一種低溫甲醇洗裝置及一種脫除合成氣中酸性氣的方法制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種低溫甲醇洗裝置及一種脫除合成氣中酸性氣的方法。本發(fā)明專利技術(shù)通過重新配置低溫甲醇洗主流程，在原純貧液吸收的流程基礎(chǔ)上，增加半貧液甲醇作為主洗甲醇，減少15～30％貧液甲醇用量，從而減少了15～30％熱再生塔再沸器蒸汽、熱再生塔塔頂冷凝器循環(huán)水、貧甲醇水冷器循環(huán)水和H2S濃縮塔氣提氮?dú)庥昧浚赃_(dá)到節(jié)能增產(chǎn)的目標(biāo)。同時，取消熱再生塔頂傳統(tǒng)3級冷凝流程，減少甲醇損失和避免氨結(jié)晶現(xiàn)象出現(xiàn)。本發(fā)明專利技術(shù)針對傳統(tǒng)低溫甲醇洗裝置進(jìn)行的節(jié)能增產(chǎn)改造也適用于新建的低溫甲醇洗裝置。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及低溫甲醇洗凈化合成氣處理
，具體涉及一種低溫甲醇洗裝置及一種脫除合成氣中酸性氣的方法。
技術(shù)介紹
我國主要化石資源仍舊以煤為主。我們國家是個典型的煤多氣少國家。目前，煤化工經(jīng)過多年的發(fā)展已經(jīng)相對成熟。下游產(chǎn)品形式多樣，而且都為重要的基礎(chǔ)化工原料。鑒于低溫甲醇對H2S/CO2有非常強(qiáng)的選擇性吸收能力、原料便宜易得等特點(diǎn)，幾乎所有以煤為原料的煤化工企業(yè)的凈化工段都配有低溫甲醇洗工段，以脫除合成氣中的H2S/CO2等組分。但是絕大多數(shù)煤化工企業(yè)配套的低溫甲醇洗裝置基本上都采用只使用貧甲醇作為吸收劑的流程，我們稱之為傳統(tǒng)型低溫甲醇洗流程。傳統(tǒng)型低溫甲醇洗的流程圖如圖1所示，其主要流程描述如下：來自變換裝置的粗合成氣進(jìn)入到低溫甲醇洗裝置的吸收塔101，進(jìn)行脫硫、脫碳，然后冷卻減壓進(jìn)行中壓閃蒸，之后進(jìn)入到CO2產(chǎn)品塔102和H2S濃縮塔103，塔底富H2S甲醇進(jìn)入熱再生塔104進(jìn)行甲醇再生，一部分熱再生塔104塔底貧液甲醇換熱降溫后返回至吸收塔101塔頂作為吸收劑。熱再生塔104塔頂氣相經(jīng)過熱再生塔冷凝器314冷卻后，進(jìn)入到熱再生塔回流槽205進(jìn)行氣液分離。液相回流至熱再生塔104。氣相作為酸性氣送至下游，具體來說，氣相依次經(jīng)過酸性氣冷卻器315和酸性氣氨冷器316后，導(dǎo)入酸性氣分離器206進(jìn)行氣液分離后，酸性氣排出，液相導(dǎo)入H2S濃縮塔103的底部。來自原料氣分離器201的含水富甲醇，送至甲醇水塔105回收甲醇。同時，來自熱再生塔104塔底貧甲醇作為甲醇水塔105回流。在甲醇水塔105中將原料氣中帶入低溫甲醇洗中的水分脫除。保持低溫甲醇系統(tǒng)中液相水分最低，加大吸收能力和減緩酸性氣對設(shè)備的腐蝕。從CO2產(chǎn)品塔102和H2S濃縮塔103塔頂尾氣經(jīng)過熱量回收后，送入尾氣洗滌塔106進(jìn)行洗滌，送至尾氣洗滌塔106的氣體基本上為CO2和N2，夾帶極少量的甲醇。在尾氣洗滌塔106中回收甲醇后，剩下的氣體作為廢氣直接排放至大氣。其中，CO2產(chǎn)品塔102的塔頂出氣這根工藝管線主要是不含硫的CO2氣體；一般CO2產(chǎn)品塔102的塔頂CO2產(chǎn)品氣量要大于最終下游需求CO2產(chǎn)品氣，所以一部分要放空，放空之前要經(jīng)過尾氣洗滌塔脫出夾帶的甲醇。H2S濃縮塔的塔頂出氣這根工藝管線，其主要成分是CO2、N2。組分中要求H2S低于5PPMV，不會冷凝。只需要一部分經(jīng)過尾氣洗滌塔106就可以滿足環(huán)保要求。全部進(jìn)去尾氣洗滌塔106投資非常大。上述傳統(tǒng)低溫甲醇洗流程存在如下不足：(1)上述流程中，由于吸收塔101全部只采用貧液甲醇作為吸收劑，而經(jīng)過減壓閃蒸解析后的半貧液甲醇的吸收能力沒有得到充分的利用。因此貧液用量大，因此H2S濃縮塔103氣提氮?dú)庥昧?、熱再生塔再沸?13所需蒸汽用量、熱再生塔冷凝器314冷卻水用量都將增大。其次，因?yàn)樨氁河昧看螅M(jìn)入吸收塔101塔頂?shù)呢氁簻囟纫草^高。所以上述流程冷量消耗也大。(2)上述流程中，對原料氣中的硫適應(yīng)性太低。吸收塔101下部脫硫段的吸收液主要來自吸收塔101上部部分無硫甲醇。如果為了保證脫硫段的氣體合格，那么用于CO2產(chǎn)品塔102和H2S濃縮塔103上部脫硫的無硫甲醇量就會減少，最后導(dǎo)致CO2產(chǎn)品氣或者尾氣中的總硫超標(biāo)。(3)上述流程中，來自吸收塔101中部的無硫富甲醇與塔釜的含硫富甲醇都通過直接減壓的方式進(jìn)行閃蒸。由于此兩股物流的液相量較大且前后壓差也較大。若采用直接減壓的方式，那么大部分的靜壓頭都將損失。(4)上述流程中，來自吸收塔101中部的無硫富甲醇與塔釜含硫富甲醇都通過直接減壓進(jìn)入富甲醇中壓閃蒸罐202和含硫甲醇中壓閃蒸罐203中進(jìn)行減壓閃蒸。閃蒸后出來的閃蒸氣中含有H2、CO和CO2等氣體將進(jìn)入到循環(huán)氣壓縮機(jī)501中，但如果希望回收其中有效氣體H2和CO，由于是直接閃蒸，故閃蒸氣中含有大量CO2都將通過循環(huán)氣壓縮機(jī)501中回到吸收塔101入口。不僅增大了循環(huán)氣壓縮機(jī)501的負(fù)荷，同樣也增加了吸收塔101的吸收負(fù)荷。(5)上述流程中，經(jīng)過洗滌后的尾氣溫度通常較低，大約在15℃，并且直接排放大氣。因此尾氣中的低溫冷量沒有被利用，造成部分冷量的浪費(fèi)。(6)上述流程中，原料氣分離器201含有較多CO2的液相經(jīng)過復(fù)熱后直接進(jìn)入甲醇水塔105。故而此液相中攜帶的CO2通過甲醇水塔105進(jìn)入到熱再生塔104塔頂酸性氣中，最終導(dǎo)致H2S濃度都偏低。增加下游克勞斯硫回收的燃料消耗。(7)上述流程中，熱再生塔104塔頂采用3級冷凝(對應(yīng)熱再生塔冷凝器314、酸性氣冷卻器315和酸性氣氨冷器316)來回收甲醇。其中后面兩級冷凝(酸性氣冷卻器315和酸性氣氨冷器316)溫度大約在-33℃左右。如果原料氣中含有少量的氨，將會在冷凝器(酸性氣冷卻器315和酸性氣氨冷器316)中累積，最終導(dǎo)致冷凝器(酸性氣冷卻器315和酸性氣氨冷器316)碳銨結(jié)晶堵塞換熱器。一般工廠都采用復(fù)熱的手段來清除碳銨結(jié)晶，但是這個過程中甲醇損失將會大幅度增大。(8)從眾多實(shí)際生產(chǎn)情況來看，目前多數(shù)采用上述流程的低溫甲醇洗裝置甲醇消耗高，尾氣中甲醇濃度高。對環(huán)境造成了一定傷害。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的低溫甲醇洗裝置的能耗大、甲醇損失嚴(yán)重和易出現(xiàn)氨結(jié)晶現(xiàn)象等缺陷，而提供了一種低溫甲醇洗裝置及一種脫除合成氣中酸性氣的方法。所提供的低溫甲醇洗裝置能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能、增產(chǎn)的目的。本專利技術(shù)提供了一種低溫甲醇洗裝置，所述低溫甲醇洗裝置包括一原料氣分離器、一吸收塔、一CO2產(chǎn)品塔、一H2S濃縮塔、一熱再生塔、一甲醇水塔和一尾氣洗滌塔，所述原料氣分離器的氣相出口與所述吸收塔的下段連接，所述吸收塔的中段通過至少一換熱器和一富甲醇中壓閃蒸罐的液相出口與所述CO2產(chǎn)品塔的塔頂連接，所述吸收塔的塔釜通過至少一換熱器和一含硫甲醇中壓閃蒸罐的液相出口與所述CO2產(chǎn)品塔和/或所述H2S濃縮塔的中段連接；所述CO2產(chǎn)品塔的中下段、塔釜分別與所述H2S濃縮塔的中段、中下段連接；所述熱再生塔的塔釜通過至少一換熱器與所述甲醇水塔的塔頂連接；所述熱再生塔的塔頂設(shè)有一回流回路，所述回流回路包括依次連接的一熱再生塔冷凝器和一熱再生塔回流槽；所述CO2產(chǎn)品塔的塔頂和所述H2S濃縮塔的塔頂通過至少一換熱器與所述尾氣洗滌塔連接；其特點(diǎn)在于，所述低溫甲醇洗裝置還設(shè)有一半貧液閃蒸塔，所述的富甲醇中壓閃蒸罐的液相出口還與所述半貧液閃蒸塔的塔頂連接，所述半貧液閃蒸塔的塔釜液相出口還與所述吸收塔的上段連接，用于為吸收塔提供半貧液甲醇；所述低溫甲醇洗裝置還設(shè)有一CO2再吸收塔，所述含硫甲醇中壓閃蒸罐的氣相出口與所述CO2再吸收塔的中段連接，所述H2S濃縮塔的中段與所述CO2再吸收塔的塔頂連接，用于為所述CO2再吸收塔提供富硫甲醇；所述H2S濃縮塔的塔釜依次通過一第二貧/富甲醇換熱器、一氮?dú)鈿馓衢W蒸罐、一第一貧/富甲醇換熱器和一富硫甲醇閃蒸罐后與所述熱再生塔的中上段連接，所述氮?dú)鈿馓衢W蒸罐、所述富硫甲醇閃蒸罐均用于分離富甲醇中的CO2，所述富硫甲醇閃蒸罐的塔頂氣相出口通過一酸性氣水冷器與所述H2S濃縮塔的下段連接；所述原料氣分離器的液相出口還與所述CO2再吸收塔的中下段連接，所述CO2再吸收塔的塔釜液相出口依次經(jīng)過一氮?dú)饫鋮s器、一甲醇水塔回流冷卻器本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種低溫甲醇洗裝置，所述低溫甲醇洗裝置包括一原料氣分離器、一吸收塔、一CO2產(chǎn)品塔、一H2S濃縮塔、一熱再生塔、一甲醇水塔和一尾氣洗滌塔，所述原料氣分離器的氣相出口與所述吸收塔的下段連接，所述吸收塔的中段通過至少一換熱器和一富甲醇中壓閃蒸罐的液相出口與所述CO2產(chǎn)品塔的塔頂連接，所述吸收塔的塔釜通過至少一換熱器和一含硫甲醇中壓閃蒸罐的液相出口與所述CO2產(chǎn)品塔和/或所述H2S濃縮塔的中段連接；所述CO2產(chǎn)品塔的中下段、塔釜分別與所述H2S濃縮塔的中段、中下段連接；所述熱再生塔的塔釜通過至少一換熱器與所述甲醇水塔的塔頂連接；所述熱再生塔的塔頂設(shè)有一回流回路，所述回流回路包括依次連接的一熱再生塔冷凝器和一熱再生塔回流槽；所述CO2產(chǎn)品塔的塔頂和所述H2S濃縮塔的塔頂通過至少一換熱器與所述尾氣洗滌塔連接；其特征在于，所述低溫甲醇洗裝置還設(shè)有一半貧液閃蒸塔，所述的富甲醇中壓閃蒸罐的液相出口還與所述半貧液閃蒸塔的塔頂連接，所述半貧液閃蒸塔的塔釜液相出口還與所述吸收塔的上段連接，用于為吸收塔提供半貧液甲醇；所述低溫甲醇洗裝置還設(shè)有一CO2再吸收塔，所述含硫甲醇中壓閃蒸罐的氣相出口與所述CO2再吸收塔的中段連接，所述H2S濃縮塔的中段與所述CO2再吸收塔的塔頂連接，用于為所述CO2再吸收塔提供富硫甲醇；所述H2S濃縮塔的塔釜依次通過一第二貧/富甲醇換熱器、一氮?dú)鈿馓衢W蒸罐、一第一貧/富甲醇換熱器和一富硫甲醇閃蒸罐后與所述熱再生塔的中上段連接，所述氮?dú)鈿馓衢W蒸罐、所述富硫甲醇閃蒸罐均用于分離富甲醇中的CO2，所述富硫甲醇閃蒸罐的塔頂氣相出口通過一酸性氣水冷器與所述H2S濃縮塔的下段連接；所述原料氣分離器的液相出口還與所述CO2再吸收塔的中下段連接，所述CO2再吸收塔的塔釜液相出口依次經(jīng)過一氮?dú)饫鋮s器、一甲醇水塔回流冷卻器和一凝液閃蒸罐后與所述甲醇水塔的中段連接，所述凝液閃蒸罐的氣相出口經(jīng)所述酸性氣水冷器后與所述H2S濃縮塔的下段連接；所述低溫甲醇洗裝置還設(shè)有一用于回收甲醇的酸性氣洗滌塔，所述熱再生塔回流槽的氣相出口與所述酸性氣洗滌塔的塔底連接。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種低溫甲醇洗裝置，所述低溫甲醇洗裝置包括一原料氣分離器、一吸收塔、一CO2產(chǎn)品塔、一H2S濃縮塔、一熱再生塔、一甲醇水塔和一尾氣洗滌塔，所述原料氣分離器的氣相出口與所述吸收塔的下段連接，所述吸收塔的中段通過至少一換熱器和一富甲醇中壓閃蒸罐的液相出口與所述CO2產(chǎn)品塔的塔頂連接，所述吸收塔的塔釜通過至少一換熱器和一含硫甲醇中壓閃蒸罐的液相出口與所述CO2產(chǎn)品塔和/或所述H2S濃縮塔的中段連接；所述CO2產(chǎn)品塔的中下段、塔釜分別與所述H2S濃縮塔的中段、中下段連接；所述熱再生塔的塔釜通過至少一換熱器與所述甲醇水塔的塔頂連接；所述熱再生塔的塔頂設(shè)有一回流回路，所述回流回路包括依次連接的一熱再生塔冷凝器和一熱再生塔回流槽；所述CO2產(chǎn)品塔的塔頂和所述H2S濃縮塔的塔頂通過至少一換熱器與所述尾氣洗滌塔連接；其特征在于，所述低溫甲醇洗裝置還設(shè)有一半貧液閃蒸塔，所述的富甲醇中壓閃蒸罐的液相出口還與所述半貧液閃蒸塔的塔頂連接，所述半貧液閃蒸塔的塔釜液相出口還與所述吸收塔的上段連接，用于為吸收塔提供半貧液甲醇；所述低溫甲醇洗裝置還設(shè)有一CO2再吸收塔，所述含硫甲醇中壓閃蒸罐的氣相出口與所述CO2再吸收塔的中段連接，所述H2S濃縮塔的中段與所述CO2再吸收塔的塔頂連接，用于為所述CO2再吸收塔提供富硫甲醇；所述H2S濃縮塔的塔釜依次通過一第二貧/富甲醇換熱器、一氮?dú)鈿馓衢W蒸罐、一第一貧/富甲醇換熱器和一富硫甲醇閃蒸罐后與所述熱再生塔的中上段連接，所述氮?dú)鈿馓衢W蒸罐、所述富硫甲醇閃蒸罐均用于分離富甲醇中的CO2，所述富硫甲醇閃蒸罐的塔頂氣相出口通過一酸性氣水冷器與所述H2S濃縮塔的下段連接；所述原料氣分離器的液相出口還與所述CO2再吸收塔的中下段連接，所述CO2再吸收塔的塔釜液相出口依次經(jīng)過一氮?dú)饫鋮s器、一甲醇水塔回流冷卻器和一凝液閃蒸罐后與所述甲醇水塔的中段連接，所述凝液閃蒸罐的氣相出口經(jīng)所述酸性氣水冷器后與所述H2S濃縮塔的下段連接；所述低溫甲醇洗裝置還設(shè)有一用于回收甲醇的酸性氣洗滌塔，所述熱再生塔回流槽的氣相出口與所述酸性氣洗滌塔的塔底連接。2.如權(quán)利要求1所述的低溫甲醇洗裝置，其特征在于，所述的原料氣分離器的進(jìn)料端還連接有一原料氣冷卻器，用于對進(jìn)入所述低溫甲醇洗裝置的原料氣進(jìn)行冷卻處理；所述吸收塔從下至上分為I、II、III、IV共4段，所述吸收塔的第II段、第III段、第IV段各分布有一個貧液甲醇進(jìn)入支路和貧液甲醇導(dǎo)出支路，第II段上的貧液甲醇導(dǎo)出支路又分為兩個支管，其中一支管與第I段之間形成一回流回路，另一支管依次通過一凈化氣/富甲醇換熱器、一富甲醇換熱器和一富甲醇氨冷器后，再與所述富甲醇中壓閃蒸罐連接，而后將所述富甲醇中壓閃蒸罐的液相出口與所述CO2產(chǎn)品塔的塔頂連接；所述回流回路上還設(shè)有一無硫富甲醇氨冷器。3.如權(quán)利要求2所述的低溫甲醇洗裝置，其特征在于，所述吸收塔中，第II段的貧液甲醇進(jìn)入支路與第III段的貧液甲醇導(dǎo)出支路經(jīng)過換熱器連接后形成一循環(huán)回路，第III段的貧液...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：章華勇，黃銳，
申請(專利權(quán))人：上海倍能化工技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：上海;31