甲醇洗化工藝的製作方法

2024-01-30 06:46:15

專利名稱：甲醇洗化工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種甲醇洗化工藝。
背景技術：
低溫甲醇洗工藝是德國林德公司和魯奇公司共同開發的採用物理 收法的一種酸性氣體淨化工藝，該工藝使用冷甲醇為酸性氣體吸收液，
利用甲醇在-6crc左右的低溫對酸性氣體溶解度極大的物理特性，同時
分段選擇地吸收原料氣中的H2S、 C02及各種有機硫等雜質。以渣油和
煤為原料的大型合成氨裝置上，大多採用種淨化工藝。此外，該工藝 還廣泛應用於甲醇合成、基合成、工業制氫、城市煤氣和天然氣脫硫 等生產裝的淨化工藝中。目前，國內外已有百餘套大中型工化裝置的 酸性氣體脫除採用了該淨化工藝。魯奇公司的低溫甲醇洗工藝流程為 氣化一脫硫一換一脫碳，變換在脫硫和脫碳之間，而林德公司的低甲 醇洗工藝則是變換後選擇性的一步法脫硫脫碳。著低溫甲醇洗工藝在 工業化裝置的廣泛應用，針對同的原料和氣化方法，魯奇公司和林德 公司又開發出了多種工藝流程，通過不斷的對原有流程的優化和設備 的改進，使整個低溫甲醇洗流程的效率更高，能量利用更為充分和合 理。魯奇低溫甲醇洗工藝由於沒有中間循環甲醇提供系統所需冷量， 而全部需要外部提供。甲醇溶液由於吸收溫度低，其循環量相對較大， 與林德工藝相比，能耗稍高，吸收塔的體積也較大。但系統冷量由外部供給，也使操作調節相對靈活，並通過新型塔板的設計提高了塔的 操作彈性。近期魯奇公司新設計的低溫甲醇洗裝置將相關設備組合為 一體，依靠液位和重力輸送液體，減少了機泵和管道的數量和裝置投 資費用。林德低溫甲醇洗採用林德專利設備高效繞管式換熱器，提高 換熱效率，特別是多股物流的組合換熱，節省佔地，設備布置更為緊 湊，能耗更省。近期還對其結構進行了改進，分為兩部分組合，分別 用不同的材料製造，更加便於維修和清洗。原料氣進入低溫甲醇洗裝 置後，噴入少量循環甲醇，以防止氣體在低溫下結冰避免系統發生堵
塞。在甲醇溶液循環迴路中設置甲醇過濾器，除去FeS、 NiS等固體雜 質，防止其在系統中積累而堵塞設備。

發明內容
本發明的目的是提供一種工藝合理、生產安全可靠、反應收率高、 生產成本低、基本無三廢的甲醇洗化工藝。
本發明的技術方案為設置系統預洗段以除去原料氣中的NH3、
HCN等雜質；(2)增大原料氣分離器的容積來降低其進入系統的溫度； (3)在甲醇再中增設水提濃段，以增強系統除水能力；(4)在半中注入 原料氣以抑制FeS和NiS的生成，通過提措施使其在特定部位生成並 及時除去。
具體實施例方式
實施例l:採用加壓水洗、DETA熱鉀鹼與醋酸銅氨液聯合淨化粗 煤氣中含有H2S、 C02的酸性氣體，不但流程複雜，淨化效率低，而且 在水洗淨化過程中，含硫廢氣難以回收利用，造成環境汙染。在對加壓氣化制氨的工藝流程改造中，同時也對粗煤氣的淨化工藝進行了改 造，引進了德國魯奇公司的低溫甲醇洗工藝技術，並考慮到降低投資
費用的因素，把-70'C級工藝提高到-4(TC工藝運行，在實際生產運行 中，該公司針對由於操作溫度的高，導致系統冷量不足，粗煤氣溫度 過高，影響了低甲醇洗裝置能力的發揮的問題，提出了確保裝置在 4(TC級工藝條件下優化運行的一系列措施①通過低溫甲醇洗冷量的
平衡調節，保證甲醇溶液有較好吸收效果和減少甲醇的損失量；②提
高粗煤氣的洗效果，嚴格控制進入粗煤氣中的煤粉雜質數量及C0NH3 的含量，避免固體物質在系統內的聚集；③通增加進氣量或減少系統 壓力損失，選取適宜的低溫醇洗操作壓力，提高淨化效率；④在保證 粗煤氣淨度的前提下，選取適宜的液氣比值，合理匹配甲醇循量，以 降低能耗；⑤購買使用合格的甲醇，同時確保環甲醇再生完全，保證 補充甲醇含水量符合質量標，以減少動力消耗和設備腐蝕。通過採取 以上措施，使低溫甲醇洗裝置在生產運中不斷得以優化，工藝操作穩 定，裝置長期在95%上的負荷下連續運行，煤制合成氨系統產量比改 造明顯提高，取得了良好的經濟效益。
實施例2:採用重油部分氧化生產20萬噸合成氨，由於受原料價 格不斷上漲影響，決定採用Shell粉煤氣化技術替代油氣化生產合成 氨，實現合成氨原料的"油改煤"。在Shell煤氣化變換氣的脫硫和脫 碳工序中，針對換氣C02含量高，分壓大，若採用ADA法或栲膠法化 學吸收法來脫除酸性氣體，很難保證達到脫硫指，即使淨化後的出口 氣能達標，則動力消耗也會很，於是決定採用物理吸收法進行脫硫脫碳。通過對置投資、操作費用、生產規模、工藝條件和淨化後氣指標 的要求，以及廢液廢水的排放處理等因素進行析比較，在目前國內外
比較成熟的低溫甲醇洗和D兩種工藝中選擇了由林德公司引進低溫甲 醇洗藝，作為原料氣變換後的酸性氣體淨化工藝。採用低溫甲醇洗脫 硫脫碳並配套"冷法精製"(低溫液氮洗或深冷淨化工藝)是運行費用 最低理想的酸性氣體淨化工藝，配套也很合理，但該方法的主要技術 和設備都要依賴進口，投資較高，同時也要有相應的空分裝置與之配 套。考慮到投資費用，決定在低溫甲醇洗後採用投資較少的甲烷化配 套進行精製合成氨原料氣。高濃度C0耐硫變換一次性順利通過，CO 體積分數從67%變換到0. 3%。再經過低溫甲醇洗脫硫脫碳和甲烷化精 制後，合格的原料氣送往合成工序，完全達到了設計要求。與原來使 用的兩套氣體淨化裝置相比，每年可節省運行費用4000萬元。
權利要求
1、一種甲醇洗化工藝，其特徵在於甲醇在低溫下，對CO2、H2S、S的溶解度較大，在3.1MPa的壓力下，甲醇溶液能吸收CO2160-180m3，而1m3NHD溶僅能吸收CO240-55m3，甲醇對CO2的吸收能力是D溶液的4倍左右。
2、 根據權利要求l所述的一種甲醇洗化工藝，其特徵在於經低 溫甲醇洗脫硫脫碳後的淨化氣H2S含量〈0. 1X10-6， C02含量〈20X 10-6。
3、 根據權利要求l所述的一種甲醇洗化工藝，其特徵在於C02產品純度達99%以上，回收率>63%。
全文摘要
本發明公開了一種甲醇洗化工藝，甲醇在低溫下，對CO2、H2S、S的溶解度較大，在3.1MPa的壓力下，甲醇溶液能吸收CO2160-180m3，而1m3NHD溶僅能吸收CO240-55m3，甲醇對CO2的吸收能力是D溶液的4倍左右，經低溫甲醇洗脫硫脫碳後的淨化氣H2S含量＜0.1×10-6，CO2含量＜20×10-6，CO2產品純度達99％以上，回收率≥63％。淨化工藝，具有吸收能力大、選擇性好、淨化度高、作費用低等技術特點，特別適宜於在氨合成、甲醇合、羥基合成、工業制氫、城市煤氣、天然氣淨化等大型業化裝置上使用。
文檔編號C07C31/04GK101676369SQ200810157170
公開日2010年3月24日 申請日期2008年9月19日 優先權日2008年9月19日
發明者於網林 申請人:於網林