[发明专利]分流式低温甲醇洗装置

说明书

技术领域

本发明涉及气体净化技术领域，具体是涉及用低温甲醇作为吸收剂，脱除混合气体中有机杂质、CO2、硫化物和水分等杂质的分流式低温甲醇洗装置。该分流式低温甲醇洗装置是适用于合成气(含氢气、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氮气、甲烷等)净化制合成氨、合成甲醇、合成油(汽油、柴油等)和人工合成天然气(SNG)等领域或天然气净化制LNG(液化天然气)的低能耗新型分流式低温甲醇洗(酸性气体脱除技术)。

背景技术

低温甲醇洗技术采用低温甲醇作为吸收剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度较大的物理特性，脱除原料气中的酸性气体。低温甲醇洗是一种典型的物理吸收过程，可以选择性地从原料气中先脱除各种硫化物及有机杂质、水等，而后脱除CO2，使脱除后的净化气能够达到很高的净化度。

第一套低温甲醇洗装置始于20世纪50年代，由德国林德(Linde)和鲁奇(Lurgi)公司研究开发。经过多年发展，目前低温甲醇洗装置主要采用如附图1所示的装置。该装置由吸收塔T1、中压闪蒸塔T2、CO₂产品塔T3、再吸收塔T4、热再生塔T5、甲醇水塔T6、尾气洗涤塔T7、若干换热器、泵、循环压缩机C1等组成。原料气与循环气混合，经第一换热器E1冷却后进入吸收塔T1的底部。吸收塔T1的上段为CO₂吸收段，下段为H₂S吸收段。原料气经吸收塔T1后其中的CO₂与硫化物等杂质得到有效脱除，由吸收塔T1出来的净化气经第一换热器E1中换热后出装置。吸收塔T1上段连第二换热器E2和第三换热器E3，对吸收塔T1上段出来的甲醇气体1、2进行冷凝回收，回收的甲醇液体3、4重新返回至吸收塔T1上段。

吸收了H₂S和COS后，从吸收塔T1塔底出来的含硫甲醇富液5经第四换热器E4、第六换热器E6换热降温再减压后，送入在中压闪蒸塔T2下段中闪蒸出溶解的H2、CO及部分CO2等气体。同样，从吸收塔T1下段出来的不含硫的甲醇富液6经第四换热器E4、第五换热器E5换热降温再减压后，送入中压闪蒸塔T2上段中闪蒸出溶解的H2、CO及部分CO2等气体。两部分闪蒸气体7由中压闪蒸塔T2出来后，经循环气压缩机C1增压后返回到原料气中。

中压闪蒸塔T2塔底出来的含硫甲醇8减压后送入CO₂产品塔T3塔中段，闪蒸出溶解的CO2，同时溶解的H₂S也部分闪蒸出来。从中压闪蒸塔T2上段出来的不含硫甲醇液9进入CO₂产品塔T3塔顶，闪蒸出溶解的CO₂气。

从CO₂产品塔T3上段出来的液相部分10一部分回到CO₂产品塔T3塔中段洗涤含硫气体，另一部分送入再吸收塔T4塔顶部。CO₂产品塔T3塔顶得到CO₂净化气，此CO2净化气通过第一换热器E1换热后离开系统。

CO₂产品塔T3塔上段下部出来的液体11送入再吸收塔T4塔上段下部，进一步闪蒸出部分溶解的CO2，同时溶解的H2S也部分闪蒸出来。

再吸收塔T4塔顶用不含硫的甲醇液洗涤，以吸收气体中的硫化物。再吸收塔T4塔顶得到不含硫的尾气12，不含硫的尾气12经第一换热器E1换热后进入尾气洗涤塔T7下段。在尾气洗涤塔T7中用脱盐水对尾气进行洗涤，回收其中的甲醇。经洗涤后的尾气离开系统。

再吸收塔T4塔上段下部出来含硫的溶液13用第二泵P2加压后，经第七换热器E7、第三换热器E3回收冷量后，气液两相14进入气液分离罐15进行气液分离。经气液分离罐15分离后的气体16进入CO₂产品塔T3塔底，液体17由第一泵P1泵入第四换热器E4进一步回收冷量后进入CO₂产品塔T3塔底，闪蒸出溶解的气体。

CO₂产品塔T3底出来的甲醇液18进入再吸收塔T4塔下段，用氮气气提后得到CO2含量较低的富硫甲醇液19由再吸收塔T4底部出，该富硫甲醇液18用第三泵P3升压后，通过第八换热器E8和第十换热器E10与从热再生塔T5塔底来的贫甲醇20换热后，进入热再生塔T5塔进行热再生。