CN103320176A - 一种高co2收率的低温甲醇洗方法及装置 - Google Patents

一种高co2收率的低温甲醇洗方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103320176A
CN103320176A CN2013102475250A CN201310247525A CN103320176A CN 103320176 A CN103320176 A CN 103320176A CN 2013102475250 A CN2013102475250 A CN 2013102475250A CN 201310247525 A CN201310247525 A CN 201310247525A CN 103320176 A CN103320176 A CN 103320176A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tower
flashing
methyl alcohol
desorption
yield
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2013102475250A
Other languages
English (en)
Inventor
钱宇
刘霞
杨思宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
South China University of Technology SCUT
Original Assignee
South China University of Technology SCUT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by South China University of Technology SCUT filed Critical South China University of Technology SCUT
Priority to CN2013102475250A priority Critical patent/CN103320176A/zh
Publication of CN103320176A publication Critical patent/CN103320176A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Landscapes

  • Gas Separation By Absorption (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高CO2收率的低温甲醇洗方法及装置，所述方法包括吸收、解吸及甲醇热再生三个步骤，其中，在解吸步骤中：将CO2解吸塔(14)中的甲醇富液(16)引入CO2闪蒸塔(50)进行闪蒸分离，闪蒸后的甲醇富液(54)从塔底输出送入H2S浓缩塔(19)进行气提浓缩，闪蒸后的富CO2气(51)从塔顶排出，并送回CO2解吸塔(14)。所述装置中，吸收塔(4)与H2S浓缩塔(19)之间设有CO2闪蒸塔(50)。本发明大大提高了CO2产品气的收率，并且该收率具有可调性，最高收率可达到91.2％，收率的可调范围为60.4～91.2％；减少了气提氮气(23)的用量，提高了H2S产品气中的H2S浓度。

Description

一种高CO2收率的低温甲醇洗方法及装置
技术领域
本发明属于气体净化领域，特别涉及一种低温甲醇洗方法及装置。
背景技术
低温甲醇洗工艺是以低温甲醇作为吸收剂的物理吸收气体净化方法，主要应用于合成气的净化过程中。利用甲醇在低温条件下对酸性气体溶解度大的物理特性，可以有效的从粗合成气中脱除H2S、CO2等酸性气体，使合成气达到很高的净化度。
第一套低温甲醇洗工业生产装置始于上世纪50年代，由德国的林德公司和鲁奇公司联合研究开发，于1954年首先在南非应用于煤加压气化后煤气净化流程。随后又相继应用于城市煤气的净化，从变换气中提取高浓度H2等。近年来由于大型合成氨装置的发展，以煤为原料制合成氨工艺中，低温甲醇洗净化技术也广泛应用。涉及低温甲醇洗工艺的专利有：US4050909(1977)、US4609384(1986)、CN85107198A(1985)、US2002104438(2002)、CN1107382(1995)等。
经过多年发展，目前低温甲醇洗工艺流程如图1所示：主要由吸收塔4、CO2解吸塔14、H2S浓缩塔19、甲醇热再生塔28、甲醇精馏塔43、数个闪蒸塔、若干换热器、泵、压缩机等组成。整个工艺分为：吸收过程、解吸过程及甲醇热再生过程三个步骤。
低温甲醇洗工艺的吸收过程：如图1所示，进入流程的原料气1在经换热器2冷却前需注入少量甲醇39，可以防止气体中水分冷却至冰点以下结冰而堵塞管道和设备。降温后的原料气1进入闪蒸塔3进行闪蒸脱水，塔底分离出合成气中的水甲醇溶液48，塔顶得到的合成气进入吸收塔4。吸收塔4分为两部分，上塔为脱碳段，下塔为脱硫段，从甲醇热再生塔28输出的再生甲醇液37在泵38作用下经过多股冷却介质换热冷却后形成低温甲醇液47进入吸收塔4顶部，逆流而下溶解吸收原料气1中的酸性组分。吸收塔4上的脱碳段设置换热器8，将甲醇液引出冷却，移走CO2的溶解热，维持吸收塔4内的吸收温度。从吸收塔4脱碳段输出的不含H2S的甲醇富液分成两股，一股直接引出吸收塔4，另一股甲醇富液则继续进入脱硫段，吸收H2S后从吸收塔4塔底流出。脱酸后得到的净化合成气5从吸收塔4塔顶送出。
至此，低温甲醇洗工艺的吸收过程完成，接下来进行工艺中的解吸过程：从吸收塔4塔底出来的H2S甲醇富液6经过换热器10降温后依次在闪蒸塔12、CO2解吸塔14的塔中间段及H2S浓缩塔19的下段进行闪蒸分离。从吸收塔4中部出来的不含H2S的甲醇富液7经换热器9冷却后依次在闪蒸塔11、闪蒸塔13、CO2解吸塔14上段和H2S浓缩19的上段进行闪蒸分离；其中，闪蒸塔13塔底得到的不含H2S的甲醇富液分成两股，其中一股不含H2S的甲醇富液18直接引入CO2解吸塔14塔顶，另一股不含H2S的甲醇富液17送入H2S浓缩塔19的塔顶。CO2解吸塔14塔底引出甲醇富液16进入H2S浓缩塔19的塔下段；CO2解吸塔14塔中段引出甲醇富液21降压后进入H2S浓缩塔19的塔中段，H2S浓缩塔19的塔中下段引出低温甲醇富液24经过换热器25换热升温后送入CO2解吸塔14塔下段，其目的在于利用H2S浓缩塔19中的冷量对进入吸收塔4之前的甲醇液进行冷却，使之成为符合工艺要求的低温甲醇液47。上述过程中，闪蒸塔11和闪蒸塔12的主要作用在于对甲醇富液中的H2、CO等气体进行闪蒸分离，这些气体44经过压缩机43加压后与原料气1混合重新进入流程；闪蒸塔13的主要作用在于分离不含H2S的甲醇富液7中的CO2；CO2解吸塔14的主要作用在于通过闪蒸分离H2S甲醇富液6中的CO2，同时利用自上而下的不含H2S的甲醇富液18吸收闪蒸气中的H2S。CO2解吸塔14中分离的CO2和闪蒸塔13中分离的CO2组合形成CO2产品气15，该CO2产品气15中：CO2＞98.5％，CO+H2＜1.2％，CH3OH＜250mg/m3，H2S＜2mg/m3。
在H2S浓缩塔19塔底输入气提氮气23，与自上而下的甲醇富液逆流接触，逐层气提出甲醇富液中溶解的CO2等气体，气体中的H2S同时又被不含H2S的甲醇富液17吸收下来，使得塔底的甲醇富液22中H2S得到富集，同时也使排放尾气20的硫化物排放达到环保要求。H2S浓缩塔19的主要作用在于将CO2解吸塔14输出的甲醇富液中的CO2进一步进行气提分离，使从H2S浓缩塔19塔底流出的H2S甲醇富液22中的H2S得到浓缩。
低温甲醇洗工艺中甲醇热再生过程：从H2S浓缩塔19塔底流出的H2S甲醇富液22经过泵26加压后经过换热器27升温预热，进入甲醇热再生塔28。换热器36加热产生的甲醇蒸汽使甲醇热再生塔28内溶解在甲醇富液中的气体全部解吸分离。甲醇热再生塔28塔底得到甲醇再生液，在工艺中循环使用。甲醇再生液37经过泵38加压后再送入工艺的吸收过程。从甲醇热再生塔28塔顶流出的塔顶蒸汽经过换热器29降温冷却后进入闪蒸塔30、经过换热器32降温冷却后进入闪蒸塔33进行两级闪蒸分离，得到含有H2S＞25％的H2S产品气34，输送到克劳斯硫回收流程制硫磺；闪蒸塔30的塔底液经泵31送回甲醇热再生塔28，闪蒸塔33的塔底液35送入H2S浓缩塔19。
闪蒸塔3塔底的水甲醇溶液48经过换热器42升温预热后从甲醇精馏塔43塔中部进入，甲醇再生液40从甲醇精馏塔43塔顶进入，在换热器46的加热作用下，塔内甲醇与水进行精馏分离。由甲醇精馏塔43的塔底排出水45含甲醇0.1％送污水处理装置，甲醇精馏塔43的塔顶排出的甲醇液44送入甲醇热再生塔28。
上述现有的低温甲醇洗工艺中，CO2产品气15中CO2的收率只有60％左右，剩余部分的CO2大多在H2S浓缩塔19中被气提后作为排放尾气20排出。可见，现有的低温甲醇洗工艺中CO2的收率不高，很大一部分CO2作为废气排出，资源得不到充分的利用，同时造成了一定的温室气体排放。
为此，现有技术中提供了多种提高低温甲醇洗工艺中CO2的收率的技术方案，但是效果仍然不佳，例如，专利CN1107382A涉及了一种采用提高CO2解吸塔中CO2的解吸温度提高CO2收率的低温甲醇洗方法，CO2的收率仅可提高至70～72％；专利CN1063086A涉及了一种利用闪蒸气作为动力源进行抽吸CO2，可使CO2回收率达到96％，但该方法的操作弹性小，并且未考虑排放气中硫化物含量和H2S产品气中的H2S浓度的问题；专利CN101590356B涉及了一种分流式低温甲醇洗装置，在再吸收塔上段设置闪蒸段，但该装置分离出的CO2产品气的收率较低。
综上所述，现有的低温甲醇洗工艺存在以下不足：
(1)CO2产品气的收率较低，一般为58～65％；排放的CO2量大，难以达到碳捕集的目标。
(2)H2S产品气中的H2S浓度偏低，只有20～26％；排放气中的H2S含量会偏高，需额外加甲醇贫液吸收，增加能耗。
(3)CO2解吸塔与H2S浓缩塔之间的物流关联性大，稳定控制较为困难。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种高CO2收率的低温甲醇洗方法及装置，该方法和装置可提高CO2产品气的收率，降低了流程的复杂性及物流关联度，提高H2S产品气中的H2S浓度。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种高CO2收率的低温甲醇洗方法，包括吸收、解吸及甲醇热再生三个步骤，其特征在于，在解吸步骤中：
将CO2解吸塔中的甲醇富液引入CO2闪蒸塔进行闪蒸分离，闪蒸后的甲醇富液从塔底输出送入H2S浓缩塔19进行气提浓缩，闪蒸后的富CO2气从塔顶排出，并送回CO2解吸塔。
优选地，所述CO2闪蒸塔前置有换热器A和减压阀，甲醇富液进入CO2闪蒸塔时，操作温度为-32～35℃，操作压力为1～2bar。进一步地，所述操作温度为35℃，操作压力为1bar；或所述操作温度为-32℃，操作压力为2bar；或所述操作温度为16℃，操作压力为2bar。
优选地，所述CO2闪蒸塔的塔顶与CO2解吸塔之间依次设置压缩机及换热器B，富CO2气经过压缩机提压后通过换热器B降温，再通入CO2解吸塔塔底；在所述CO2闪蒸塔塔底与H2S浓缩塔之间设置泵，通过该泵将甲醇富液加压后，送至H2S浓缩塔中部。具体地，进入CO2解吸塔塔底时的富CO2气的操作温度为-34℃，操作压力为4bar或3.5bar；所述泵的操作压力为5bar。
优选地，在解吸步骤中，从吸收塔中部出来的不含H2S的甲醇富液中，进入CO2解吸塔的部分与进入H2S浓缩塔的部分的流量比为0.8～13。
优选地，在在吸步骤中，所述H2S浓缩塔加入的气提氮气的进料量为原料气中CO2量的3～17％。
一种实现上述低温甲醇洗方法的高CO2收率的低温甲醇洗装置，包括由吸收塔、CO2解吸塔、H2S浓缩塔、甲醇热再生塔、甲醇精馏塔、多个闪蒸塔、多个换热器、多个泵以及多个压缩机；其特征在于，所述吸收塔与H2S浓缩塔之间设有CO2闪蒸塔，该CO2闪蒸塔的进液端与吸收塔的塔底连接，该CO2闪蒸塔的塔底与H2S浓缩塔19连接，该CO2闪蒸塔的塔顶与吸收塔连接。
所述吸收塔的塔底与CO2闪蒸塔的进液端之间依次连接有换热器A和减压阀。
所述CO2闪蒸塔的塔底与H2S浓缩塔之间连接有泵。
所述CO2闪蒸塔的塔顶与吸收塔之间依次连接有压缩机及换热器B。
在本发明的低温甲醇洗方法中，将CO2解吸塔中的甲醇液富16引入CO2闪蒸塔进行闪蒸分离，只需调节好该甲醇液富进入CO2闪蒸塔时的操作温度和操作压力(通过采用不同的操作温度和操作压力，可以控制闪蒸过程中CO2释出的量)，便可将该甲醇液富中的CO2大量释出并形成富CO2气，该富CO2气中的CO2从CO2解吸塔的塔顶排出构成CO2产品气的一部分，使得CO2产品气的收率大大提高。并且，由于CO2解吸塔排出的甲醇富液中的大部分CO2已在CO2闪蒸塔中释出，因此进入到H2S浓缩塔中的甲醇富液中CO2的量已很少，因此H2S浓缩塔中通入的气提氮气的量也相应大幅减少，节省了气提氮气的使用量；同理，H2S产品气中的H2S浓度也会相应地提高(现有技术中H2S产品气中的H2S浓度偏低的原因在于其中混杂有较多的CO2)。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
(1)大大提高了CO2产品气的收率，并且该收率具有可调性(通过调节CO2闪蒸塔闪蒸时的操作温度和操作压力来实现)，最高收率可达到91.2％，收率的可调范围为60.4～91.2％。并且，CO2产品气中CO2浓度大于99％，CO2产品气及排放气中的硫化物等杂质含量达到环境标准。
(2)减少了气提氮气的用量，提高了H2S产品气中的H2S浓度，其中，气提氮气的进料量可减少到原料气中CO2量的3～17％(现有技术是9％～18％)，在处理低硫合成气时，H2S产品气中的H2S浓度可达到50.6％(现有技术仅达到20％～30％)。
(3)省略了CO2解吸塔与H2S浓缩塔之间的两条管路，即：CO2解吸塔的塔中段与H2S浓缩塔的塔中段之间的管路，H2S浓缩塔的塔中下段与CO2解吸塔的塔下段之间的管路，这样就简化了工艺流程，流股关联度低，操作稳定性高。
(4)本发明适用于煤及其衍生物制合成气进而生产合成氨、甲醇、氢气等工艺中净化合成气，同时回收CO2、H2S的工艺。
附图说明
图1为现有的低温甲醇洗工艺流程图，其中：4吸收塔；14CO2解吸塔；19H2S浓缩塔；28甲醇热再生塔；43甲醇精馏塔；3、11、12、13、30、33、为闪蒸塔；2、8、9、10、25、27、29、32、36、42、46为换热器；26、31、38、41为泵；43压缩机；1、5、6、7、15、16、17、18、20、21、22、23、24、34、35、37、39、40、44、45、47、48为物料编号。
图2为本发明一种高CO2收率的低温甲醇洗工艺流程图，其中：49换热器A，50CO2闪蒸塔，51富CO2气，52压缩机，53换热器B，54甲醇富液，55泵；其余零件编号与图1中的相同零件编号表示相同的部件或物料。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
参见图2，本实施例的高CO2收率的低温甲醇洗装置由吸收塔4、CO2解吸塔14、H2S浓缩塔19、甲醇热再生塔28、甲醇精馏塔43、多个闪蒸塔、多个换热器、多个泵以及多个压缩机等组成，其基本组成部分与图1所示的现有技术相同，且图2和图1中相同的零件标号表示相同的部件或物料，因此对于相同的部分，背景技术中对图1的工艺流程及装置的描述适用于本实施例对图2的描述，此处不再重复。
本实施例的高CO2收率的低温甲醇洗装置与图1所示的现有技术的不同之处在于：
1、本实施例中，所述吸收塔4与H2S浓缩塔19之间设有CO2闪蒸塔50，该CO2闪蒸塔50的进液端与吸收塔4的塔底连接，该CO2闪蒸塔50的塔底与H2S浓缩塔19连接，该CO2闪蒸塔50的塔顶与吸收塔4连接。
所述吸收塔4的塔底与CO2闪蒸塔50的进液端之间依次连接有换热器A49和减压阀，通过该换热器A49和减压阀调节CO2闪蒸塔50的操作温度和操作压力，可获得不同的闪蒸效果(即控制分离的CO2等气体的量)，从而调节CO2产品气的收率。
所述CO2闪蒸塔50的塔底与H2S浓缩塔19之间连接有泵55，该泵55的作用在于通过一定的压力将CO2闪蒸塔50的甲醇富液54送入H2S浓缩塔19中。
所述CO2闪蒸塔50的塔顶与吸收塔4之间依次连接有压缩机52及换热器B53。闪蒸后获得的富CO2气51的压力低于吸收塔4的压力，因此需要通过压缩机52增压打入到吸收塔4中；换热器B53的作用在于降低富CO2气51温度，使CO2解吸塔14塔底得到低温的甲醇富液16，为再生甲醇液提供低温冷量。
2、本实施例中，删除了图1中CO2解吸塔14与H2S浓缩塔19之间的两条管路，即：CO2解吸塔14的塔中段与H2S浓缩塔19的塔中段之间的管路，H2S浓缩塔19的塔中下段与CO2解吸塔14的塔下段之间的管路，这样就简化了工艺流程，流股关联度低，操作稳定性高。
本实施例的高CO2收率的低温甲醇洗方法的具体实施如下：
进入本发明工艺的原料气来自以煤为原料，德士古气化得到的耐硫变换合成气，从变换工段来的气体流量为104292Nm3/hr，组成如下表，工艺流程见图2。
表1粗气化煤气的成分
气体 H2 N2 CO AR CH4 CO2 H2S H2O
摩尔分数％ 45.9 0.2 18.9 0.1 0.1 34.2 0.13 0.3
吸收过程：
进入流程的原料气1在经换热器2冷却前注入流量1.06t/hr的甲醇39，冷却至-21.3℃，进入闪蒸塔3，从塔底分离出水甲醇溶液48。从闪蒸塔3塔顶出的脱水合成气进入吸收塔4底部，吸收塔4顶部注入低温甲醇液47，流量186.8t/hr，操作温度-50℃，操作压力35bar。脱水合成气先后经过脱硫段、脱碳段后，在吸收塔4塔顶得到净化合成气5。
解吸过程：
从脱碳段出的不含H2S的甲醇富液7降温减压后，先后进入闪蒸塔11和闪蒸塔13，进行闪蒸分离。闪蒸塔13的操作压力为3bar。闪蒸塔13塔底的不含H2S的甲醇富液经过流量调节，进入CO2解吸塔14的不含H2S的甲醇富液18的流量为126.58t/hr，进入H2S浓缩塔19的不含H2S的甲醇富液17的流量为9.7t/hr，即前者与后者的比约为13；进入CO2解吸塔14的不含H2S的甲醇液富18主要用于吸取CO2解吸塔14中H2S，使H2S富集，因此其流量的多少主要取决于CO2解吸塔14中H2S的量，通常CO2产品气的收率越高，相应地CO2解吸塔14中H2S的量也多，因此上述比例也越高。
CO2解吸塔14的塔底出的甲醇富液16进入CO2闪蒸塔50，换热器A49的操作温度35℃，CO2闪蒸塔50的操作压力为1bar。CO2闪蒸塔50塔顶出的富CO2气51进入CO2解吸塔14塔底，换热器B53的操作温度-34℃，压缩机52的操作压力为4bar。闪蒸塔12塔底的甲醇富液减压后进入CO2解吸塔14的流量为103.3t/hr，操作压力为3.5bar。闪蒸塔13塔顶得到体积浓度为99.3％的CO2产品气，产品气流量为32431Nm3/hr，CO2产品气的收率为91.2％。
CO2闪蒸塔50塔底出的甲醇富液54经过泵55加压后泵送至H2S浓缩塔19的中部，泵55的操作压力为5bar。在H2S浓缩塔19塔底输入气提氮气23，该气提氮气23的流量为984Nm3/hr，与自上而下的甲醇富液逆流接触，逐层气提出甲醇液中溶解的气体，气体中的H2S被不含H2S的甲醇富液17吸收下来，塔底得到H2S甲醇富液，塔顶排放尾气20的H2S含量低于环境规定指标值。
甲醇热再生过程与现有技术相同，可参照背景技术中的描述来进行实施。
最终从闪蒸塔33塔顶出的H2S产品气34中H2S的体积浓度为48.3％，H2S的收率达到99.9％。
实施例2
进入本发明工艺的粗合成气来自以煤为原料，德士古气化得到的耐硫变换合成气，从变换工段来的气体流量为95760Nm3/hr，组成如下表。
表2粗气化煤气的成分
气体 H2 N2 CO AR CH4 CO2 H2S H2O
摩尔分数％ 45.6 0.3 19.2 0.1 0.1 34.3 0.2 0.2
吸收过程：
进入流程的原料气1在经换热器2冷却前注入流量0.96t/hr的甲醇39，冷却至-21.3℃，进入闪蒸塔3，从塔底分离出水甲醇溶液48。从闪蒸塔3塔顶出的脱水合成气进入吸收塔4底部，吸收塔4顶部注入低温甲醇液47，流量168.2t/hr，操作温度-50℃，操作压力35bar。脱水合成气在吸收塔4内先后经过脱硫段、脱碳段后，在吸收塔4塔顶得到净化合成气5。
解吸过程：
从脱碳段出的不含H2S的甲醇富液7降温减压后，先后进入闪蒸塔11和闪蒸塔13，进行闪蒸分离。闪蒸塔13的操作压力为3bar。闪蒸塔13塔底的不含H2S的甲醇富液经过流量调节，进入CO2解吸塔14的不含H2S的甲醇富液18流量为55.4t/hr，进入H2S浓缩塔19的不含H2S的甲醇富液17的流量为69.3t/hr，即前者与后者的比例约为0.8。
CO2解吸塔14的塔底出的甲醇富液16进入CO2闪蒸塔50，换热器A49操作温度-32℃，CO2闪蒸塔50的操作压力为2bar。CO2闪蒸塔50顶出的富CO2气51经过加压降温后进入CO2解吸塔14塔底，换热器B53操作温度-34℃，压缩机52操作压力为4bar。闪蒸塔12塔底的甲醇富液减压后进入CO2解吸塔14的流量为93.5t/hr，操作压力为3.5bar。闪蒸塔13塔顶得到体积浓度为99.1％的CO2产品气，产品气流量为20068Nm3/hr，CO2产品气的收率为60.4％。
CO2闪蒸塔50塔底出的富H2S甲醇富液54经过加压后泵送至H2S浓缩塔19中部，泵55的操作压力为5bar。在H2S浓缩塔19塔底输入气提氮气23，该气提氮气23氮气流量为5040Nm3/hr，与自上而下的甲醇富液逆流接触，逐层气提出甲醇液中溶解的气体，气体中的H2S被不含H2S的甲醇富液17吸收下来，塔底得到富H2S甲醇富液，塔顶排放尾气20排放气20的H2S含量低于环境规定指标值。
甲醇热再生过程与现有技术相同，可参照背景技术中的描述来进行实施。
最终从闪蒸塔33塔顶出的H2S产品气34中H2S体积浓度为41.6％，H2S的收率达到99.9％。
本实施例上述以外的其他实施方式与实施例1相同。
实施例3
进入本发明工艺的粗合成气来自以煤为原料，德士古气化得到的耐硫变换合成气，从变换工段来的气体流量为94908Nm3/hr，组成如下表。
表3粗气化煤气的成分
气体 H2 N2 CO AR CH4 CO2 H2S H2O
摩尔分数％ 45.90 0.28 19.18 0.09 0.20 34.4 0.13 0.25
吸收过程：
进入流程的原料气1在经换热器2冷却前注入流量0.96kmol/hr的甲醇39，冷却至-21.3℃，进入闪蒸塔3，从塔底分离出水甲醇溶液48。从闪蒸塔3塔顶出的脱水合成气进入吸收塔4底部，吸收塔4顶部注入低温甲醇液47，流量164.1kmol/hr，操作温度-50℃，操作压力35bar。脱水合成气在吸收塔4先后经过脱硫段、脱碳段后，在吸收塔4塔顶得到净化合成气5。
解吸过程：
从脱碳段出的不含H2S的甲醇富液7降温减压后，先后进入闪蒸塔11和闪蒸塔13，进行闪蒸分离。闪蒸塔13的操作压力为3bar。闪蒸塔13塔底的不含H2S的甲醇富液经过流量调节，进入CO2解吸塔14的不含H2S的甲醇富液18流量为99.7t/hr，进入H2S浓缩塔40的不含H2S的甲醇富液17的流量为21.8t/hr，即前者与后者的比例约为4.6。
CO2解吸塔14的塔底出的甲醇富液16进入CO2闪蒸塔50，换热器A49操作温度16℃，CO2闪蒸塔50的操作压力为2bar。CO2闪蒸塔50顶出的富CO2气51进入CO2解吸塔14塔底，换热器B53操作温度-34℃，压缩机52操作压力为3.5bar。闪蒸塔12塔底的甲醇富液减压后进入CO2解吸塔14的流量为88.9t/hr，操作压力为3.5bar。闪蒸塔13塔顶得到体积浓度为99.2％的CO2产品气，产品气流量为28138Nm3/hr，CO2产品气的收率为84.8％。
CO2闪蒸塔50塔底出的甲醇富液54经过泵55加压后，泵送至H2S浓缩塔19中部，泵55操作压力为5bar。在H2S浓缩塔19塔底输入气提氮气23，该气提氮气23的流量为1702Nm3/hr，与自上而下的甲醇富液逆流接触，逐层气提出甲醇液中溶解的气体，气体中的H2S被不含H2S的甲醇富液17吸收下来，塔底得到H2S甲醇富液，塔顶排放尾气20的H2S含量低于环境规定指标值。
甲醇热再生过程与现有技术相同，可参照背景技术中的描述来进行实施。
从闪蒸塔33塔顶出的H2S产品气34中H2S的体积浓度为50.6％，H2S的收率达到99.9％。
本实施例上述以外的其他实施方式与实施例1相同。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高CO2收率的低温甲醇洗方法，包括吸收、解吸及甲醇热再生三个步骤，其特征在于，在解吸步骤中：
将CO2解吸塔(14)中的甲醇富液(16)引入CO2闪蒸塔(50)进行闪蒸分离，闪蒸后的甲醇富液(54)从塔底输出送入H2S浓缩塔(19)进行气提浓缩，闪蒸后的富CO2气(51)从塔顶排出，并送回CO2解吸塔(14)。
2.根据权利要求1所述的高CO2收率的低温甲醇洗方法，其特征在于，所述CO2闪蒸塔(50)前置有换热器A(49)和减压阀，甲醇富液(16)进入CO2闪蒸塔(50)时，操作温度为-32～35℃，操作压力为1～2bar。
3.根据权利要求2所述的高CO2收率的低温甲醇洗方法，其特征在于，所述操作温度为35℃，操作压力为1bar；或所述操作温度为-32℃，操作压力为2bar；或所述操作温度为16℃，操作压力为2bar。
4.根据权利要求1所述的高CO2收率的低温甲醇洗方法，其特征在于，所述CO2闪蒸塔(50)的塔顶与CO2解吸塔(14)之间依次设置压缩机(52)及换热器B(53)，富CO2气(51)经过压缩机(52)提压后通过换热器B(53)降温，再通入CO2解吸塔(14)塔底；在所述CO2闪蒸塔(50)塔底与H2S浓缩塔(19)之间设置泵(55)，通过该泵(55)将甲醇富液(54)加压后，送至H2S浓缩塔(19)中部。
5.根据权利要求1所述的高CO2收率的低温甲醇洗方法，其特征在于，在解吸步骤中，从吸收塔(4)中部出来的不含H2S的甲醇富液(7)中，进入CO2解吸塔(14)的部分与进入H2S浓缩塔(19)的部分的流量比为0.8～13。
6.根据权利要求1所述的高CO2收率的低温甲醇洗方法，其特征在于，在解吸步骤中，所述H2S浓缩塔(19)加入的气提氮气(23)的进料量为原料气(1)中CO2量的3～17％。
7.一种实现权利要求1所述的低温甲醇洗方法的高CO2收率的低温甲醇洗装置，包括由吸收塔(4)、CO2解吸塔(14)、H2S浓缩塔(19)、甲醇热再生塔(28)、甲醇精馏塔(43)、多个闪蒸塔、多个换热器、多个泵以及多个压缩机；其特征在于，所述吸收塔(4)与H2S浓缩塔(19)之间设有CO2闪蒸塔(50)，该CO2闪蒸塔(50)的进液端与吸收塔(4)的塔底连接，该CO2闪蒸塔(50)的塔底与H2S浓缩塔(19)连接，该CO2闪蒸塔(50)的塔顶与吸收塔(4)连接。
8.根据权利要求7所述的高CO2收率的低温甲醇洗装置，其特征在于，所述吸收塔(4)的塔底与CO2闪蒸塔(50)的进液端之间依次连接有换热器A(49)和减压阀。
9.根据权利要求7所述的高CO2收率的低温甲醇洗装置，其特征在于，所述CO2闪蒸塔(50)的塔底与H2S浓缩塔(19)之间连接有泵(55)。
10.根据权利要求7所述的高CO2收率的低温甲醇洗装置，其特征在于，所述CO2闪蒸塔(50)的塔顶与吸收塔(4)之间依次连接有压缩机(52)及换热器B(53)。
CN2013102475250A 2013-06-20 2013-06-20 一种高co2收率的低温甲醇洗方法及装置 Pending CN103320176A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102475250A CN103320176A (zh) 2013-06-20 2013-06-20 一种高co2收率的低温甲醇洗方法及装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2013102475250A CN103320176A (zh) 2013-06-20 2013-06-20 一种高co2收率的低温甲醇洗方法及装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103320176A true CN103320176A (zh) 2013-09-25

Family

ID=49189224

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2013102475250A Pending CN103320176A (zh) 2013-06-20 2013-06-20 一种高co2收率的低温甲醇洗方法及装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103320176A (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103666585A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 华南理工大学 一种低温甲醇洗工艺和co2压缩工艺的耦合方法及系统
CN104437004A (zh) * 2014-11-25 2015-03-25 赛鼎工程有限公司 一种适合低温甲醇洗过程中控制硫化氢尾气浓度的方法
CN104556034A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 贵州天福化工有限责任公司 一种合成氨工艺副产co2再利用系统及处理方法
CN104629817A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 上海鑫兴化工科技有限公司 轻质油回收和萃取再生甲醇的方法及装置
CN105944506A (zh) * 2016-06-15 2016-09-21 中石化宁波工程有限公司 一种高co2回收率的节能型气体洗涤工艺
CN106147883A (zh) * 2016-07-31 2016-11-23 赛鼎工程有限公司 一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法
CN106318475A (zh) * 2015-06-15 2017-01-11 上海东化环境工程有限公司 低温甲醇洗的改进工艺
CN107297124A (zh) * 2017-06-02 2017-10-27 西北大学 一种联产co2的低温甲醇洗系统及利用其回收co2的方法
CN110624370A (zh) * 2019-10-22 2019-12-31 甘肃华亭煤电股份有限公司煤制甲醇分公司 一种低温甲醇洗过程co2回收系统及方法
CN113144831A (zh) * 2021-03-08 2021-07-23 灵谷化工集团有限公司 基于热量交换及改性甲醇进行低温甲醇双洗的设备及方法
CN113532191A (zh) * 2021-07-22 2021-10-22 华亭煤业集团有限责任公司 一种优化的低温甲醇洗系统换热网络
CN113663477A (zh) * 2021-08-06 2021-11-19 华南理工大学 一种强化低温甲醇洗吸收的节能装置及工艺
CN113731122A (zh) * 2021-08-06 2021-12-03 华南理工大学 一种增强低温甲醇洗甲烷回收的装置及工艺
CN115477963A (zh) * 2022-10-19 2022-12-16 安徽碳鑫科技有限公司 一种用于煤制甲醇合成气中酸性气体的吸收方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201439518U (zh) * 2009-06-12 2010-04-21 北京新峰泰克工程技术有限公司 低温甲醇净化粗合成气体的系统
CN102489119A (zh) * 2011-11-25 2012-06-13 神华集团有限责任公司 低温甲醇洗与co2捕集耦合方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201439518U (zh) * 2009-06-12 2010-04-21 北京新峰泰克工程技术有限公司 低温甲醇净化粗合成气体的系统
CN102489119A (zh) * 2011-11-25 2012-06-13 神华集团有限责任公司 低温甲醇洗与co2捕集耦合方法

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103666585B (zh) * 2013-12-06 2015-03-11 华南理工大学 一种低温甲醇洗工艺和co2压缩工艺的耦合方法及系统
CN103666585A (zh) * 2013-12-06 2014-03-26 华南理工大学 一种低温甲醇洗工艺和co2压缩工艺的耦合方法及系统
CN104437004A (zh) * 2014-11-25 2015-03-25 赛鼎工程有限公司 一种适合低温甲醇洗过程中控制硫化氢尾气浓度的方法
CN104437004B (zh) * 2014-11-25 2016-04-06 赛鼎工程有限公司 一种适合低温甲醇洗过程中控制硫化氢尾气浓度的方法
CN104556034A (zh) * 2014-12-31 2015-04-29 贵州天福化工有限责任公司 一种合成氨工艺副产co2再利用系统及处理方法
CN104629817A (zh) * 2015-01-30 2015-05-20 上海鑫兴化工科技有限公司 轻质油回收和萃取再生甲醇的方法及装置
CN104629817B (zh) * 2015-01-30 2017-06-06 上海尧兴投资管理有限公司 轻质油回收和萃取再生甲醇的方法及装置
CN106318475A (zh) * 2015-06-15 2017-01-11 上海东化环境工程有限公司 低温甲醇洗的改进工艺
CN105944506A (zh) * 2016-06-15 2016-09-21 中石化宁波工程有限公司 一种高co2回收率的节能型气体洗涤工艺
CN105944506B (zh) * 2016-06-15 2018-08-17 中石化宁波工程有限公司 一种高co2回收率的节能型气体洗涤工艺
CN106147883B (zh) * 2016-07-31 2018-10-19 赛鼎工程有限公司 一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法
CN106147883A (zh) * 2016-07-31 2016-11-23 赛鼎工程有限公司 一种溶液循环再生提高二氧化碳回收率与纯度的方法
CN107297124A (zh) * 2017-06-02 2017-10-27 西北大学 一种联产co2的低温甲醇洗系统及利用其回收co2的方法
CN110624370A (zh) * 2019-10-22 2019-12-31 甘肃华亭煤电股份有限公司煤制甲醇分公司 一种低温甲醇洗过程co2回收系统及方法
CN113144831A (zh) * 2021-03-08 2021-07-23 灵谷化工集团有限公司 基于热量交换及改性甲醇进行低温甲醇双洗的设备及方法
CN113532191A (zh) * 2021-07-22 2021-10-22 华亭煤业集团有限责任公司 一种优化的低温甲醇洗系统换热网络
CN113663477A (zh) * 2021-08-06 2021-11-19 华南理工大学 一种强化低温甲醇洗吸收的节能装置及工艺
CN113731122A (zh) * 2021-08-06 2021-12-03 华南理工大学 一种增强低温甲醇洗甲烷回收的装置及工艺
CN113663477B (zh) * 2021-08-06 2022-06-14 华南理工大学 一种强化低温甲醇洗吸收的节能装置及工艺
CN113731122B (zh) * 2021-08-06 2022-06-14 华南理工大学 一种增强低温甲醇洗甲烷回收的装置及工艺
CN115477963A (zh) * 2022-10-19 2022-12-16 安徽碳鑫科技有限公司 一种用于煤制甲醇合成气中酸性气体的吸收方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103320176A (zh) 一种高co2收率的低温甲醇洗方法及装置
CN102806000B (zh) 节能型一步法低温甲醇洗方法
CN102433169B (zh) 一种低温甲醇洗工艺
CN104208978B (zh) 一种气体净化的设备及方法
US20140329299A1 (en) Method and plant for separating carbon dioxide from crude gases containing methane
CN101590356A (zh) 分流式低温甲醇洗装置
CN105664671B (zh) 一种零碳排放工艺气净化方法及装置
Gao et al. Optimized process configuration for CO2 recovery from crude synthesis gas via a rectisol wash process
CN104087354B (zh) 一种利用黄磷尾气制合成天然气的工艺
CN203429144U (zh) 一种高co2收率的低温甲醇洗装置
CN103571545A (zh) 对合成粗煤气选择性脱硫的方法
CN103768895A (zh) 一种低能耗热钾碱脱除二氧化碳的方法
CN201439518U (zh) 低温甲醇净化粗合成气体的系统
CN106281476A (zh) 一种低温甲醇洗装置及一种脱除合成气中酸性气的方法
CN108977236A (zh) 一种低温甲醇洗系统以及合成气的提供方法
CN109294645A (zh) 一种利用焦炉煤气合成甲醇联产lng、富h2的装置和方法
CN105523524A (zh) 一种生产高纯硫化氢的装置及工艺方法
CN205603541U (zh) 一种工艺气净化装置
CN103695043B (zh) 利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和sng产品气的方法及其装置
CN105542876A (zh) 一种利用低温用甲醇洗装置去除变换气中杂质的方法
CN110156563A (zh) 一种实现甲醇、合成氨、醋酸、丁醇等产品联产的低温甲醇洗系统及工艺
CN103212453B (zh) 甲烷化脱硫保护剂还原方法
CN106318475A (zh) 低温甲醇洗的改进工艺
CN110917847B (zh) 一种降低硫磺回收装置so2排放装置和方法
CN108102727A (zh) 用于焦炉煤气净化回收芳烃的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20130925