道相连，第一防冻滴注罐顶部连接有设置第七阀门的抑制剂添加管道和设置第五阀门的泄压管道，第二防冻滴注罐顶部连接有设置第八阀门的抑制剂添加管道和设置第六阀门的泄压管道；
⑵开始时关闭第一阀门、第三阀门、第五阀门，打开第七阀门，从第七阀门处向管内加满抑制剂，后关闭第七阀门，打开第一阀门，给滴注罐充压，充压平衡后，打开第三阀门，使抑制剂滴注进入管线与原料气混合，使原料气与抑制剂混合均匀，混合后的原料进入精馏分离塔；
⑶当第一防冻滴注罐中抑制剂快使用完时，按步骤⑵的操作方法操作第二防冻滴注罐，打开第二防冻滴注罐第四阀门进行滴注，关闭第三阀门，第一防冻滴注罐关闭后打开第五阀门进行泄压，当压力泄尽后，关闭第五阀门，打开第七阀门重新加入抑制剂，第一防冻滴注罐和第二防冻滴注罐如此交替使用。
进一步，所述抑制剂为液态甲醇。
进一步，当原料气的水含量为100ppm时，加入的甲醇量为4～5滴/秒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在二氧化碳双塔精馏分离系统中设置防止系统冻堵装置，通过防止系统冻堵装置向二氧化碳双塔精馏分离系统滴加甲醇，甲醇会明显改善水在精馏分离塔中结晶情况，从而解决水在精馏分离塔中冻堵的情况，且甲醇和二氧化碳相对挥发度差异大，甲醇在精馏分离系统会自动分离，不会影响产品质量。
附图说明
图1为本发明的二氧化碳双塔精馏分离系统中防止系统冻堵装置结构示意图。
图中标记：1-第一阀门，2-第二阀门，3-第三阀门，4-第四阀门，5-第五阀门，6-第六阀门，7-第七阀门，8-第八阀门，9-第一防冻滴注罐，10-第二防冻滴注罐，11-精馏分离塔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种二氧化碳双塔精馏分离系统中防止系统冻堵装置，包括并联的第一防冻滴注罐9和第二防冻滴注罐10，防冻滴注罐相互并联后与精馏分离塔11前的原料气输送管道再以并联方式连通，防冻滴注罐与原料气输送管道以并联方式连通。第一防冻滴注罐9中部通过设有第一阀门1的管道与原料气输送管道相连，第一防冻滴注罐9底部通过设有第三阀门3的管道与原料气输送管道相连，使第一防冻滴注罐9与原料气输送管道形成并联结构，第二防冻滴注罐10通过设有第二阀门2的管道与原料气输送管道相连，第二防冻滴注罐10底部通过设有第四阀门4的管道与原料气输送管道相连，使第二防冻滴注罐10与原料气输送管道形成并联结构，第一防冻滴注罐9顶部连接有设置第七阀门7的抑制剂添加管道和设置第五阀门5的泄压管道，第二防冻滴注罐10顶部连接有设置第八阀门8的抑制剂添加管道和设置第六阀门6的泄压管道。防冻滴注罐与精馏分离塔11之间的管道部分设有一个u型弯曲部。所述防冻滴注罐为填充有液态甲醇的防冻滴注罐。
实施例2
一种二氧化碳双塔精馏分离系统中防止系统冻堵的方法，包括以下步骤：
⑴在原料气进入精馏分离塔之前加入两个防冻滴注罐，分为第一防冻滴注罐和第二防冻滴注罐，两个防冻滴注罐并联后与原料气进入管道并联连接；第一防冻滴注罐中部通过设有第一阀门的管道与原料气输送管道相连，底部通过设有第三阀门的管道与原料气输送管道相连，第二防冻滴注罐中部通过设有第二阀门的管道与原料气输送管道相连，第二防冻滴注罐底部通过设有第四阀门的管道与原料气输送管道相连，第一防冻滴注罐顶部连接有设置第七阀门的抑制剂添加管道和设置第五阀门的泄压管道，第二防冻滴注罐顶部连接有设置第八阀门的抑制剂添加管道和设置第六阀门的泄压管道；
⑵开始时关闭第一阀门、第三阀门、第五阀门，打开第七阀门，从第七阀门处向管内加满抑制剂，后关闭第七阀门，打开第一阀门，给滴注罐充压，充压平衡后，打开第三阀门，使抑制剂滴注进入管线与原料气混合，使原料气与抑制剂混合均匀，混合后的原料进入精馏分离塔；
⑶当第一防冻滴注罐中抑制剂快使用完时，按步骤⑵的操作方法操作第二防冻滴注罐，打开第二防冻滴注罐第四阀门进行滴注，关闭第三阀门，第一防冻滴注罐关闭后打开第五阀门进行泄压，当压力泄尽后，关闭第五阀门，打开第七阀门重新加入抑制剂，第一防冻滴注罐和第二防冻滴注罐如此交替使用。
所述抑制剂为液态甲醇。
实施例3
基于实施例1和2，正常使用时，原料气压力一般为2.4mpa，根据原料气组分中的水含量的多少决定甲醇的加入量，以每小时生产7吨co2的装置为例，当原料气水含量为100ppm时，加入的甲醇量为4～5滴/秒。
甲醇作为一种优良的水结晶抑制剂，甲醇的醇羟基会与水分子形成氢键，阻碍结晶的生长，因此，甲醇会明显改善水在精馏分离塔中结晶情况，最终水分子在精馏分离过程中被分离开来，从而解决水在精馏分离塔中冻堵的情况。同时，二氧化碳相对挥发度为1，甲醇相对挥发度为0.00841，两者相差较大，因此甲醇在精馏分离过程中会随其他重组分一起从塔底排出，不会影响产品质量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种二氧化碳双塔精馏分离系统中防止系统冻堵的装置，其特征在于：包括至少一个防冻滴注罐，防冻滴注罐与精馏分离塔前的原料气输送管道以并联方式连通。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：多个防冻滴注罐并联后与原料气输送管道并联方式连通。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：防冻滴注罐包括并联的第一防冻滴注罐和第二防冻滴注罐，第一防冻滴注罐中部通过设有第一阀门的管道与原料气输送管道相连，第一防冻滴注罐底部通过设有第三阀门的管道与原料气输送管道相连，使第一防冻滴注罐与原料气输送管道形成并联结构，第二防冻滴注罐通过设有第二阀门的管道与原料气输送管道相连，第二防冻滴注罐底部通过设有第四阀门的管道与原料气输送管道相连，使第二防冻滴注罐与原料气输送管道形成并联结构，第一防冻滴注罐顶部连接有设置第七阀门的抑制剂添加管道和设置第五阀门的泄压管道，第二防冻滴注罐顶部连接有设置第八阀门的抑制剂添加管道和设置第六阀门的泄压管道。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：防冻滴注罐与精馏分离塔之间的管道部分设有至少一个u型弯曲部。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述防冻滴注罐为填充有液态甲醇的防冻滴注罐。
6.一种二氧化碳双塔精馏分离系统中防止系统冻堵的方法，其特征在于，包括以下步骤：
⑴在原料气进入精馏分离塔之前加入两个防冻滴注罐，分为第一防冻滴注罐和第二防冻滴注罐，两个防冻滴注罐并联后与原料气进入管道并联连接；第一防冻滴注罐中部通过设有第一阀门的管道与原料气输送管道相连，底部通过设有第三阀门的管道与原料气输送管道相连，第二防冻滴注罐中部通过设有第二阀门的管道与原料气输送管道相连，第二防冻滴注罐底部通过设有第四阀门的管道与原料气输送管道相连，第一防冻滴注罐顶部连接有设置第七阀门的抑制剂添加管道和设置第五阀门的泄压管道，第二防冻滴注罐顶部连接有设置第八阀门的抑制剂添加管道和设置第六阀门的泄压管道；
⑵开始时关闭第一阀门、第三阀门、第五阀门，打开第七阀门，从第七阀门处向管内加满抑制剂，后关闭第七阀门，打开第一阀门，给滴注罐充压，充压平衡后，打开第三阀门，使抑制剂滴注进入管线与原料气混合，使原料气与抑制剂混合均匀，混合后的原料进入精馏分离塔；
⑶当第一防冻滴注罐中抑制剂快使用完时，按步骤⑵的操作方法操作第二防冻滴注罐，打开第二防冻滴注罐第四阀门进行滴注，关闭第三阀门，第一防冻滴注罐关闭后打开第五阀门进行泄压，当压力泄尽后，关闭第五阀门，打开第七阀门重新加入抑制剂，第一防冻滴注罐和第二防冻滴注罐如此交替使用。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述抑制剂为液态甲醇。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：当原料气的水含量为100ppm时，加入的甲醇量为4～5滴/秒。
技术总结