CN101492616A - 一种聚乙二醇二甲醚脱硫脱碳合一吸收工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚乙二醇二甲醚脱硫脱碳合一吸收工艺，其特征在于：NHD脱硫和脱碳在一个吸收塔内完成，系统循环量小，运转设备少，吸收塔出口硫化氢≤2ppm，CO2的指标可根据后续产品需求，达到≤5％。同时再生出的酸性气中硫化氢浓度超过70％，可直接用于下游产品。该工艺简单、能量利用合理，操作方便，投资省，占地少，适用于制甲醇、合成氨或其它制气的净化系统。

Description

一种聚乙二醇二甲醚脱硫脱碳合一吸收工艺
技术领域
本发明涉及一种聚乙二醇二甲醚(NHD)脱硫脱碳合一吸收工艺，尤其涉及一种采用聚乙二醇二甲醚溶液对含高硫煤气进行吸收工艺，实现了脱硫脱碳合一，并保证再生的酸性气中硫化氢浓度超过70％。
背景技术
聚乙二醇二甲醚溶剂属一种有机溶剂，为多乙二醇二甲醚的混合物。近年来，NHD脱硫、脱碳技术在国内已得到广泛应用。但在国内外NHD脱硫脱碳流程设计时，考虑到NHD对H2S和CO2溶解度等问题，一直是脱硫和脱碳分开进行，NHD脱硫后再进行NHD脱碳，分成两个系统来完成，造成运转设备多、投资大等缺点。
发明内容
本发明针对原有工艺的缺点和不足，发明了一种新工艺，该工艺弥补了目前NHD脱硫脱碳流程上的不足，创新实现了NHD脱硫脱碳合一，在保证出口各项指标满足需求的同时，再生气中硫化氢浓度≥70％。该工艺适用于制甲醇、合成氨或其它制气的净化系统。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种聚乙二醇二甲醚(NHD)脱硫脱碳合一的吸收工艺，它的工艺步骤为：
1.原料气经气体换热器与吸收后的净化气换热后，经分离送至吸收塔，在吸收塔内与NHD溶液进行逆流接触，充分吸收。吸收塔下段主要为脱硫段，脱硫后的气体经升气帽进入脱碳段，脱碳后的净化气分离后经氨冷器，对原料气进行降温回收冷量后，气体送至后系统。
2.吸收塔上段吸收后的溶液一部分直接溢流至吸收塔的下段，对脱硫气进行吸收，一部分经涡轮回收能量，减压至0.9～1.5Mpa，溶液送至浓缩塔塔顶的第一闪蒸槽，闪蒸出部分富含氢气和一氧化碳的气体回收利用。
3.第一闪蒸槽出口溶液经液封后在贫液冷却器中与贫液进行换热，回收其部分冷量，进入浓缩塔塔顶做为吸收液，控制浓缩塔压力0.9～1.4Mpa，对自闪蒸汽压缩机来富含高浓硫化氢进行吸收，同时由吸收塔1下部来的富液减压后进入浓缩塔的中下段，进行闪蒸吸收。
4.浓缩塔出口溶液经贫富液换热器进行冷量回收，进入第二闪蒸槽进行闪蒸，压力控制为0.4～0.7Mpa，温度控制为40～80℃。第二闪蒸槽出口溶液依次经过贫富液换热器，蒸汽加热器将温度提至60～130℃进入第三闪蒸槽闪蒸，闪蒸后的溶液经贫富液换热器与再生塔出口富液进行换热，将温度提至80～140℃进入第四闪蒸槽。第二闪蒸槽、第三闪蒸槽、第四闪蒸槽压力分别控制为0.4～0.7Mpa，0.4～0.7Mpa，-50Kpa～50Kpa。第三闪蒸槽出口气体直接进入闪蒸汽压缩机的一段压缩出口，第二闪蒸槽出口闪蒸气作为抽吸气，将第四闪蒸槽出口闪蒸汽进行抽吸，混合后进入闪蒸汽压缩机的一段进行压缩。
5.闪蒸汽压缩机经过两级压缩，压力提至稍高于浓缩塔压力，将出口气体进入浓缩塔进行吸收，浓缩塔吸收后的富含CO2的气体直接排入大气，放空气体中硫化氢含量≤20ppm。
6.第四闪蒸槽出口溶液经液封后直接进入再生塔进行溶液再生。再生塔采用热再生，通过再生塔底煮沸器进行加热，加热源可采用蒸汽或其它热介质，控制再生塔顶温度100～110℃，出口酸性气经贫液水冷器冷却分离后，分离后的溶液经回流水泵送至再生塔顶部作为回流液；分离器出口酸性气一部分回流至压闪蒸汽压缩机的一段入口，一部分送至用户，硫化氢浓度≥70％。
7.再生塔出口贫液温度约125～140℃，经脱硫贫液泵、贫富液换热器、贫液水冷器、贫液冷却器逐渐降温至10～20℃，送至脱硫泵，加压至2.4～7.0Mpa，经氨冷器降温至-10～-5℃送至吸收塔顶部进行吸收。如此，溶液系统完成了整体循环。
8.系统总循环量根据系统负荷大小进行控制和调节。
本发明的工艺有以下优点：
(1)NHD脱硫和脱碳在一套装置中进行，硫化氢和二氧化碳在一个吸收塔内完成吸收，仅一套再生，投资少，流程简单；
(2)再生出的酸性气中硫化氢浓度超过65％，可直接用于下游产品，减少下游硫化氢提浓所需增加的工艺流程和设置；
(3)能量利用合理。吸收塔出口较高压力的溶液采用涡轮形式回收能量。
(4)吸收塔出口硫化氢≤2ppm，CO2的指标可根据后续产品需求，达到≤5％。
(5)系统循环量较小，运转设备少。即节能，也减少管理费用。
(6)再生流程进行创新，采用喷射结构，节省动力，提高再生效果。
(7)闪蒸槽放置在浓缩塔或再生塔顶上，不仅减少占地，也节省能耗。
(8)浓缩塔放空气中硫化氢浓度低，含量小于20ppm，满足放空对大气环境的要求。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
其中，1.吸收塔，2.氨冷器，3.脱硫泵，4.贫液冷却器，5.第一闪蒸槽，6.浓缩塔，7.贫液水冷器，8.闪蒸汽压缩机，9.第二闪蒸槽，10.第三闪蒸槽，11.脱硫贫液泵，12.贫富液换热器，13.三合一喷射器，14.再生塔，15煮沸器，16.回流水泵，17.第四闪蒸槽，18.蒸汽加热器 19.气体换热器。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
图1中本发明的工艺流程具体说明如下：
1.压力为2.0～6.5Mpa，温度为20-25℃的原料气经气体换热器19与吸收后的净化气换热后，温度在5～20℃，经分离送至吸收塔1，在吸收塔1内与NHD溶液进行逆流接触，充分吸收。吸收塔1下段主要为脱硫段，脱硫后的气体经升气帽进入脱碳段，脱碳后的净化气(硫化氢≤2ppm，CO2≤5％)温度约-10～15℃，分离后经氨冷器2，对原料气进行降温回收冷量后，气体送至后系统。
2.吸收塔1上段吸收后的溶液一部分直接溢流至吸收塔1的下段，对脱硫气进行吸收，一部分经涡轮回收能量，减压至0.9～1.5Mpa，溶液送至浓缩塔6塔顶的第一闪蒸槽5，闪蒸出部分富含氢气和一氧化碳的气体回收利用。
3.第一闪蒸槽5出口溶液经液封后在贫液冷却器4中与贫液进行换热，回收其部分冷量，进入浓缩塔6塔顶做为吸收液，控制浓缩塔6压力0.9～1.4Mpa，对自闪蒸汽压缩机8来富含高浓硫化氢进行吸收，同时由吸收塔1下部来的富液减压后进入浓缩塔6的中下段，进行闪蒸吸收。
4.浓缩塔6出口溶液经贫富液换热器12进行冷量回收，进入第二闪蒸槽9进行闪蒸，压力控制为0.4～0.7Mpa，温度控制为40～80℃。第二闪蒸槽9出口溶液依次经过贫富液换热器12，蒸汽加热器18将温度提至60～130℃进入第三闪蒸槽10闪蒸，闪蒸后的溶液经贫富液换热器12与再生塔14出口富液进行换热，将温度提至80～140℃进入第四闪蒸槽17。第二闪蒸槽9、第三闪蒸槽10、第四闪蒸槽17压力分别控制为0.4～0.7Mpa，0.4～0.7Mpa，-50Kpa～50Kpa。第三闪蒸槽10出口气体直接进入闪蒸汽压缩机8的一段压缩出口，第二闪蒸槽9出口闪蒸气作为抽吸气，将第四闪蒸槽17出口闪蒸汽进行抽吸，混合后进入闪蒸汽压缩机8的一段进行压缩。
5.闪蒸汽压缩机8经过两级压缩，压力提至稍高于浓缩塔压力，将出口气体进入浓缩塔6进行吸收，浓缩塔吸收后的富含CO2的气体直接排入大气，放空气体中硫化氢含量≤20ppm。
6.第四闪蒸槽17出口溶液经液封后直接进入再生塔14进行溶液再生。再生塔14采用热再生，通过再生塔底煮沸器15进行加热，加热源可采用蒸汽或其它热介质，控制再生塔顶温度100～110℃，出口酸性气经贫液水冷器7冷却分离后，分离后的溶液经回流水泵16送至再生塔14顶部作为回流液；分离器出口酸性气一部分回流至压闪蒸汽压缩机8的一段入口，一部分送至用户，硫化氢浓度≥70％。
7.再生塔14出口贫液温度约125～140℃，经脱硫贫液泵11、贫富液换热器12、贫液水冷器7、贫液冷却器4逐渐降温至10～20℃，送至脱硫泵3，加压至2.4～7.0Mpa，经氨冷器2降温至-10～-5℃送至吸收塔1顶部进行吸收。如此，溶液系统完成了整体循环。
8.系统总循环量根据系统负荷大小进行控制和调节，一般在100～400m3/h。

Claims (6)

1.一种聚7二醇二甲醚脱硫脱碳合一吸收工艺，其特征是：它的工艺步骤为，
(1)原料气经与吸收后的净化气换热后，经分离送至吸收塔，在吸收塔内与NHD溶液进行逆流接触，下段主要为脱硫段，经升气帽进入脱碳段，脱碳后的净化气温度约-10～15℃，分离后与入口原料气进行换热回收冷量至后系统；
(2)吸收塔上段吸收后的溶液一部分直接溢流至吸收塔的下段，一部分至浓缩塔顶的第一闪蒸槽，闪蒸出部分富含氢气和一氧化碳的气体回收利用；
(3)第一闪蒸槽出口液位经液封后再与贫液进行换热，回收部分冷量，进入浓缩塔顶做为吸收液，对自闪蒸汽压缩机来富含高浓硫化氢进行吸收，同时由吸收塔下部来的富液减压后进入浓缩塔的中下段，进行闪蒸吸收；
(4)浓缩塔出口溶液与贫液进行冷量回收后，依次进入第二闪蒸槽、第三闪蒸槽、第四闪蒸槽；第三闪蒸槽出口气体直接进入闪蒸汽压缩机的一段压缩出口，第二闪蒸槽出口闪蒸气作为抽吸气，将第四闪蒸槽出口闪蒸汽进行抽吸，混合后进入压缩机的一段进行压缩；
(5)闪蒸汽压缩机出口气体进入浓缩塔进行吸收。第四闪蒸槽出口溶液经液封后直接进入再生塔进行溶液再生；再生塔采用热再生，出口酸性气经冷却分离后，一部分回流至压闪蒸汽压缩机的一段入口，一部分送至用户，硫化氢浓度≥70％。
2.根据权利要求1所述的一种聚乙二醇二甲醚脱硫脱碳合一吸收工艺，其特征是：原料气的压力控制在2.0～6.5Mpa，温度控制在20-25℃。
3.根据权利要求1所述的一种聚乙二醇二甲醚脱硫脱碳合一吸收工艺，其特征是：第一闪蒸槽压力控制在0.9～1.5Mpa，温度控制在-10～20℃。
4.根据权利要求1所述的一种聚乙二醇二甲醚脱硫脱碳合一吸收工艺，其特征是：控制浓缩塔6压力0.9～1.4Mpa。
5.根据权利要求1所述的一种聚乙二醇二甲醚脱硫脱碳合一吸收工艺，其特征是：第二闪蒸槽、第三闪蒸槽、第四闪蒸槽，压力分别控制为0.4～0.7Mpa，0.4～0.7Mpa，-50Kpa～50Kpa，温度依次为40～80℃、60～130℃、80～140℃。
6.根据权利要求1所述的一种聚乙二醇二甲醚脱硫脱碳合一吸收工艺，其特征是：控制再生塔顶温度在100～110℃。
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