一種利用合成氨淨化裝置中的nhd溶液對工藝氣進行脫硫碳處理的方法及設備的製作方法

2023-07-21 21:10:51 1

一種利用合成氨淨化裝置中的nhd溶液對工藝氣進行脫硫碳處理的方法及設備的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對工藝氣進行脫硫碳處理的方法及設備，包括將德士古氣化爐出來的高溫工藝氣冷卻與氣水分離後，通入小脫硫塔中用合成氨脫硫工藝中的NHD溶液逆流吸收硫化氫；再將脫去硫化氫後的工藝氣經降溫後進入小脫碳塔用合成氨脫碳工藝中的NHD溶液逆流吸收二氧化碳，得到精細化工用含一氧化碳和氫氣的原料氣。本發明利用合成氨淨化裝置通過NHD溶液在不同的環境條件下對德士古氣爐工藝氣進行脫硫脫碳，從而達到精細化工使用的要求，並節約能源，便於操作。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發明涉及工藝氣處理【技術領域】，具體涉及一種利用合成氨淨化裝置中的NHD溶 液對工藝氣進行脫硫碳處理的方法及設備。 一種利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對工藝氣進行脫硫 碳處理的方法及設備

【背景技術】
[0002] 德士古氣化爐是一種以水煤氣為進料的加壓氣流床氣化工藝，工藝氣中主要含有 一氧化碳、氫氣、二氧化碳和水蒸氣和少量的硫化物。其具有碳轉化率高、煤氣質量好、三廢 處理簡單等優點，且德士古氣化爐產生的工藝氣中C0和H 2含量較高，此工藝氣中的C0和 H2可作為製備合成氨或甲醇等精細化工的原料氣。所以目前國內大化肥裝站置、聯合循環 發電等精細化工較多採用德士古氣化爐的工藝氣。
[0003] -般化工企業大多有合成氨設備，合成氨生產中需要將原料氣先經脫硫、二氯化 碳脫除後，得到氮、氫混合氣在高溫高壓和催化劑存在下而直接合成氨。由於NHD溶劑(聚 乙二醇二甲醚）是一種物理吸收劑，它對氣體中硫化物和二氧化碳等酸性氣體具有較大的 溶解吸收能力，尤其是對合成氣中的硫化氫有良好的選擇吸收性。適合於以煤(油)為原料， 酸氣分壓較高的合成氣等的氣體淨化，但其在脫硫時需吸收熱量，使溫度在〇?_5°C ;而在 脫碳時需消耗少量冷量。所以目前合成氨工藝中對原料氣的處理主要是採用NHD脫硫和脫 碳的淨化工序和設備對其進行前期處理。
[0004]


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在於提供一種利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對德士古氣化爐 工藝氣進行脫硫碳處理的方法及設備，充分利用合成氨淨化脫硫脫碳工藝裝置中的NHD溶 液對德士古氣化爐工藝氣進行脫硫脫碳處理，以達到精細化工用氣的要求，並能達到節能 降耗，節省資源的目的。
[0006] 一種利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對工藝氣進行脫硫碳處理的方法，包括如 下步驟： (1) 將德士古氣化爐出來的高溫工藝氣，經過冷卻與氣水分離後，使工藝氣溫度降到 30 ?35? ; (2) 將經（1)處理後的工藝氣從小脫硫塔的底部進入，再將合成氨脫硫工藝中的NHD溶 液從小脫硫塔的頂部噴淋，使NHD溶液逆流吸收工藝氣中的硫化氫； (3) 經（2)脫去硫化氫後的工藝氣經降溫後進入小脫碳塔，再將合成氨脫碳工藝中的 NHD溶液從小脫碳塔的頂部噴淋，使NHD溶液逆流吸收工藝氣中的二氧化碳，得到精細化工 用含一氧化碳和氫氣的原料氣。
[0007] 進一步，所述步驟（1)中高溫工藝氣的冷卻與氣水分離處理是指經過至少兩次水 冷卻和至少兩次氣水分離的循環處理。
[0008] 所述步驟（3)中經（2)脫去硫化氫後的工藝氣降溫是將脫去硫化氫後的工藝氣與 脫去二氧化碳後的工藝氣進行換熱降溫。
[0009] 所述步驟（3)中經（2)脫去硫化氫後的工藝氣降溫到-3?_5°C。
[0010] 所述步驟（2)中吸收硫化氫的NHD溶液到淨化脫硫再生裝置中進行解析再生循環 使用；所述步驟（3)中吸收二氧化碳的NHD溶液進入合成氨淨化脫碳裝置中進行解析再生 循環使用。
[0011] 本發明的另一個目的是提供一種實現上述利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對 德士古氣化爐工藝氣進行脫硫碳處理的設備，包括合成氨淨化工藝中的淨化脫硫塔、淨化 脫碳塔、淨化再生塔與淨化汽提塔，所述淨化脫硫塔的出口端通過管道與小脫硫塔的塔頂 連通；所述小脫硫塔的底端進氣端與第二氣水分離器的頂端出氣端連接；所述第二氣水分 離器的入口端依次與第二水冷器、第一氣水分離器、第一水冷器連接，所述第一水冷器的入 口端與德士古氣化爐的出氣端連接；所述淨化脫碳塔的出口端通過管道與小脫碳塔的塔頂 連通，所述小脫碳塔的底端進氣端與換熱器的出氣端連接；所述小脫硫塔與小脫碳塔的頂 端出氣端均與所述換熱器連接。
[0012] 進一步，所述小脫硫塔的底端出液口與淨化再生塔連接；所述小脫碳塔的底端出 液口與淨化汽提塔連接。
[0013] 本發明將從德士古氣化爐氣化過來的高溫工藝氣（217°C左右)，經過第一水冷器 冷卻後經過第一水分離器分離，使工藝氣溫度達到70°C左右。再經過第二水冷器冷卻與第 二水分離器進行分離後，工藝氣溫度達到32°C左右，從而達到其脫硫的適宜溫度。將該適 宜溫度的工藝氣通入小脫硫塔，用來自合成氨淨化脫硫裝置的NHD溶液進行噴淋吸收硫化 氫；然後再通入小脫碳塔中用來自合成氨淨化脫碳設備的NHD溶液吸收C0 2，從而使處理後 的工藝氣中只含有一氧化碳和氫氣，送入後續精細化工所用。
[0014] 所以本發明充分利用了原有合成氨工藝中淨化工藝中脫硫和脫碳工序已有的設 備資源對德士古氣化爐工藝氣進行脫硫脫碳處理，使本工藝流程便於操作控制，並同時節 約了能源與資源，達到了一定的生產效益。
[0015] 本發明通過HND溶液在不同的適宜溫度和環境下對德士古氣化爐工藝氣中的硫 化氫和二氧化碳進行吸收，達到對德士古氣爐工藝氣的提濃與淨化，使處理後的工藝氣符 合精細化工的要求。
[0016]

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 以下結合附圖和【具體實施方式】對本發明進一步詳細說明。
[0018] 圖1為本發明的處理設備結構示意圖。
[0019] 圖中1-第一水冷器，2-第二水冷器，3-第一氣水離器，4-第二氣水離器，5-小脫 硫塔，6-換熱器，7-小脫碳塔，8-淨化脫硫塔，9-淨化脫碳塔，10-淨化再生塔，11-淨化汽 提塔，12-德士古氣化爐。
[0020]

【具體實施方式】
[0021] 實施例一： 一種利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對工藝氣進行脫硫碳處理的方法，包括如下步 驟： (1) 將德士古氣化爐出來的高溫工藝氣，經過兩次冷卻與氣水分離循環後，使工藝氣溫 度降到30°C ; (2) 將經（1)處理後的工藝氣從小脫硫塔的底部進入，再將合成氨脫硫工藝中的NHD溶 液從小脫硫塔的頂部噴淋，使NHD溶液逆流吸收工藝氣中的硫化氫；吸收硫化氫的NHD溶液 到淨化脫硫再生裝置中進行解析再生循環使用； (3) 經（2)脫去硫化氫後的工藝氣與脫去二氧化碳後的工藝氣進行換熱降溫到-3°C， 然後通入小脫碳塔，再將合成氨脫碳工藝中的NHD溶液從小脫碳塔的頂部噴淋，使NHD溶液 逆流吸收工藝氣中的二氧化碳，得到精細化工用含一氧化碳和氫氣的原料氣；吸收二氧化 碳的NHD溶液進入合成氨淨化脫碳裝置中進行解析再生循環使用。
[0022] 實施例二： 一種利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對工藝氣進行脫硫碳處理的方法，包括如下步 驟： (1) 將德士古氣化爐出來的高溫工藝氣，經過四次冷卻與氣水分離循環後，使工藝氣溫 度降到35°C ; (2) 將經（1)處理後的工藝氣從小脫硫塔的底部進入，再將合成氨脫硫工藝中的NHD溶 液從小脫硫塔的頂部噴淋，使NHD溶液逆流吸收工藝氣中的硫化氫；吸收硫化氫的NHD溶液 到淨化脫硫再生裝置中進行解析再生循環使用； (3) 經（2)脫去硫化氫後的工藝氣與脫去二氧化碳後的工藝氣進行換熱降溫到-5°C， 然後通入小脫碳塔，再將合成氨脫碳工藝中的NHD溶液從小脫碳塔的頂部噴淋，使NHD溶液 逆流吸收工藝氣中的二氧化碳，得到精細化工用含一氧化碳和氫氣的原料氣；吸收二氧化 碳的NHD溶液進入合成氨淨化脫碳裝置中進行解析再生循環使用。
[0023] 實施例三： 一種利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對工藝氣進行脫硫碳處理的方法，包括如下步 驟： (1) 將德士古氣化爐出來的高溫工藝氣，經過三次冷卻與氣水分離循環後，使工藝氣溫 度降到32°C ; (2) 將經（1)處理後的工藝氣從小脫硫塔的底部進入，再將合成氨脫硫工藝中的NHD溶 液從小脫硫塔的頂部噴淋，使NHD溶液逆流吸收工藝氣中的硫化氫；吸收硫化氫的NHD溶液 到淨化脫硫再生裝置中進行解析再生循環使用； (3) 經（2)脫去硫化氫後的工藝氣與脫去二氧化碳後的工藝氣進行換熱降溫到-4°C， 然後通入小脫碳塔，再將合成氨脫碳工藝中的NHD溶液從小脫碳塔的頂部噴淋，使NHD溶液 逆流吸收工藝氣中的二氧化碳，得到精細化工用含一氧化碳和氫氣的原料氣；吸收二氧化 碳的NHD溶液進入合成氨淨化脫碳裝置中進行解析再生循環使用。
[0024] 實施例四： 如圖1所示，一種實現上述工藝氣脫硫碳處理的設備，包括合成氨淨化工藝中的淨化 脫硫塔8、淨化脫碳塔9、淨化再生塔10與淨化汽提塔11，所述淨化脫硫塔8的出口端通過 管道與小脫硫塔5的塔頂連通；所述小脫硫塔5的底端進氣端與第二氣水分離器4的頂端 出氣端連接；所述第二氣水分離器4的入口端依次與第二水冷器2、第一氣水分離器3、第 一水冷器1連接，所述第一水冷器1的入口端與德士古氣化爐12的出氣端連接；所述淨化 脫碳塔9的出口端通過管道與小脫碳塔7的塔頂連通，所述小脫碳塔7的底端進氣端與換 熱器6的出氣端連接；所述小脫硫塔5與小脫碳塔7的頂端出氣端均與所述換熱器6連接。 所述小脫硫塔5的底端出液口與淨化再生塔10連接對NHD溶液進行解析再生循環使用；所 述小脫碳塔7的底端出液口與淨化汽提塔11連接，對NHD溶液進行解析再生循環使用。 [0025] 以上實施例並非僅限於本發明的保護範圍，所有基於本發明的基本思想而進行修 改或變動的都屬於本發明的保護範圍。
【權利要求】
1. 一種利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對工藝氣進行脫硫碳處理的方法，其特徵在 於：包括如下步驟： (1) 將德士古氣化爐出來的高溫工藝氣，經過冷卻與氣水分離後，使工藝氣溫度降到 30 ?35? ; (2) 將經（1)處理後的工藝氣從小脫硫塔的底部進入，再將合成氨脫硫工藝中的NHD溶 液從小脫硫塔的頂部噴淋，使NHD溶液逆流吸收工藝氣中的硫化氫； (3) 經（2)脫去硫化氫後的工藝氣經降溫後進入小脫碳塔，再將合成氨脫碳工藝中的 NHD溶液從小脫碳塔的頂部噴淋，使NHD溶液逆流吸收工藝氣中的二氧化碳，得到精細化工 用含一氧化碳和氫氣的原料氣。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：所述步驟（1)中高溫工藝氣的冷卻與氣水 分離處理是指經過至少兩次水冷卻和至少兩次氣水分離的循環處理。
3. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：所述步驟（3)中經（2)脫去硫化氫後的工 藝氣降溫是將脫去硫化氫後的工藝氣與脫去二氧化碳後的工藝氣進行換熱降溫。
4. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：所述步驟（3)中經（2)脫去硫化氫後的工 藝氣降溫到-3?-5 °C。
5. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於：所述步驟（2)中吸收硫化氫的NHD溶液到 淨化脫硫再生裝置中進行解析再生循環使用；所述步驟（3)中吸收二氧化碳的NHD溶液進 入合成氨淨化脫碳裝置中進行解析再生循環使用。
6. -種實現如權利要求1 一 5任一項所述的利用合成氨淨化裝置中的NHD溶液對工 藝氣進行脫硫碳處理的設備，包括合成氨淨化工藝中的淨化脫硫塔、淨化脫碳塔、淨化再生 塔與淨化汽提塔，其特徵在於：所述淨化脫硫塔的出口端通過管道與小脫硫塔的塔頂連通； 所述小脫硫塔的底端進氣端與第二氣水分離器的頂端出氣端連接；所述第二氣水分離器的 入口端依次與第二水冷器、第一氣水分離器、第一水冷器連接，所述第一水冷器的入口端與 德士古氣化爐的出氣端連接；所述淨化脫碳塔的出口端通過管道與小脫碳塔的塔頂連通， 所述小脫碳塔的底端進氣端與換熱器的出氣端連接；所述小脫硫塔與小脫碳塔的頂端出氣 端均與所述換熱器連接。
7. 根據權利要求6所述的設備，其特徵在於：所述小脫硫塔的底端出液口與淨化再生 塔連接；所述小脫碳塔的底端出液口與淨化汽提塔連接。
【文檔編號】B01D53/14GK104083987SQ201410292295
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】餘東洋, 孫孟輝, 黃建 申請人:安徽淮化股份有限公司