一種新型低溫甲醇洗工藝的製作方法

2023-05-20 16:05:11 1

一種新型低溫甲醇洗工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及到一種新型低溫甲醇洗工藝，其特徵在於包括下述步驟：粗合成氣在入口換熱器中與淨化氣換熱冷卻至-23～-12℃後進入吸收塔，在吸收塔內分離出CO2和H2S，在吸收塔塔頂得到淨化氣，在上塔的集液槽得到富CO2甲醇，在塔釜得到富H2S甲醇；所述富CO2甲醇和富H2S甲醇經一系列處理後變成貧甲醇返回吸收塔。與現有技術相比，本發明採用的新的工藝流程將裝置90%以上的CO2氣體回收變成高濃度CO2成品氣，且CO2體積濃度高於99%，H2S含量小於2.5ppmv。
【專利說明】一種新型低溫甲醇洗工藝
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及化工工藝，具體指一種新型低溫甲醇洗工藝。
【背景技術】
[0002]常規的低溫甲醇洗流程主要包括原料氣冷卻、酸性氣洗滌脫除(吸收部分)、中壓閃蒸回收有效氣、低壓閃蒸回收CO2氣體、氮氣氣提(H2S富集)、甲醇熱再生及尾氣洗滌幾個部分，此流程雖然配置簡潔，但也存在諸多弊端。例如:在低溫區需設置專門的H2S富集塔(或氮氣氣提塔)，靠消耗大量的氮氣將富甲醇中的大部分CO2氣提出來；無法得到大量的高濃度CO2氣體，裝置的CO2氣體回收率不到50% ;大部分的CO2氣體變成了尾氣，無法進一步直接利用，同時產生了大量的放空氣體。
[0003]隨著全世界環境保護意識的提高及對溫室氣體排放的限制，捕集CO2氣體進行綜合利用從而減少CO2排放已成為石化行業必須解決的問題。傳統的低溫甲醇洗工藝只能回收部分CO2氣體，大部分的CO2氣體以尾氣的形式放空，國內不少工廠為了儘可能的將尾氣中的CO2氣體回收回來，設置了專門的尾氣CO2捕集裝置，這不僅增加了流程長度，也增加了裝置的投資與操作費用。

【發明內容】

[0004]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀提供一種能夠有效回收富甲醇中CO2的新型低溫甲醇洗工藝。
[0005]本發明解決上述技術問題所採用的技術方案為:該新型低溫甲醇洗工藝，其特徵在於包括下述步驟:
[0006]粗合成氣在入口換 熱器(I)中與淨化氣換熱冷卻至6~10°C，分離出冷凝水，與來自甲醇儲存罐的防凍甲醇以及來自中壓閃蒸塔的冷卻至40°C的閃蒸氣混合後一起送至多股流進料冷卻器中，與來自吸收塔的淨化氣、來自2#C02閃蒸塔的低壓CO2成品氣和來自1#C02閃蒸塔的中低壓CO2成品氣換熱冷卻至-23~_12°C，從吸收塔的塔釜進入吸收塔；
[0007]所述防凍甲醇的配入量為3.5~5.5kg/1000Nm3粗合成氣；
[0008]所述吸收塔分為上部的脫碳段和下部的脫硫段；粗合成氣在吸收塔內被來自熱再生系統的冷卻至-45~-65°C的貧甲醇洗滌，粗合成氣中的全部H2S和CO2被貧甲醇溶液在吸收塔內分步分段溶解吸收後，在吸收塔的塔頂得到淨化氣，在所述上塔的集液槽得到富CO2甲醇，在所述塔釜得到富H2S甲醇；
[0009]所述吸收塔脫碳段中部的甲醇被抽出，依次進入冷卻器和循環甲醇換熱器中，分別被-40°C的冷凍劑和來自1#C02閃蒸罐的低溫甲醇換熱冷卻至-34~-38°C再送回脫碳段；
[0010]所述淨化氣經多次換熱後做為成品氣送出；
[0011]吸收塔脫碳段集液槽得到的富CO2甲醇送至換熱器中與來自吸收塔塔頂的淨化氣換熱冷卻後；再進入第一冷卻器中冷卻至-30~-36°c，然後送往中壓閃蒸塔的上塔；[0012]吸收塔塔釜得到的富H2S甲醇被送至第二冷卻器冷卻至-30~_36°C後，送往中壓閃蒸塔的下塔進行閃蒸，閃蒸壓力為11~2Ibarg ；
[0013]所述中壓閃蒸塔被隔離成上塔和下塔；其中上塔為填料塔；下塔的上部設置塔盤，下塔的下部設置填料；所述上塔和下塔氣相連通、液相隔離；
[0014]中壓閃蒸塔得到的閃蒸氣經循環氣壓縮機加壓、再經循環水冷卻器冷卻至40°C後匯入粗合成氣中；
[0015]富H2S甲醇在中壓閃蒸塔中閃蒸出溶解的有效氣H2和CO後送往1#C02閃蒸塔的中段下部繼續閃蒸；1#C02閃蒸塔的閃蒸壓力為2~5barg ；
[0016]富CO2甲醇在中壓閃蒸塔中閃蒸出溶解的有效氣H2和CO後分為兩股，分別送往1#C02閃蒸塔的上段和中段的頂部進行閃蒸，這兩股的分配比例為3~4:1 ;
[0017]1#C02閃蒸塔有上段、中段和下段三段，各段之間液相物料彼此隔離，而氣相彼此相通；其中上段為CO2閃蒸段；中段從上而下依次設置有塔盤、填料和集液槽，集液槽上設置有升氣筒以使氣相彼此連通，含H2S的二氧化碳氣體經過此段時會被來自頂部的不含硫富甲醇洗滌，完全脫除H2S ;下段用於CO2閃蒸及閃蒸氣的收集分液；
[0018]在1#C02閃蒸塔中，閃蒸出來的含硫CO2氣體被來自1#C02閃蒸塔中段頂部的不含硫富甲醇洗滌，完全脫除H2S ;從1#C02閃蒸塔頂部送出的CO2氣體經換熱器及換熱器分別與來自閃蒸氣抽負壓壓縮機的抽負壓閃蒸氣和來自閃蒸罐經循環水冷卻器冷卻後的熱閃蒸氣換熱升溫後作為中低壓CO2成品氣送至界外；
[0019]1#0)2閃蒸塔上段閃蒸出部分CO2後的富CO2甲醇被分為二股，其中第一股送至2#C02閃蒸塔上段頂部進一步閃蒸，閃蒸壓力為0.3~lbarg，第二股送往尾氣脫硫塔用於脫除尾氣中的H2S,所述第一股和第二股的流量比為1:10~20 ;
[0020]從1#C02閃蒸塔的中段底部送出的含H2S甲醇被送往2#C02閃蒸塔的上段下部進行閃蒸，同時閃蒸出來的含硫CO2氣體被來自頂部的不含H2S的富CO2甲醇洗滌完全脫除H2S ；
[0021]所述2#0)2閃蒸塔被分為上段和下段兩段，兩段間液相物料彼此隔離，而氣相彼此相通；其中上段自上而下依次設置有塔盤、填料和集液槽，集液槽上設置有升氣筒使氣相彼此相通，含H2S的二氧化碳氣體進入上段時會被來自頂部的不含硫富甲醇洗滌，完全脫除H2S ;下段用於CO2閃蒸及閃蒸氣的收集分液；
[0022]在2#C02閃蒸塔頂部得到的CO2氣體在進料冷卻器中與粗合成氣換熱升溫至2~4°C後作為低壓CO2成品氣送至界外；
[0023]從2#C02閃蒸塔上段底部送出的富H2S甲醇送往1#C02閃蒸罐進行負壓閃蒸，閃蒸壓力為-0.4~-0.05barg,閃蒸出的氣體被抽負壓系統吸走；閃蒸後的液相溫度為-55~-68°C，經泵加壓後作為冷源依次送至換熱器和換熱器中，分別與貧甲醇及從吸收塔脫碳段中部抽出的富CO2甲醇換熱升溫至-27~-38°C後，送入2#C02閃蒸罐，在2~5barg壓力下閃蒸，得到的氣相送往1#C02閃蒸塔，得到的液相經泵加壓後在換熱器中與貧甲醇換熱至-20~-30°C後送至1#C02閃蒸塔下段閃蒸，之後又送往2#C02閃蒸塔下段閃蒸；
[0024]2#C02閃蒸塔下段底部的富H2S甲醇送往3#C02閃蒸罐,在-0.4~-0.05barg下進行負壓閃蒸，閃蒸出的CO2氣體被抽負壓系統吸走，液相經泵加壓後分為兩股，其中第一股送往中壓閃蒸塔下塔頂部作為洗滌甲醇，第二股送至在換熱器中與貧甲醇換熱至15~30°C後進入常溫氣提塔；所述第一股和第二股的流量比為1:8~15 ;[0025]常溫氣提塔的操作壓力為0.8~1.5barg，操作溫度為10~25°C，該塔底部通入少量氮氣，流量為500~1500Nm3/h，通過氮氣氣提將富H2S甲醇中的CO2氣體趕出；常溫氣提塔塔釜的富H2S甲醇經泵加壓後在換熱器中與貧甲醇換熱至75~85°C後進入4#C02閃蒸罐繼續閃蒸；
[0026]常溫氣提塔頂部氣體與來自尾氣洗滌塔頂部的尾氣換熱冷卻至-15-20°C後送往尾氣洗滌塔；尾氣洗滌塔底部的富H2S甲醇送往3#C02閃蒸罐進一步閃蒸，塔頂尾氣經換熱升溫至10~20°C後送出裝置；
[0027]4#C02閃蒸罐的閃蒸壓力為3~5barg，閃蒸出的氣相在循環水冷卻器冷卻至40°C，得到熱閃蒸汽，熱閃蒸汽進入換熱器中與中低壓CO2氣體換熱降溫至_20°C以下後送往2#C02閃蒸塔，液相送至熱再生系統進行再生；
[0028]富甲醇最終由熱再生系統徹底脫除H2S、H20及剩餘CO2後變成乾淨的貧甲醇，貧甲醇經過通過逐級冷卻後送往吸收塔作為吸收甲醇；
[0029]所述熱再生系統中，熱再生塔塔釜的貧甲醇分為三部分:
[0030]其中第一部分貧甲醇經換熱冷卻後送往甲醇儲存罐，再經貧甲醇泵加壓後分為兩股，一股作為防凍甲醇混入粗合成氣中，另一股經一系列富甲醇逐級換熱冷卻後送往吸收塔作為吸收甲醇；
[0031]第二部分貧甲醇被送往甲醇/水分離塔，以除去甲醇中的少量水；第二部分貧甲醇的流量為3~10t/h ；
[0032]第三部分貧甲醇經塔釜再沸器加熱汽化後送回熱再生塔，成為熱再生塔的汽提氣;
[0033]熱再生塔塔頂送出的氣體經循環水冷卻器冷卻至40°C後進入回流罐，得到的液相經泵加壓後打回熱再生塔頂部作為回流液，氣相在換熱器中與冷酸性氣換熱冷卻後送往第三冷卻器被冷卻至_36°C後，進入酸性氣分離罐；分離出的液相送往2#C02閃蒸塔下段底部，分離出的氣相在換熱器中加熱至20~35°C後送出界區；
[0034]熱再生塔、循環水冷卻器、回流罐、泵、換熱器、第三冷卻器以及酸性氣分離罐構成所述的熱再生系統；
[0035]上述熱再生系統中在熱再生塔頂部設置有專門的酸性氣體深冷器即循環水冷卻器、換熱器和第三冷卻器以及循環回流泵，使得部分酸性氣循環至CO2氣體脫硫系統，進而靠系統自身的循環提濃使得富H2S酸性氣中H2S體積濃度大於15% ；
[0036]被抽負壓系統吸走的閃蒸氣先進入抽負壓入口分離器匯集，後進入閃蒸氣抽負壓壓縮機升壓至0.4~Ibarg得到抽負壓閃蒸氣；抽負壓閃蒸氣進入換熱器中與來自1#C02閃蒸塔頂部的中低壓CO2成品氣換熱冷卻後，送往2#C02閃蒸塔進行脫硫。
[0037]較好的，為了保證冷卻效果，所述第一冷卻器、第二冷卻器和第三冷卻器所使用的冷凍劑可以為氨或丙烯。
[0038]與現有技術相比，本發明的優點在於新低溫甲醇洗工藝技術以全回收粗合成氣中的CO2為出發點，採用的新的工藝流程將富甲醇中大部分CO2回收回來，可將裝置90%以上的CO2氣體回收變成高濃度CO2成品氣；裝置在低溫區不設置氮氣氣提系統及H2S富集塔，只設置一個常溫氮氣氣提塔，氮氣消耗量為常規低溫甲醇洗裝置的5%，產生的放空氣體(尾氣)為常規低溫甲醇洗裝置的5~10% ;裝置副產的富H2S酸性氣中H2S體積含量大於30%(V);通過此工藝得到的淨化氣中硫化物含量小於0.1ppm(V)、CO2含量可根據需求調整，最低可小於20ppm(v);可將裝置90%以上的CO2氣體回收變成高濃度CO2成品氣，且CO2體積濃度高於99%，H2S含量小於2.5ppmv。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0039]圖1為本發明實施例的工藝流程圖。
【具體實施方式】 [0040]以下結合附圖實施例對本發明作進一步詳細描述。
[0041]如圖1所示，該新型低溫甲醇洗工藝包括下述步驟:
[0042]粗合成氣在入口換熱器I中與淨化氣換熱冷卻至6~10°C，分離出冷凝水，與來自甲醇儲存罐30的防凍甲醇以及來自中壓閃蒸塔7的冷卻至40°C的閃蒸氣混合後一起送至多股流進料冷卻器3中，與來自吸收塔4的淨化氣、來自2#C02閃蒸塔12的低壓CO2成品氣和來自1#C02閃蒸塔9的中低壓CO2成品氣換熱冷卻至-23~-12°C，從吸收塔的塔釜進入吸收塔4 ；
[0043]所述防凍甲醇的配入量為3.5~5.5kg/1000Nm3粗合成氣；
[0044]所述吸收塔4分為上部的脫碳段和下部的脫硫段；粗合成氣在吸收塔4內被來自熱再生系統的冷卻至-45~_65°C的貧甲醇洗滌，粗合成氣中的全部H2S和CO2被貧甲醇溶液在吸收塔內分步分段溶解吸收後，在吸收塔的塔頂得到淨化氣，在所述上塔的集液槽得到富CO2甲醇，在所述塔釜得到富H2S甲醇；
[0045]所述吸收塔脫碳段中部的甲醇被抽出，依次進入冷卻器43和循環甲醇換熱器16中，分別被-40°C的冷凍劑和來自1#C02閃蒸罐13的低溫甲醇換熱冷卻至-34~_38°C再送回脫碳段；
[0046]所述淨化氣經多次換熱後做為成品氣送出；
[0047]吸收塔脫碳段集液槽得到的富CO2甲醇送至換熱器5中與來自吸收塔塔頂的淨化氣換熱冷卻後；再進入第一冷卻器6中冷卻至-30~-36°C，然後送往中壓閃蒸塔7的上塔；
[0048]吸收塔塔釜得到的富H2S甲醇被送至第二冷卻器8冷卻至-30~_36°C後，送往中壓閃蒸塔7的下塔進行閃蒸，閃蒸壓力為11~2Ibarg ；
[0049]所述中壓閃蒸塔7被隔離成上塔和下塔；其中上塔為填料塔；下塔的上部設置塔盤，下塔的下部設置填料；所述上塔和下塔氣相連通、液相隔離；
[0050]中壓閃蒸塔7得到的閃蒸氣經循環氣壓縮機41加壓、再經循環水冷卻器42冷卻至40°C後匯入粗合成氣中；
[0051]富H2S甲醇在中壓閃蒸塔7中閃蒸出溶解的有效氣H2和CO後送往1#C02閃蒸塔的中段下部繼續閃蒸；1#C02閃蒸塔的閃蒸壓力為2~5barg ；
[0052]富CO2甲醇在中壓閃蒸塔7中閃蒸出溶解的有效氣H2和CO後分為兩股，分別送往1#C02閃蒸塔9的上段和中段的頂部進行閃蒸，這兩股的分配比例為3~4:1 ;
[0053]1#C02閃蒸塔9有上段、中段和下段三段，各段之間液相物料彼此隔離，而氣相彼此相通；其中上段為CO2閃蒸段；中段從上而下依次設置有塔盤、填料和集液槽，集液槽上設置有升氣筒以使氣相彼此連通，含H2S的二氧化碳氣體經過此段時會被來自頂部的不含硫富甲醇洗滌，完全脫除H2S ;下段用於CO2閃蒸及閃蒸氣的收集分液；
[0054]在1#C02閃蒸塔9中，閃蒸出來的含硫CO2氣體被來自1#C02閃蒸塔中段頂部的不含硫富甲醇洗滌，完全脫除H2S ;從1#C02閃蒸塔頂部送出的CO2氣體經換熱器10及換熱器11分別與來自閃蒸氣抽負壓壓縮機40的抽負壓閃蒸氣和來自閃蒸罐6經循環水冷卻器28冷卻後的熱閃蒸氣換熱升溫後作為中低壓CO2成品氣送至界外；
[0055]1#C02閃蒸塔9上段閃蒸出部分CO2後的富CO2甲醇被分為二股，其中第一股送至2#C02閃蒸塔12上段頂部進一步閃蒸，閃蒸壓力為0.3~lbarg，第二股送往尾氣脫硫塔24用於脫除尾氣中的H2S;所述第一股和第二股的流量比為1:10~20，本實施例中為1:15。
[0056]從1#C02閃蒸塔9的中段底部送出的含H2S甲醇被送往2#C02閃蒸塔12的上段下部進行閃蒸，同時閃蒸出來的含硫CO2氣體被來自頂部的不含H2S的富CO2甲醇洗滌完全脫除 H2S ；
[0057]所述2#C02閃蒸塔12被分為上段和下段兩段，兩段間液相物料彼此隔離，而氣相彼此相通；其中上段自上而下依次設置有塔盤、填料和集液槽，集液槽上設置有升氣筒使氣相彼此相通，含H2S的二氧化碳氣體進入上段時會被來自頂部的不含硫富甲醇洗滌，完全脫除H2S ;下段用於CO2閃蒸及閃蒸氣的收集分液；
[0058]在2#C02閃蒸塔12頂部得到的CO2氣體在進料冷卻器3中與粗合成氣換熱升溫至2~4°C後作為低壓CO2成品氣送至界外；
[0059]從2#C02閃蒸塔12上段底部送出的富H2S甲醇送往1#C02閃蒸罐13進行負壓閃蒸，閃蒸壓力為-0.4~-0.05barg,閃蒸出的氣體被抽負壓系統吸走；閃蒸後的液相溫度為-55~-68°C，經泵(14)加壓後作為冷源依次送至換熱器15和換熱器16中，分別與貧甲醇及從吸收塔脫碳段中部抽出的富CO2甲醇換熱升溫至-27~_38°C後，送入2#C02閃蒸罐17，在2~5barg壓力下閃蒸，得到的氣相送往1#C02閃蒸塔9，得到的液相經泵18加壓後在換熱器19中與貧甲醇換熱至-20~-30°C後送至1#C02閃蒸塔9下段閃蒸，之後又送往2#C02閃蒸塔12下段閃蒸；
[0060]2#C02閃蒸塔12下段底部的富H2S甲醇送往3#C02閃蒸罐20，在-0.4~-0.05barg下進行負壓閃蒸，閃蒸出的CO2氣體被抽負壓系統吸走，液相經泵21加壓後分為兩股，其中第一股送往中壓閃蒸塔7下塔頂部作為洗滌甲醇，第二股送至在換熱器22中與貧甲醇換熱至15~30°C後進入常溫氣提塔23 ;所述第一股和第二股的流量比為1:8~15。
[0061]常溫氣提塔23的操作壓力為0.8~1.5barg，操作溫度為10~25°C，該塔底部通入少量氮氣，流量為500~1500Nm3/h，通過氮氣氣提將富H2S甲醇中的CO2氣體趕出；塔頂部氣體與來自尾氣洗滌塔24頂部的尾氣在換熱器41中換熱冷卻至-15-20°C後送往尾氣洗滌塔24底部；塔釜的富H2S甲醇經泵加壓後在換熱器26中與貧甲醇換熱至75~85°C後進入4#C02閃蒸罐27繼續閃蒸；
[0062]在尾氣洗滌塔24中來自常溫氣提塔23的尾氣被富CO2甲醇洗滌完全脫除H2S，塔頂尾氣在換熱器41中換熱升溫至10~20°C後送出裝置；塔釜的富H2S甲醇送往3#C02閃蒸罐20進一步閃蒸；
[0063]4#C02閃蒸罐27的閃蒸壓力為3~5barg，閃蒸出的氣相在循環水冷卻器28冷卻至40°C，得到熱閃蒸汽，熱閃蒸汽進入換熱器11中與中低壓CO2氣體換熱降溫至_20°C以下後送往2#C02閃蒸塔，液相送至熱再生系統進行再生；
[0064]富甲醇最終由熱再生系統徹底脫除H2S、H20及剩餘CO2後變成乾淨的貧甲醇，貧甲醇經過通過逐級冷卻後送往吸收塔作為吸收甲醇；
[0065]所述熱再生系統中，熱再生塔29塔釜的貧甲醇分為三部分:
[0066]其中第一部分貧甲醇經換熱冷卻後送往甲醇儲存罐30，再經貧甲醇泵31加壓後分為兩股，一股作為防凍甲醇混入粗合成氣中，另一股經一系列富甲醇逐級換熱冷卻後送往吸收塔4作為吸收甲醇；
[0067]第二部分貧甲醇被送往甲醇/水分離塔(32)，以除去甲醇中的少量水；第二部分貧甲醇的流量為3~10t/h ；
[0068]第三部分貧甲醇經塔釜再沸器加熱汽化後送回熱再生塔，成為熱再生塔(29)的汽提氣；
[0069]熱再生塔29塔頂送出的氣體經循環水冷卻器33冷卻至40°C後進入回流罐34，得到的液相經泵35加壓後打回熱再生塔29頂部作為回流液，氣相在換熱器36中與冷酸性氣換熱冷卻後送往第三冷卻器37被冷卻至-36°C後，進入酸性氣分離罐38 ;分離出的液相送往2#C02閃蒸塔12下段底部，分離出的氣相在換熱器36中加熱至20~35°C後送出界區；
[0070]熱再生塔29、循環水冷卻器33、回流罐34、泵35、換熱器36、第三冷卻器37以及酸性氣分離罐38構成所述的熱再生系統；
[0071]被抽負壓系統吸走的閃蒸氣先進入抽負壓入口分離器39匯集，後進入閃蒸氣抽負壓壓縮機40升壓至0.4~Ibarg得到抽負壓閃蒸氣；抽負壓閃蒸氣進入換熱器10中與來自1#C02閃蒸塔9頂部的中低壓CO2成品氣換熱冷卻後，送往2#C02閃蒸塔12進行脫硫。
[0072]上述所述第一冷卻 器、第二冷卻器和第三冷卻器所使用的冷凍劑為氨或丙烯。
[0073]該工藝可將裝置90%以上的CO2氣體回收變成高濃度CO2成品氣；裝置在低溫區不設置氮氣氣提系統及H2S富集塔，只設置一個常溫氮氣氣提塔，氮氣消耗量為常規低溫甲醇洗裝置的5%，產生的放空氣體(尾氣)為常規低溫甲醇洗裝置的5~10% ;裝置副產的富H2S酸性氣中H2S體積含量大於30% (V);通過此工藝得到的淨化氣中硫化物含量小於
0.1ppm(V) ,CO2含量可根據需求調整，最低可小於20ppm(v);可將裝置90%以上的CO2氣體回收變成高濃度CO2成品氣，且CO2體積濃度高於99%，H2S含量小於2.5ppmv。
【權利要求】
1.一種新型低溫甲醇洗工藝，其特徵在於包括下述步驟: 粗合成氣在入口換熱器(I)中與淨化氣換熱冷卻至6~10°C，分離出冷凝水，與來自甲醇儲存罐(30)的防凍甲醇以及來自中壓閃蒸塔(7)的冷卻至40°C的閃蒸氣混合後一起送至多股流進料冷卻器(3)中，與來自吸收塔(4)的淨化氣、來自2#C02閃蒸塔(12)的低壓CO2成品氣和來自1#C02閃蒸塔(9)的中低壓CO2成品氣換熱冷卻至-23~-12°C，從吸收塔的塔釜進入吸收塔(4)； 所述防凍甲醇的配入量為3.5~5.5kg/1OOONm3粗合成氣； 所述吸收塔(4)分為上部的脫碳段和下部的脫硫段；粗合成氣在吸收塔(4)內被來自熱再生系統的冷卻至-45~_65°C的貧甲醇洗滌，粗合成氣中的全部H2S和CO2被貧甲醇溶液在吸收塔內分步分段溶解吸收後，在吸收塔的塔頂得到淨化氣，在所述上塔的集液槽得到富CO2甲醇，在所述塔釜得到富H2S甲醇； 所述吸收塔脫碳段中部的甲醇被抽出，依次進入冷卻器(43)和循環甲醇換熱器(16)中，分別被-40°C的冷凍劑和來自1#C02閃蒸罐(13)的低溫甲醇換熱冷卻至-34~-38°C再送回脫碳段； 所述淨化氣經多次換熱後做為成品氣送出； 吸收塔脫碳段集液槽得到的富CO2甲醇送至換熱器(5)中與來自吸收塔塔頂的淨化氣換熱冷卻後；再進入第一冷卻器出)中冷卻至-30~-36°C，然後送往中壓閃蒸塔(7)的上塔； 吸收塔塔釜得到的富H2S甲醇被送至第二冷卻器(8)冷卻至-30~_36°C後，送往中壓閃蒸塔⑵的下塔進行閃蒸，閃蒸壓力為11~2Ibarg ； 所述中壓閃蒸塔(7)被隔離成 上塔和下塔；其中上塔為填料塔；下塔的上部設置塔盤，下塔的下部設置填料；所述上塔和下塔氣相連通、液相隔離； 中壓閃蒸塔(7)得到的閃蒸氣經循環氣壓縮機(41)加壓、再經循環水冷卻器(42)冷卻至40°C後匯入粗合成氣中； 富H2S甲醇在中壓閃蒸塔(7)中閃蒸出溶解的有效氣仏和⑶後送往1#0)2閃蒸塔的中段下部繼續閃蒸；1#C02閃蒸塔的閃蒸壓力為2~5barg ； 富CO2甲醇在中壓閃蒸塔(7)中閃蒸出溶解的有效氣4和0)後分為兩股，分別送往1#C02閃蒸塔(9)的上段和中段的頂部進行閃蒸，這兩股的分配比例為3~4:1 ; 1#C02閃蒸塔(9)有上段、中段和下段三段，各段之間液相物料彼此隔離，而氣相彼此相通；其中上段為CO2閃蒸段；中段從上而下依次設置有塔盤、填料和集液槽，集液槽上設置有升氣筒以使氣相彼此連通，含H2S的二氧化碳氣體經過此段時會被來自頂部的不含硫富甲醇洗滌，完全脫除H2S ;下段用於CO2閃蒸及閃蒸氣的收集分液； 在1#C02閃蒸塔(9)中，閃蒸出來的含硫CO2氣體被來自1#C02閃蒸塔(9)中段頂部的不含硫富甲醇洗滌，完全脫除H2S;從1#C02閃蒸(9)塔頂部送出的CO2氣體經換熱器(10)及換熱器(11)分別與來自閃蒸氣抽負壓壓縮機(40)的抽負壓閃蒸氣和來自閃蒸罐(6)經循環水冷卻器(28)冷卻後的熱閃蒸氣換熱升溫後作為中低壓CO2成品氣送至界外； 1#C02閃蒸塔(9)上段閃蒸出部分CO2後的富C02甲醇被分為二股，其中第一股送至2#C02閃蒸塔(12)上段頂部進一步閃蒸，閃蒸壓力為0.3~lbarg，第二股送往尾氣脫硫塔(24)用於脫除尾氣中的H2S ;所述第一股和第二股的流量比為1:10~20 ;從1#C02閃蒸塔(9)的中段底部送出的含H2S甲醇被送往2#C02閃蒸塔(12)的上段下部進行閃蒸，同時閃蒸出來的含硫CO2氣體被來自頂部的不含H2S的富CO2甲醇洗滌完全脫除 H2S ； 所述2#C02閃蒸塔(12)被分為上段和下段兩段，兩段間液相物料彼此隔離，而氣相彼此相通；其中上段自上而下依次設置有塔盤、填料和集液槽，集液槽上設置有升氣筒使氣相彼此相通，含H2S的二氧化碳氣體進入上段時會被來自頂部的不含硫富甲醇洗滌，完全脫除H2S ;下段用於CO2閃蒸及閃蒸氣的收集分液； 在2#C02閃蒸塔(12)頂部得到的CO2氣體在進料冷卻器(3)中與粗合成氣換熱升溫至2~4°C後作為低壓CO2成品氣送至界外； 從2#C02閃蒸塔(12)上段底部送出的富H2S甲醇送往1#C02閃蒸罐(13)進行負壓閃蒸，閃蒸壓力為-0.4~-0.05barg,閃蒸出的氣體被抽負壓系統吸走；閃蒸後的液相溫度為-55~-68°C，經泵(14)加壓後作為冷源依次送至換熱器(15)和換熱器(16)中，分別與貧甲醇及從吸收塔脫碳段中部抽出的富CO2甲醇換熱升溫至-27~-38°C後，送入2#C02閃蒸罐(17)，在2~5barg壓力下閃蒸，得到的氣相送往1#C02閃蒸塔(9)，得到的液相經泵(18)加壓後在換熱器(19)中與貧甲醇換熱至-20~-30°C後送至1#C02閃蒸塔(9)下段閃蒸，之後又送往2#C02閃蒸塔(12)下段閃蒸； 2#C02閃蒸塔(12)下段底部的富H2S甲醇送往3#C02閃蒸罐(20)，在-0.4~-0.05barg下進行負壓閃蒸，閃蒸出的CO2氣體被抽負壓系統吸走，液相經泵(21)加壓後分為兩股，其中第一股送往中壓閃蒸塔(7)下塔頂部作為洗滌甲醇，第二股送至在換熱器(22)中與貧甲醇換熱至15~30°C後進入常溫氣提塔(23);所述第一股和第二股的流量比為1:8~15。 常溫氣提塔(23)的操作壓力為0.8~1.5barg，操作溫度為10~25°C，該塔底部通入少量氮氣，流量為500~1500Nm3/h，通過氮氣氣提將富H2S甲醇中的CO2氣體趕出；塔頂部氣體與來自尾氣洗滌塔(24).頂部的尾氣在換熱器(41)中換熱冷卻至-15-20°C後送往尾氣洗滌塔(24)底部；塔釜的富H2S甲醇經泵加壓後在換熱器(26)中與貧甲醇換熱至75~85°C後進入4#C02閃蒸罐(27)繼續閃蒸； 在尾氣洗滌塔(24)中來自常溫氣提塔(23)的尾氣被富CO2甲醇洗滌完全脫除H2S，塔頂尾氣在換熱器(41)中換熱升溫至10~20°C後送出裝置；塔釜的富H2S甲醇送往3#C02閃蒸罐(20)進一步閃蒸； 4#C02閃蒸罐(27)的閃蒸壓力為3~5barg，閃蒸出的氣相在循環水冷卻器(28)冷卻至40°C，得到熱閃蒸汽，熱閃蒸汽進入換熱器(11)中與中低壓0)2氣體換熱降溫至-20°C以下後送往2#C02閃蒸塔，液相送至熱再生系統進行再生； 富甲醇最終由熱再生系統徹底脫除H2S、H20及剩餘CO2後變成乾淨的貧甲醇，貧甲醇經過通過逐級冷卻後送往吸收塔作為吸收甲醇； 所述熱再生系統中，熱再生塔(29)塔釜的貧甲醇分為三部分: 其中第一部分貧甲醇經換熱冷卻後送往甲醇儲存罐(30)，再經貧甲醇泵(31)加壓後分為兩股，一股作為防凍甲醇混入粗合成氣中，另一股經一系列富甲醇逐級換熱冷卻後送往吸收塔(4)作為吸收甲醇； 第二部分貧甲醇被送往甲醇/水分離塔(32)，以除去甲醇中的少量水；第二部分貧甲醇的流量為3~10t/h ；第三部分貧甲醇經塔釜再沸器加熱汽化後送回熱再生塔，成為熱再生塔(29)的汽提氣; 熱再生塔(29)塔頂送出的氣體經循環水冷卻器(33)冷卻至40°C後進入回流罐(34)，得到的液相經泵(35)加壓後打回熱再生塔(29)頂部作為回流液，氣相在換熱器(36)中與冷酸性氣換熱冷卻後送往第三冷卻器(37)被冷卻至_36°C後，進入酸性氣分離罐(38);分離出的液相送往2#C02閃蒸塔(12)下段底部，分離出的氣相在換熱器(36)中加熱至20~35°C後送出界區； 熱再生塔(29)、循環水冷卻器(33)、回流罐(34)、泵(35)、換熱器(36)、第三冷卻器(37)以及酸性氣分離罐(38)構成所述的熱再生系統； 被抽負壓系統吸走的閃蒸氣先進入抽負壓入口分離器(39)匯集，後進入閃蒸氣抽負壓壓縮機(40)升壓至0.4~Ibarg得到抽負壓閃蒸氣；抽負壓閃蒸氣進入換熱器(10)中與來自1#C02閃蒸塔(9)頂部的中低壓CO2成品氣換熱冷卻後，送往2#C02閃蒸塔(12)進行脫硫。
2.根據權利要求1所述的新型低溫甲醇洗工藝，其特徵在於所述第一冷卻器、第二冷卻器和第三冷卻器所使用的冷凍 劑為氨或丙烯。
【文檔編號】C10K1/16GK103468328SQ201310428655
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月18日 優先權日:2013年9月18日
【發明者】王顯炎, 趙國忠, 邢濤, 張駿馳, 陳庚, 龐睿, 施程亮 申請人:中石化寧波工程有限公司, 中石化寧波技術研究院有限公司, 中石化煉化工程（集團）股份有限公司