一種聚乙二醇二甲醚脫硫脫碳合一吸收工藝的製作方法

2023-10-22 11:47:12 1

專利名稱：一種聚乙二醇二甲醚脫硫脫碳合一吸收工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種聚乙二醇二甲醚(NHD)脫硫脫碳合一吸收工藝，尤其涉及一種採用聚乙二醇二甲醚溶液對含高硫煤氣進行吸收工藝，實現了脫硫脫碳合一，並保證再生的酸性氣中硫化氫濃度超過70%。
背景技術：
聚乙二醇二甲醚溶劑屬一種有機溶劑，為多乙二醇二甲醚的混合物。近年來，NHD脫硫、脫碳技術在國內已得到廣泛應用。但在國內外NHD脫硫脫碳流程設計時，考慮到NHD對H2S和C02溶解度等問題， 一直是脫硫和脫碳分開進行，NHD脫硫後再進行NHD脫碳，分成兩個系統來完成，造成運轉設備多、投資大等缺點。

發明內容
本發明針對原有工藝的缺點和不足，發明了一種新工藝，該工藝彌補了目前NHD脫硫脫碳流程上的不足，創新實現了 NHD脫硫脫碳合一，在保證出口各項指標滿足需求的同時，再生氣中硫化氫濃度》70%。該工藝適用於制甲醇、合成氨或其它制氣的淨化系統。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種聚乙二醇二甲醚(NHD)脫硫脫碳合一的吸收工藝，它的工藝步驟為
1. 原料氣經氣體換熱器與吸收後的淨化氣換熱後，經分離送至吸收塔，在吸收塔內與NHD溶.液進行逆流接觸，充分吸收。吸收塔下段主要為脫硫段，脫硫後的氣體經升氣帽進入脫碳段，脫碳後的淨化氣分離後經氨冷器，對原料氣進行降溫回收冷量後，氣體送至後系統。
2. 吸收塔上段吸收後的溶液一部分直接溢流至吸收塔的下段，對脫硫氣進行吸收， 一部分經渦輪迴收能量，減壓至0.9 1.5Mpa，溶液送至濃縮塔塔頂的第一閃蒸槽，閃蒸出部分富含氫氣和一氧化碳的氣體回收利用。
3. 第一閃蒸槽出口溶液經液封后在貧液冷卻器中與貧液進行換熱，回收其部分冷量，進入濃縮塔塔頂做為吸收液，控制濃縮塔壓力0.9 1.4Mpa，對自閃蒸汽壓縮機來富含高濃硫化氫進行吸收，同時由吸收塔l下部來的富液減壓後進入濃縮塔的中下段，進行閃蒸吸收。
4. 濃縮塔出口溶液經貧富液換熱器進行冷量回收，進入第二閃蒸槽進行閃蒸，壓力控制為0.4 0.7Mpa，溫度控制為40 8(TC。第二閃蒸槽出口溶液依次經過貧富液換熱器，蒸汽加熱器將溫度提至60 130'C進入第三閃蒸槽閃蒸，閃蒸後的溶液經貧富液換熱器與再生塔出口富液進行換熱，將溫度提至80 14(TC進入第四閃蒸槽。第二閃蒸槽、第三閃蒸槽、第四閃蒸槽壓力分別控制為0. 4~0. 7Mpa, 0.4 0.7Mpa, —50Kpa 50 Kpa。第三閃蒸槽出口氣體直接進入閃蒸汽壓縮機的一段壓縮出口，第二閃蒸槽出口閃蒸氣作為抽吸氣，將第四閃蒸槽出口閃蒸汽進行抽吸，混合後進入閃蒸汽壓縮機的一段進行壓縮。
5. 閃蒸汽壓縮機經過兩級壓縮，壓力提至稍高於濃縮塔壓力，將出口氣體進入濃縮塔進行吸收，濃縮塔吸收後的富含C02的氣體直接排入大氣，放空氣體中硫化氫含量《20ppm。
6. 第四閃蒸槽出口溶液經液封后直接進入再生塔進行溶液再生。再生塔採用熱再生，通過再生塔底煮沸器進行加熱，加熱源可採用蒸汽或其它熱介質，控制再生塔頂溫度100 110'C，出口酸性氣經貧液水冷器冷卻分離後，分離後的溶液經回流水泵送至再生塔頂部作為回流液；
3分離器出口酸性氣一部分回流至壓閃蒸汽壓縮機的一段入口， 一部分送至用戶，硫化氫濃度
7. 再生塔出口貧液溫度約125 H(TC,經脫硫貧液泵、貧富液換熱器、貧液水冷器、貧液冷卻器逐漸降溫至10 20。C,送至脫硫泵，加壓至2. 4 7. OMpa,經氮冷器降溫至一10 一5'C送至吸收塔頂部進行吸收。如此，溶液系統完成了整體循環。
8. 系統總循環量根據系統負荷大小進行控制和調節。
本發明的工藝有以下優點
(1) NHD脫硫和脫碳在一套裝置中進行，硫化氫和二氧化碳在一個吸收塔內完成吸收，僅一套再生，投資少，流程簡單；
(2) 再生出的酸性氣中硫化氫濃度超過65%，可直接用於下遊產品，減少下遊硫化氫
提濃所需增加的工藝流程和設置；
(3) 能量利用合理。吸收塔出口較高壓力的溶液採用渦輪形式回收能量。
(4) 吸收塔出口硫化氫《2ppm， C02的指標可根據後續產品需求，達到《5%。
(5) 系統循環量較小，運轉設備少。即節能，也減少管理費用。
(6) 再生流程進行創新，採用噴射結構，節省動力，提高再生效果。
(7) 閃蒸槽放置在濃縮塔或再生塔頂上，不僅減少佔地，也節省能耗。
(8) 濃縮塔放空氣中硫化氫濃度低，含量小於20ppm，滿足放空對大氣環境的要求。


圖l為本發明的工藝流程圖。
其中，l.吸收塔，2.氨冷器，3.脫硫泵，4.貧液冷卻器，5.第一閃蒸槽，6.濃縮塔，7.貧液水冷器，8.閃蒸汽壓縮機，9.第二閃蒸槽，10.第三閃蒸槽，ll.脫硫貧液泵，12.貧富液換熱器，13.三合一噴射器，14.再生塔，15煮沸器,16.回流水泵，17.第四閃蒸槽，1S.蒸汽加熱器19.氣體換熱器。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明。圖1中本發明的工藝流程具體說明如下
1.壓力為2. 0~6. 5Mpa，溫度為20-25'C的原料氣經氣體換熱器19與吸收後的淨化氣換熱後，溫度在5~20°C,經分離送至吸收塔1，在吸收塔1內與NHD溶液進行逆流接觸，充分吸收。吸收塔1下段主要為脫硫段，脫硫後的氣體經升氣帽進入脫碳段，脫碳後的淨化氣(硫化氫《2ppm，C02《5%)溫度約一10 15'C，.分離後經氨冷器2，對原料氣進行降溫回收冷量後，氣體送至後系統。
2.吸收塔1上段吸收後的溶液一部分直接溢流至吸收塔1的下段，對脫硫氣進行吸收， 一部分經渦輪迴收能量，減壓至0.9 1.5Mpa，溶液送至濃縮塔6塔頂的第一閃蒸槽5，閃蒸出部分富含氫氣和一氧化碳的氣體回收利用。
43. 第一閃蒸槽5出口溶液經液封后在貧液冷卻器4中與貧液進行換熱，回收賣部分冷量，進入濃縮塔6塔頂做為吸收液，控制濃縮塔6壓力0.9 1.4Mpa，對自閃蒸汽壓縮機8來富含高濃硫化氫進行吸收，同時由吸收塔1下部來的富液減壓後進入濃縮塔6的中下段，進行閃蒸吸收。
4. 濃縮塔6出口溶液經貧富液換熱器12進行冷量回收，進入第二閃蒸槽9進行閃蒸，壓力控制為0. 4~0. 7Mpa，溫度控制為40~80'C。第二閃蒸槽9出口溶液依次經過貧富液換熱器12,蒸汽加熱器18將溫度提至60 130'C進入第三閃蒸槽10閃蒸，閃蒸後的溶液經貧富液換熱器12與再生塔14出口富液進行換熱，將溫度提至80 140'C進入第四閃蒸槽17。第二閃蒸槽9、第三閃蒸槽10、第四閃蒸槽17壓力分別控制為0. 4~0. 7Mpa, 0. 4 0. 7Mpa， 一50Kpa 50 Kpa。第三閃蒸槽10出口氣體直接進入閃蒸汽壓縮機8的一段壓縮出口 ，第二閃蒸槽9出口閃蒸氣作為抽吸氣，將第四閃蒸槽17出口閃蒸汽進行抽吸，混合後進入閃蒸汽壓縮機8的一段進行壓縮。
5. 閃蒸汽壓縮機8經過兩級壓縮，壓力提至稍高於濃縮塔壓力，將出口氣體進入濃縮塔6進行吸收，濃縮塔吸收後的富含C02的氣體直接排入大氣，放空氣體中硫化氫含量《20ppm。
6. 第四閃蒸槽17出口溶液經液封后直接進入再生塔14進行溶液再生。再生塔14採用熱再生，通過再生塔底煮沸器15進行加熱，加熱源可採用蒸汽或其它熱介質，控制再生塔頂溫度100 ll(TC，出口酸性氣經貧液水冷器7冷卻分離後，分離後的溶液經回流水泵16送至再生塔14頂部作為回流液；分離器出口酸性氣一部分回流至壓閃蒸汽壓縮機8的一段入口， 一部分送至用戶，硫化氫濃度》70%。
7. 再生塔14出口貧液溫度約125 14(TC，經脫硫貧液泵11、貧富液換熱器12、貧液水冷器7、貧液冷卻器4逐漸降溫至10 20°C,送至脫硫泵3,加壓至2. 4 7. OMpa，經氨冷器2降溫至一10 一5'C送至吸收塔1頂部進行吸收。如此，溶液系統完成了整體循環。
8. 系統總循環量根據系統負荷大小進行控制和調節， 一般在100 400m7h。
權利要求
1.一種聚7二醇二甲醚脫硫脫碳合一吸收工藝，其特徵是它的工藝步驟為，(1)原料氣經與吸收後的淨化氣換熱後，經分離送至吸收塔，在吸收塔內與NHD溶液進行逆流接觸，下段主要為脫硫段，經升氣帽進入脫碳段，脫碳後的淨化氣溫度約-10～15℃，分離後與入口原料氣進行換熱回收冷量至後系統；(2)吸收塔上段吸收後的溶液一部分直接溢流至吸收塔的下段，一部分至濃縮塔頂的第一閃蒸槽，閃蒸出部分富含氫氣和一氧化碳的氣體回收利用；(3)第一閃蒸槽出口液位經液封后再與貧液進行換熱，回收部分冷量，進入濃縮塔頂做為吸收液，對自閃蒸汽壓縮機來富含高濃硫化氫進行吸收，同時由吸收塔下部來的富液減壓後進入濃縮塔的中下段，進行閃蒸吸收；(4)濃縮塔出口溶液與貧液進行冷量回收後，依次進入第二閃蒸槽、第三閃蒸槽、第四閃蒸槽；第三閃蒸槽出口氣體直接進入閃蒸汽壓縮機的一段壓縮出口，第二閃蒸槽出口閃蒸氣作為抽吸氣，將第四閃蒸槽出口閃蒸汽進行抽吸，混合後進入壓縮機的一段進行壓縮；(5)閃蒸汽壓縮機出口氣體進入濃縮塔進行吸收。第四閃蒸槽出口溶液經液封后直接進入再生塔進行溶液再生；再生塔採用熱再生，出口酸性氣經冷卻分離後，一部分回流至壓閃蒸汽壓縮機的一段入口，一部分送至用戶，硫化氫濃度≥70％。
2. 根據權利要求1所述的一種聚乙二醇二甲醚脫硫脫碳合一吸收工藝，其特徵是原料 氣的壓力控制在2.0 6.5Mpa，溫度控制在20-25'C。
3. 根據權利要求l所述的一種聚乙二醇二甲醚脫硫脫碳合一吸收工藝，其特徵是第一 閃蒸槽壓力控制在0. 9 1. 5Mpa，溫度控制在一10~20°C。
4. 根據權利要求l所述的一種聚乙二醇二甲醚脫硫脫碳合一吸收工藝，其特徵是控制 濃縮塔6壓力0. 9 1. 4Mpa。
5. 根據權利要求l所述的一種聚乙二醇二甲醚脫硫脫碳合一吸收工藝，其特徵是第二 閃蒸槽、第三閃蒸槽、第四閃蒸槽，壓力分別控制為0. 4 0.7Mpa， 0. 4 0. 7Mpa， —50Kpa 50 Kpa,溫度依次為40 80'C、 60 130'C、 80~140。C。
6. 根據權利要求1所述的一種聚乙二醇二甲醚脫硫脫碳合一吸收工藝，其特徵是控制再生塔頂溫度在10Q 110'C。
全文摘要
本發明公開了一種聚乙二醇二甲醚脫硫脫碳合一吸收工藝，其特徵在於NHD脫硫和脫碳在一個吸收塔內完成，系統循環量小，運轉設備少，吸收塔出口硫化氫≤2ppm，CO2的指標可根據後續產品需求，達到≤5％。同時再生出的酸性氣中硫化氫濃度超過70％，可直接用於下遊產品。該工藝簡單、能量利用合理，操作方便，投資省，佔地少，適用於制甲醇、合成氨或其它制氣的淨化系統。
文檔編號C10K1/00GK101492616SQ200810238298
公開日2009年7月29日 申請日期2008年12月12日 優先權日2008年12月12日
發明者葉盛芳, 宋憲穩, 梁雪梅, 芮勝波, 褚宏春 申請人:兗礦魯南化肥廠