[发明专利]一种低温甲醇洗装置及一种脱除合成气中酸性气的方法

说明书

本发明公开了一种低温甲醇洗装置及一种脱除合成气中酸性气的方法。本发明通过重新配置低温甲醇洗主流程，在原纯贫液吸收的流程基础上，增加半贫液甲醇作为主洗甲醇，减少15～30％贫液甲醇用量，从而减少了15～30％热再生塔再沸器蒸汽、热再生塔塔顶冷凝器循环水、贫甲醇水冷器循环水和H₂S浓缩塔气提氮气用量，以达到节能增产的目标。同时，取消热再生塔顶传统3级冷凝流程，减少甲醇损失和避免氨结晶现象出现。本发明针对传统低温甲醇洗装置进行的节能增产改造也适用于新建的低温甲醇洗装置。

技术领域

本发明涉及低温甲醇洗净化合成气处理技术领域，具体涉及一种低温甲醇洗装置及一种脱除合成气中酸性气的方法。

背景技术

我国主要化石资源仍旧以煤为主。我们国家是个典型的煤多气少国家。目前，煤化工经过多年的发展已经相对成熟。下游产品形式多样，而且都为重要的基础化工原料。鉴于低温甲醇对H₂S/CO₂有非常强的选择性吸收能力、原料便宜易得等特点，几乎所有以煤为原料的煤化工企业的净化工段都配有低温甲醇洗工段，以脱除合成气中的H₂S/CO₂等组分。

但是绝大多数煤化工企业配套的低温甲醇洗装置基本上都采用只使用贫甲醇作为吸收剂的流程，我们称之为传统型低温甲醇洗流程。

传统型低温甲醇洗的流程图如图1所示，其主要流程描述如下：来自变换装置的粗合成气进入到低温甲醇洗装置的吸收塔101，进行脱硫、脱碳，然后冷却减压进行中压闪蒸，之后进入到CO₂产品塔102和H₂S浓缩塔103，塔底富H₂S甲醇进入热再生塔104进行甲醇再生，一部分热再生塔104塔底贫液甲醇换热降温后返回至吸收塔101塔顶作为吸收剂。热再生塔104塔顶气相经过热再生塔冷凝器314冷却后，进入到热再生塔回流槽205进行气液分离。液相回流至热再生塔104。气相作为酸性气送至下游，具体来说，气相依次经过酸性气冷却器315和酸性气氨冷器316后，导入酸性气分离器206进行气液分离后，酸性气排出，液相导入H₂S浓缩塔103的底部。来自原料气分离器201的含水富甲醇，送至甲醇水塔105回收甲醇。同时，来自热再生塔104塔底贫甲醇作为甲醇水塔105回流。在甲醇水塔105中将原料气中带入低温甲醇洗中的水分脱除。保持低温甲醇系统中液相水分最低，加大吸收能力和减缓酸性气对设备的腐蚀。从CO₂产品塔102和H₂S浓缩塔103塔顶尾气经过热量回收后，送入尾气洗涤塔106进行洗涤，送至尾气洗涤塔106的气体基本上为CO₂和N₂，夹带极少量的甲醇。在尾气洗涤塔106中回收甲醇后，剩下的气体作为废气直接排放至大气。其中，CO₂产品塔102的塔顶出气这根工艺管线主要是不含硫的CO₂气体；一般CO₂产品塔102的塔顶CO₂产品气量要大于最终下游需求CO₂产品气，所以一部分要放空，放空之前要经过尾气洗涤塔脱出夹带的甲醇。H₂S浓缩塔的塔顶出气这根工艺管线，其主要成分是CO₂、N₂。组分中要求H₂S低于5PPMV，不会冷凝。只需要一部分经过尾气洗涤塔106就可以满足环保要求。全部进去尾气洗涤塔106投资非常大。

上述传统低温甲醇洗流程存在如下不足：

(1)上述流程中，由于吸收塔101全部只采用贫液甲醇作为吸收剂，而经过减压闪蒸解析后的半贫液甲醇的吸收能力没有得到充分的利用。因此贫液用量大，因此H₂S浓缩塔103气提氮气用量、热再生塔再沸器313所需蒸汽用量、热再生塔冷凝器314冷却水用量都将增大。其次，因为贫液用量大，进入吸收塔101塔顶的贫液温度也较高。所以上述流程冷量消耗也大。