CN103695043A - 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 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用低温甲醇洗装置干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气的方法及其装置，包括将SNG产品气、变换粗合成气分别与喷淋甲醇混合、冷却后，气液分离得到的气相，与低温甲醇溶液接触进行吸收分离，分别得到净化的SNG产品气和富CO₂甲醇液以及净化合成气和富液甲醇；将净化SNG产品气所得的富CO₂甲醇作为半贫液，用于净化变换粗合成气；将净化粗合成气所得的富液甲醇进行中压闪蒸、热再生和甲醇水洗操作后得到浓缩的CO₂和H₂S气体、贫液甲醇和半贫液甲醇。本发明所述装置新增了SNG产品气冷却器、SNG产品气分离罐和用于脱除SNG产品气中CO₂和H₂O的吸收塔。所述的方法和装置具有简化工艺流程、减少吸收剂使用和能耗损失、减少操作和运行的费用的优点。

Description

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

技术领域

本发明涉及一种低温甲醇洗净化产品气的方法，尤其涉及一种可同时干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气体的方法及其装置。 

背景技术

鉴于我国是个多煤少气的国家，目前，随着煤制天然气技术开发与应用的逐步成熟，煤制天然气项目也将加快建设。鉴于低温甲醇洗工艺具有适用性广泛、原料便宜易得等特点，现有的煤制天然气项目中一般利用低温甲醇洗装置来净化变换装置粗合成气，以脱除合成气中的H₂S/CO₂等酸性气组分。 

现有的技术中，进行低温甲醇洗工艺的主要流程如下：来自变换装置粗合成气进入到低温甲醇洗装置吸收塔，进行脱硫、脱碳，冷量回收后送至下游的合成工段。吸收塔中部得到的富CO₂甲醇溶液和吸收塔底部得到的富H₂S甲醇溶液冷却减压后进行中压闪蒸；闪蒸之后进入到H₂S浓缩塔中，H₂S浓缩塔塔底富H₂S甲醇进入热再生塔进行甲醇再生，一部分热再生塔底贫液甲醇换热降温后返回至吸收塔塔顶作为吸收剂。其中，再生塔塔顶气相经过水冷器冷却后，进入到分离罐进行气液分离。液相回流至热再生塔，分离罐的气相由于含有H₂S、CO₂、甲醇以及少量的NH₃，为了回收气相中的甲醇，此气相一般需要经过氨冷器冷却到-30℃左右再进行气液分离。以达到甲醇损失最小。一部分热再生塔底贫液甲醇进入到甲醇水塔，回收甲醇，而气相中的不凝性气体送至下游硫回收装置。 

煤制天然气产品气是指将煤进行气化操作从而产生合成气，再经过甲烷化处理，生产代用天然气（以下简称SNG产品气）。SNG产品气的能源转化效率较高，技术已基本成熟，是生产石油替代产品的有效途径。在制备SNG产品气的过程中，通常需要进行干燥，脱碳后才能作为最终产品送至下游天然气液化工段或送出界区。然而，目前对SNG产品气的干燥、净化处理一般单独利用MEA、 MDEA、Benfied或Sufinol等方法。整个装置的流程如附图1中所示。 

现有技术中SNG产品气的干燥、净化处理的工艺处理流程配置存在如下不足之处： 

（1）单独利用MEA、MDEA、Benfied或Sufinol等方法对SNG产品气进行干燥、净化处理，那么意味着也要对上述吸收剂进行再生，就需要增加一套额外的吸收剂再生装置，这将进一步增加投资、流程的复杂性和操作的复杂性； 

（2）由于SNG产品气中CO₂含量较少，当使用MEA、MDEA、Benfied或Sufinol等方法脱除SNG产品气中较少CO₂含量时，能耗较高，操作费用较高； 

（3）利用常规的MEA、MDEA、Benfied或Sufinol等方法对SNG产品气净化时，二氧化碳和水难以被同时脱除，而且二氧化碳的脱除精度较低，从而导致下游的分子筛吸附器体积较大，设备投资成本较高； 

（4）单独利用MEA、MDEA、Benfied或Sufinol等方法对SNG产品气进行干燥、净化处理时，为了达到较佳的使用效果，还需要引入第三种吸收剂。同时，由于吸收剂随着装置的运行也将损耗，增大了附属装置的操作与维护成本； 

（5）如果SNG产品气下游工段是LNG（液化天然气），那么还需要为SNG产品气的冷却液化提供制冷装置，极大幅度的增加了下游天然气压缩机的能耗。 

发明内容

本发明的目的是提供一种优化配置低温甲醇洗装置，使其能同时干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气体的方法及其装置。 

本发明的第一个方面提供了一种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，包括以下的步骤： 

步骤1，提供SNG产品气，将SNG产品气与贫液甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相；将分离得到的气相在SNG产品气吸收塔中进行第二次分离脱除CO₂至低于10ppm，得到净化的SNG产品气和富CO₂甲醇液； 

提供变换粗合成气，将变换粗合成气与贫液甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相，将所得的气相与所述的SNG产品气净化后得到的 富CO₂甲醇液和贫液甲醇分别通入变换粗合成气吸收塔混合，进行第二次吸收分离，得到净化合成气和富甲醇溶液； 

步骤2，将所述的SNG产品气第一次分离得到的液相以及变换粗合成气第一次分离得到的液相一起回流换热升温后回收甲醇液； 

步骤3，将得到的富液甲醇进行中压闪蒸，分离得到气相和液相，其中，气相循环再利用于中压闪蒸中； 

所述的中压闪蒸操作后得到的部分液相继续进行减压闪蒸得到液相作为半贫液作用于变换粗合成气吸收塔，另外一部分液相继续进行减压闪蒸，得到气相和液相，其中，液相包括富H₂S甲醇液，气相再利用于变换粗合成气吸收塔中； 

步骤4，对步骤3中所述的另外一部分液相继续进行减压闪蒸后所得的液相进行热再生分离，得到酸性气体以及贫液甲醇；所述的贫液甲醇分为两股，一股进行低压蒸气再生所得的贫液甲醇和浓缩后的CO₂和H₂S气体，另一股再利用于中压闪蒸中； 

步骤5，将步骤4所得到的贫液甲醇经冷却后分为两股，一股经换热冷却后回流再利用于变换粗合成气、SNG产品气的吸收分离，另一股经降温后，进行甲醇洗分离得到甲醇与废水。 

上述的方法中，所述的与SNG产品气和变换粗合成气混合的贫液甲醇的温度优选为-45-65℃，更优选为-50-60℃，更优选为-52-58℃，最优选为-55℃。 

上述的方法中，所述的变换粗合成气进行气液分离前，温度冷却至-10-20℃，更优选为-12-18℃，最优选为-16℃。 

上述的方法中，所述富液甲醇减压闪蒸中得到的气相再利用于变换粗合成气吸收塔中；得到的部分液相继续减压闪蒸，得到的液相作为半贫液再利用于变换粗合成气吸收塔中，净化变换粗合成气。 

上述的方法中，所述的步骤3中得到的中压闪蒸操作后得到的液相继续减压闪蒸后，可以进行CO₂的吸收脱除后，分离得到CO₂产品气。 

本发明的第二方面提供了一种利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气的装置，包括：SNG产品气冷却器、第一分离罐、SNG产品气吸收塔和富CO₂甲醇泵； 

其中，所述的SNG产品气冷却器连接SNG产品气和SNG产品气分离罐， 用于对SNG产品气冷却和气液分离； 

所述的SNG产品气CO₂吸收塔内设有一塔底气相进口、一塔顶气相出口、一塔底液相出口和一塔顶液相进口，SNG产品气CO₂吸收塔的塔底液相作为半贫液经过富CO₂甲醇泵连通变换粗合气吸收塔，再利用于变换粗合成气； 

所述的变换粗合成气吸收塔底部、中部液相出口连通中压闪蒸塔，中压闪蒸塔顶部设有一气相出口，气相出口与中压闪蒸塔的下部连通，用于将中压闪蒸塔内未被吸收气体再利用； 

所述的变换粗合成气吸收塔中部液相出口经循环甲醇冷却器连通中压闪蒸塔的上部。所述的中压闪蒸塔还设有一中部液相进口、一中部液相出口、一底部液相出口，一下端顶部气相出口。 

所述的中压闪蒸塔的中部液相出口连通H₂S浓缩塔的上部，在H₂S浓缩塔的上部进一步减压闪蒸，H₂S浓缩塔的上部液相作为半贫液，用于净化变换粗合成气；中压闪蒸塔底部液相出口连通H₂S浓缩塔的中部。 

所述的中压闪蒸塔的下端顶部气相出口经循环气压缩机与原料气冷却器连通，用于再利用未被吸收的气体。 

所述的H₂S浓缩塔设有一顶部气相出口、一底部液相出口、一中部液相出口、一中部第一液相进口、一中部第二液相进口； 

上述的H₂S浓缩塔的中部液相出口经富甲醇泵、贫甲醇冷却器； 

所述的H₂S浓缩塔的底部液相出口依次连接富硫甲醇泵、贫富甲醇换热器，所述的贫富甲醇换热器设有第一、第二出口，第一、第二进口，其中一个出口连通热再生塔的中部，另一个出口也连通贫甲醇冷却器； 

所述的贫甲醇冷却器设有两个出口；其中一个贫甲醇冷却器出口连通循环甲醇冷却器；所述的循环甲醇冷却器也设有第一、第二出口以及第一。第二进口，其中一个循环甲醇冷却器出口与中压闪蒸塔的上部连通，另一个出口与H₂S浓缩塔的中部连通；贫甲醇冷却器的另一个出口连接的管道分为两路，一路与变换粗合成气吸收塔的上部连通，另一路与SNG产品气CO₂吸收塔连通；用于再利用净化变换粗合成气和SNG产品气； 

所述的变换粗合成气吸收塔内还设有一个底部气相进口、一个中部液相出口、一个顶部液相进口、至少一个中间冷却器以及一个顶部气相出口； 

所述的变换粗合成气吸收塔之前还设有一原料气冷却器、第二分离罐，用于对变换粗合成气进行冷却和气液分离； 

所述的变换粗合成气吸收塔顶部气相出口连接原料气冷却器； 

所述的第一分离罐的液相出口和第二分离罐的液相出口通过管道连通在一起经回流换热器后，连通甲醇水塔； 

所述的装置中还设有至少一个阀门，用于控制管道的开闭； 

所述的热再生塔底部液相出口的贫液甲醇经贫甲醇泵，所述的贫甲醇泵设有两个出口，其中一个出口连通贫富液甲醇换热器，另一个出口连回流换热器；所述的回流换热器设有两个出口、两个进口，其中一个出口与甲醇水塔的中部连接，另一个出口与甲醇水塔的上部连接； 

所述的甲醇水塔设有一顶部气相出口、一底部液相出口；顶部气相出口与热再生塔的中部连接，用于将甲醇水塔中未液化的气体送入再生塔中再利用；底部液相出口用于送出废水； 

上述的装置中，还包括CO₂产品塔，用于解析富CO₂甲醇液中的CO₂，其中，中压闪蒸塔的中部液相出口还与CO₂产品塔连接； 

所述的CO₂产品塔设有一顶部液相进口、一顶部气相出口、一中部液相进口、一底部液相出口、一中部液相出口； 

所述的中压闪蒸塔的底部液相出口还与CO₂产品塔的中部第二液相进口连接； 

所述的CO₂产品塔的顶部气相出口经原料气冷却器送出CO₂产品气。 

所述的CO₂产品塔的底部液相出口与H₂S浓缩塔的中部第一液相进口连接，CO₂产品塔的中部液相出口与H₂S浓缩塔的中部第二液相进口； 

上述的装置中，H₂S浓缩塔的顶部气相出口经过原料气冷却器送出尾气。 

上述的装置中，热再生塔设有一顶部气相出口、一底部液相出口；其中，顶部气相出口用于送出塔内浓缩后的酸性气体，底部液相出口经贫甲醇泵、回流换热器连通甲醇水塔。 

上述的CO₂产品塔还设有CO₂产品塔下部气相出口、上部气相出口、顶部气相出口、底部液相进口、中部液相进口、顶部液相进口。 

上述的SNG产品气冷却器，可以防止SNG产品气在低温下结冰，而且还 可以干燥SNG产品气。 

本发明所述的方法中不再利用其它单独装置对SNG产品气进行干燥、净化和冷却可以与净化来自变换粗合成气共用解吸、热再生和制冷装置，从而使煤制天然气流程变的更为合理，并简化了工艺流程，减少了吸收剂的使用和带来的能耗损失，也减少了在装置运行过程当中所导致的吸收剂损失，减少了操作和运行的费用。 

本发明所述的装置主要是在常规低温甲醇洗装置上新增SNG产品气冷却器、SNG产品气分离罐和用于脱除SNG产品气中CO₂和H₂O的吸收塔，。吸收后的低温富CO₂甲醇液，返回至处理来自变换粗合成气吸收塔中部，实现低温富CO₂甲醇液的再利用。可根据实际需要在装置中再加入CO₂产品塔。 

本发明所述的方法和装置还具有以下的优点或有益效果： 

（1）设置SNG产品气冷却器。将甲醇与SNG产品气混合后进入SNG产品气冷却器，不仅可以防止SNG产品气在低温下结冰，而且还可以干燥SNG产品气； 

（2）由于SNG产品气中CO₂含量较少，利用贫液甲醇作为SNG产品气CO₂吸收塔的吸收剂，净化SNG产品气。吸收CO₂后的甲醇溶液作为处理来自变换粗合成气吸收塔半贫液，以节省能耗； 

（3）利用的是低温甲醇干燥、净化SNG产品气，为此经过净化后的SNG产品气温度将会降低至-40℃左右。当SNG产品气送至下游LNG（液化天然气）工段时，可以与净化来自变化粗合成气共用制冷系统，不需要设置单独制冷装置； 

（4）可以节省煤制天然气装置的总体投资和简化煤制天然气的总体流程。 

附图说明

图1为现有技术的装置流程示意图； 

图2为本发明实施例2的流程示意图； 

图3为本发明实施例3的流程示意图； 

附图标示含义：1-变换粗合成气进口，2-低温甲醇洗装置，3-SNG合成装置，4-SNG干燥净化装置，5-SNG净化气去LNG工段出口； 

11-SNG产品气冷却器，12-第一分离罐，13-SNG产品气CO₂吸收塔，131- SNG产品气CO₂吸收塔底部液相出口，132-SNG产品气CO₂吸收塔上部液相进口，133-SNG产品气CO₂吸收塔顶部气相出口，134-SNG产品气CO₂吸收塔顶部气相进口，14-富CO₂甲醇泵； 

21-变换粗合成气吸收塔，211-变换粗合成气吸收塔底部液相出口，212-变换粗合成气吸收塔中部液相出口，213-变换粗合成气吸收塔顶部气相出口，214-变换粗合成气吸收塔顶部液相进口，215-变换粗合成气吸收塔中部液相进口，216-变换粗合成气吸收塔底部气相进口； 

22-H₂S浓缩塔，221-H₂S浓缩塔底部液相出口，222-H₂S浓缩塔中部液相出口，223-H₂S浓缩塔顶部液相出口，224-H₂S浓缩塔顶部气相出口，225-H₂S浓缩塔中部液相第一进口，226-H₂S浓缩塔中部液相第二进口，227-H₂S浓缩塔中部液相第三进口，228-H₂S浓缩塔顶部气液两相进口，229-H₂S浓缩塔顶部液相进口； 

23-原料气冷却器，24-第二分离罐； 

121-第一分离罐液相出口，122-第一分离罐气相出口，241-第二分离罐液相出口，242-第二分离罐气相出口； 

25-循环甲醇冷却器，251-循环甲醇冷却器第一进口，252-循环甲醇冷却器第二进口，253-循环甲醇冷却器第一出口，254-循环甲醇冷却器第二出口； 

26-中压闪蒸塔，261-中压闪蒸塔底部液相出口，262-中压闪蒸塔中部液相出口，263-中压闪蒸塔中部气相出口，264-中压闪蒸塔顶部气相出口，265-中压闪蒸塔中部气液两相进口，266-中压闪蒸塔中部液相进口，267-中压闪蒸塔上部液相进口； 

27-富硫甲醇冷却器，29-半贫液泵，31-富甲醇泵，38-循环气压缩机； 

28-CO₂产品塔，281-CO₂产品塔底部液相出口，282-CO₂产品塔下部液相出口，283-CO₂产品塔上部液相出口，284-CO₂产品塔顶部气相出口，285-CO₂产品塔底部气液两相进口，286-CO₂产品塔中部液相进口，287-CO₂产品塔顶部气液两相进口； 

30-贫甲醇冷却器，301-贫甲醇冷却器第一进口，302-贫甲醇冷却器第二进口，303-贫甲醇冷却器第一出口，304-贫甲醇冷却器第二出口； 

32-热再生塔，321-热再生塔底部液相出口，322-热再生塔顶部气相出口， 323-热再生塔中部液相进口，324-热再生塔中部气相进口； 

33-贫甲醇泵，331-贫甲醇泵第一支路，332-贫甲醇泵第二支路； 

34-贫富液甲醇换热器，341-贫富液甲醇换热器第一进口，342-贫富液甲醇换热器第二进口，343-贫富液甲醇换热器第一出口，344-贫富液甲醇换热器第二出口； 

35-回流换热器，351-回流换热器第一进口，352-回流换热器第二进口，353-回流换热器第一出口，354-回流换热器第二出口； 

36-甲醇水塔，361-甲醇水塔底部液相出口，362-甲醇水塔顶部气相出口，363-甲醇水塔中部液相进口，364-甲醇水塔顶部液相进口； 

37-富硫甲醇泵，371-富硫甲醇泵第一出口，372-富硫甲醇泵第二出口；373-富硫甲醇泵第一进口； 

38-循环气压缩机； 

501-SNG产品气进口，502-喷淋甲醇进口，503-喷淋甲醇进口，601-SNG产品净化气出口，602-净化合成气出口，603-CO₂产品气出口，604-尾气出口，605-酸性气出口，606-废水出口。 

具体实施例

本发明所述的装置中新增一台SNG产品气冷却器、一台SNG产品气分离罐、一台富CO₂甲醇泵和一台用于脱除SNG产品气中CO₂的吸收塔。 

因此不利用其它单独装置对SNG产品气进行干燥、净化和冷却，可以与净化来自变换粗合成气共用一套解吸、热再生和制冷装置。从而简化了煤制天然气的工艺流程，降低了总体投资。 

设置了SNG产品气冷却器，将喷淋甲醇与SNG产品气混合后进入SNG产品气冷却器，不仅可以防止SNG产品气在低温下结冰，而且还可以干燥SNG产品气；而且不利用其它吸收剂也可以对SNG产品气进行干燥、净化。 

利用贫液甲醇作为SNG产品气CO₂吸收塔的吸收剂，净化SNG产品气，吸收CO₂后的甲醇溶液可循环利用，以节省能耗，同时减少污染物的随意排放。 

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，但不作为本发明的限定。 

实施例1

一种同时对变换粗合成气和SNG产品气的进行净化、干燥和冷却的方法，其步骤包括以下： 

步骤1，提供一SNG产品气，从SNG产品气进口501进入，将SNG产品气与从喷淋甲醇进口502进入的喷淋甲醇混合、冷却后，进行气液分离，得到气相和液相，将分离得到的气相进行吸收分离，从而得到净化的SNG产品气和富CO₂甲醇液，从SNG产品气净化气出口601收集得到的SNG产品净化气； 

提供一变换粗合成气，变换粗合成气从变换粗合成气进口1进入管路后，与从喷淋甲醇进口503进入的贫液甲醇混合、冷却后，进行气液分离，得到气相和液相，将所得的气相进行吸收分离得到净化合成气、富CO₂甲醇和富硫甲醇，从净化合成气进口602收集得到的净化合成气。 

步骤2，将上述的SNG产品气以及变换粗合成气进行分离得到的液相一起回流换热升温后回收甲醇。 

步骤3，将步骤1中得到的富CO₂甲醇和富硫甲醇进行中压闪蒸，分离得到气相和液相，其中，气相循环再利用于中压闪蒸中； 

所述的中压闪蒸操作后得到的液相继续进行H₂S浓缩减压闪蒸，得到气相和液相，其中，液相包括半贫液甲醇和富H₂S甲醇液，半贫液甲醇再利用于变换粗合成气吸收塔21中，气相经过原料气冷却器23回收冷量。 

步骤4，将富H₂S甲醇液进行热再生分离，从酸性气体出口605得到酸性气体以及贫液甲醇；具体地，将步骤3中得到的富H₂S甲醇液分为两股，一股进行低压蒸气再生所得的贫液甲醇中的CO₂和H₂S气体，另一股再利用于中压闪蒸中。 

步骤5，将步骤4中得到的贫液甲醇经冷却后分为两股，一股经过贫富液甲醇换热器34和贫液甲醇冷却器30后降温后，再利用于变换粗合成气、SNG产品气的吸收分离，另一股经过回流换热器35降温后，作为甲醇水塔36回流进入甲醇水塔顶部，第二分离罐24和第一分离罐12的液相送至甲醇水塔，回收甲醇后，从废水出口606送出废水。 

实施例2

实施例2利用如附图2所示的流程。 

来自SNG产品气进口501的SNG产品气与来自喷淋甲醇进口502的喷淋甲醇混合后，经过SNG产品气冷却器11冷却，进入第二分离罐12进行气液分离，第一分离罐12的液相与第二分离罐24的液相混合，第一分离罐12上设有第一液相出口121以及第一气相出口122。 

第一分离罐12的气相经第一气相出口122、SNG产品气CO₂吸收塔13的底部气相进口134，进入到SNG产品气CO₂吸收塔13的底部，经贫甲醇冷却器30冷却到大约-55℃的贫液甲醇进入到SNG产品气CO₂吸收塔13的顶部进行脱碳，去除CO₂。 

SNG产品气CO₂吸收塔13塔底的液相，经底部液相出口131进入富CO₂甲醇泵14加压后，作为半贫液或者贫液送至变换粗合成气吸收塔21的中部液相进口215，进入变换粗合成气吸收塔21中。将贫甲醇冷却器30后冷却至-55℃左右的贫液甲醇，送至变换粗合成气吸收塔21的顶部液相进口214，并送入变换粗合成气吸收塔21的顶部。 

来自H₂S浓缩塔22的塔顶的顶部液相出口223的减压闪蒸后的半贫液，经半贫液泵29加压后，与来自SNG产品气CO₂吸收塔13的塔底的液相混合后，与来自富CO₂甲醇泵的富甲醇溶液一起送至变换粗合成气吸收塔21的中部液相进口215，并进入变换粗合成气吸收塔21的中部。 

来自变换粗合成气进口1的变换粗合成气进入到原料气冷却器23，冷却至-16℃左右后。进入到第二分离罐24。所述的第二分离罐24设有一个液相出口241，一个气相出口242，其中液相出口241中排出的液体经回流换热器35的第一进口351后进入回流换热器35中进行升温，再由第一出口351进入回流换热器35中，与由第二进口352进入回流换热器35中的液相混合后得到的液相，由回流换热器35的第一出口353连接的甲醇水塔36的顶部液相进口364，以及由回流换热器35的第二出口354连接的甲醇水塔36的中部液相进口363，送入甲醇水塔36的中进行甲醇的回收。 

第二分离罐24气相出口242中排出的气体经变换粗合成气吸收塔21的底部气相进口216进入变换粗合成气吸收塔21的底部；在变换粗合成气吸收塔21脱硫、脱碳后的净化气经变换粗合成气吸收塔21顶部气相出口213排出变换粗合成气吸收塔21后，再经过原料气冷却器23回收冷量后送出界区。 

变换粗合成气吸收塔21还设有一个底部液相出口211，一个中部液相出口212以及一个顶部气相出口213。 

其中来自变换粗合成气吸收塔21中部液相出口212的液相，经过循环甲醇冷却器25的第一进口251进入循环甲醇冷却器25中进行冷却后，由循环甲醇冷却器25的第一出口253将冷却液体减压送至中压闪蒸罐26的上部液相进口267，并进入中压闪蒸罐26的上部。 

来自变换粗合成气吸收塔底部液相出口211的液相，经过富硫甲醇冷却器27冷却后，减压送至中压闪蒸塔26的气液两相进口265后，进入中压闪蒸塔26下部。 

中压闪蒸塔26设有一个底部液相出口261，一个中部液相出口262，一个中部气相出口263、一个顶部气相出口264、一个中部气液两相进口265以及一个中部液相进口266。 

中压闪蒸塔26顶部气相出口264的气相回流至中压闪蒸塔底部；来自富硫甲醇泵37的一股富硫甲醇经富硫甲醇泵37的第一出口371，并经过管路送至中压闪蒸塔26的中部液相进口266，吸收闪蒸出来的CO₂、H₂S。未被吸收的气体从中压闪蒸塔26下段顶部送至循环气压缩机38，加压后与变换粗合成气1混合。 

中压闪蒸罐26上段闪蒸后通过中部液相出口262液相从CO₂产品塔28顶部液相进口287进入CO₂产品塔28顶部进行减压闪蒸，闪蒸后的气相作为CO₂产品气，经过原料气冷却器23回收冷量后送出界区。闪蒸后的液相送至H₂S浓缩塔22塔顶减压闪蒸，减压闪蒸后的气相通过H₂S浓缩塔22顶部气相出口224，作为CO₂产品气送至原料气冷却器23回收冷量，由尾气出口604作为尾气送至界区，闪蒸后的液相作为半贫液甲醇通过底部液相出口223加压后送至变换粗合成气吸收塔21中部。 

中压闪蒸罐26下段闪蒸后得到的液相通过底部液相出口261并进行减压后分别送至CO₂产品塔28中部液相进口286和H₂S浓缩塔22中部液相第三进口227。 

来自CO₂产品塔28顶部的气相，经CO₂产品塔28的顶部气相出口284进入原料气冷却器23中进行冷量回收。所述的H₂S浓缩塔还设有底部液相出口 221、中部液相出口222、中部液相第一进口225、中部液相第二进口226、中部液相第三进口227、顶部气液两相进口228。 

来自CO₂产品塔28的下部液相出口282的液相经H₂S浓缩塔22中部液相第二进口226进入H₂S浓缩塔22的中部； 

来自CO₂产品塔28中部的液相出口283的液相减压后送至H₂S浓缩塔22顶部气液两相进口228，CO₂产品塔28底部液相出口281的液相减压后送至H₂S浓缩塔22中部的液相第一进口225； 

来自H₂S浓缩塔22上液相通过上部液相出口222连通富甲醇泵31加压后经过贫甲醇冷却器30的第二进口302进入贫甲醇冷却器30中，与由贫甲醇冷却器30的第一进口301进入贫甲醇冷却器30中的液体冷却混合后经第二出口304连接循环甲醇冷却器25的第二进口252进入循环甲醇冷却器25中进行回收冷量，循环甲醇冷却器25的第二出口254连接CO₂产品塔28的底部液相进口285，液体经CO₂产品塔28的底部液相进口285进入CO₂产品塔28的底部。H₂S浓缩塔22底部的液相经过底部液相出口221、富硫甲醇泵37第一进口373，进入富硫甲醇泵37中；所述的管路经富硫甲醇泵37设有两个出口，液体经过加压后分成两股，一股经富硫甲醇泵第一出口371，通过管路经贫富液甲醇换热器34第二进口342进入贫富液甲醇换热器34中，与由贫富液甲醇换热器34第一进口341进入贫富液甲醇换热器34中的液体混合进行回收冷量后，分为两股： 

其中一股由第一出口343出贫富液甲醇换热器34，经贫甲醇冷却器30、变换粗合成气吸收塔21中部液相进口215，进入变换粗合成气吸收塔31的中部。 

另一股由第二出口344连接热再生塔32的中部液相进口323，送至热再生塔32中，与经甲醇水塔36的顶部气相出口362、热再生塔32的中部气相进口324进入热再生塔32的气相一起，通过塔底蒸汽分离甲醇中的H₂S和CO₂，从热再生塔32顶部气相出口322、酸性气体排出口605排出的气体，送至下游硫回收装置。 

热再生塔32还设有底部液相出口321、顶部气相出口322、中部液相进口323和中部气相进口324。 

热再生塔32塔底贫甲醇，经过底部液相出口321连通贫甲醇泵33，所述的贫甲醇泵33设有两个出口，液体经过贫甲醇泵33加压后分成两股： 

其中一股作为循环贫甲醇，经贫甲醇泵第一支路331，进入贫富液甲醇换热器34的第一进口341后，由与贫富液甲醇换热器34第一出口343连接的贫甲醇冷却器30的第一进口301进入贫甲醇冷却器30中； 

另外一股作为回流甲醇，经贫甲醇泵第二支路332经回流换热器35的第二进口352进入甲醇水塔36中进行换热后，液体由回流换热器35的第二出口354经甲醇水塔36的顶部液相进口364，进入甲醇水塔36中，液相作为回流液送至甲醇水塔36顶部。 

所述的贫甲醇冷却器30，还包括第一出口303，上述的其中一股液体经过贫甲醇冷却器30的第一出口303出贫甲醇冷却器30进行冷却后分成两股，一股送至变换粗合成气吸收塔21顶部液相进口214，进入变换粗合成气吸收塔21顶部，另一个股经贫甲醇冷却器30第一出口303送至SNG产品气CO₂吸收塔13顶部液相进口134，进入SNG产品气CO₂吸收塔13顶部。 

所述的甲醇水塔36设有一个液相出口361、一个气相出口362、一个中部液相进口363、一个顶部液相进口364，甲醇水塔36塔顶气相出口362出来的气相经热再生塔33的中部气相进口324，送入热再生塔33的中部，经甲醇水塔36的液相出口361、废水出口606后输出废水，并送出界区。 

实施例3

实施例3利用如附图3所示的流程。 

来自SNG产品气进口501的SNG产品气与来自喷淋甲醇进口502的喷淋甲醇混合后，经过SNG产品气冷却器11冷却，进入第一分离罐12进行气液分离，第一分离罐12的液相与第二分离罐24的液相混合。第一分离罐12的气相经第一分离罐气相出口122、SNG产品气CO₂吸收塔13的底部气相进口134后，进入到SNG产品气CO₂吸收塔13塔底，经贫液冷却器30冷却到大约-55℃的贫液甲醇进入到SNG产品气CO₂吸收塔13的塔顶进行脱碳。 

所述的SNG产品气CO₂吸收塔13设有一个底部液相出口131、一个顶部液相进口132，一个顶部气相出口133。其中，SNG产品气CO₂吸收塔13底部液相出口131的液相经过富CO₂甲醇泵14加压后，作为半贫液或者贫液送至变换粗合成气吸收塔21中部液相进口215后，送至变换粗合成气吸收塔21的中部液相进口215，并进入变换粗合成气吸收塔21的中部。 

经贫甲醇冷却器30冷却至-55℃左右的贫液甲醇，送至变换粗合成气吸收塔21顶部液相进口214。 

来自变换粗合成气进口1的变换粗合成气进入到原料气冷却器23，冷却至-16℃左右后。进入到第二分离罐24。所述的第二分离罐24设有一个液相出口241，一个气相出口242，其中液相出口241中排出的液体经回流换热器35的第一进口351后进入回流换热器35中进行升温，再由第一出口351进入回流换热器35中，与由第二进口352进入回流换热器35中的液相混合后得到的液相，由回流换热器35的第一出口353连接的甲醇水塔36的顶部液相进口364，以及由回流换热器35的第二出口354连接的甲醇水塔36的中部液相进口363，送入甲醇水塔36的中进行甲醇的回收。 

第二分离罐24气相通过第二分离罐24气相出口242、经变换粗合成气吸收塔21的底部气相进口216进入变换粗合成气吸收塔21的底部，在变换粗合成气吸收塔21脱硫、脱碳后的净化气由顶部气相出口213排出变换粗合成气吸收塔21并经过原料气冷却器23回收冷量后送出界区。 

来自变换粗合成气吸收塔21的中部液相出口212的液相，经过循环甲醇冷却器25的第一进口251进入循环甲醇冷却器25中进行冷却后，由循环甲醇冷却器25的第一出口253将冷却液体减压送至中压闪蒸塔26的上部液相进口267，并进入中压闪蒸罐26的上部。来自变换粗合成气吸收塔底部液相出口211的液相，经过富硫甲醇冷却器27冷却后，减压送至中压闪蒸塔26的气液两相进口265后，进入中压闪蒸塔26下部。 

所述的中压闪蒸塔26设有一个底部液相出口261，一个中部液相出口262以及一个中部气相出口263，一个顶部气相出口264及一个中部液相进口265。其中，中压闪蒸塔26塔顶顶部气相出口264的气相进入到中压闪蒸塔26底部，来自富硫甲醇泵37的一股富硫甲醇，经富硫甲醇泵37的第一液相出口通过管路送至中压闪蒸塔中部液相进口266，吸收闪蒸出来的CO₂、H₂S。未被吸收的气体从中压闪蒸塔26的中部气相出口263送至循环气压缩机38，加压后与变换粗合成气混合。 

中部闪蒸塔26中部得到的液体，经中部液相出口262、H₂S浓缩塔22的顶部液相进口229，进入H₂S浓缩塔22塔顶进行减压闪蒸，减压闪蒸后的气相 通过H₂S浓缩塔22顶部气相出口224，送至原料气冷却器23回收冷量作为尾气送至界区，闪蒸后的液相作为半贫液甲醇通过底部液相出口223，经过半贫液泵29加压后，与来自SNG产品气CO₂吸收塔13的塔底的液相混合后，一起送至变换粗合成气吸收塔21中部液相进口215，并送至变换粗合成气吸收塔21的中部液相进口215，进入变换粗合成气吸收塔21进行吸收分离。 

中压闪蒸塔26下段闪蒸后得到的液相，经底部液相出口261并经过减压后经H₂S浓缩塔22的中部液相第三进口227进入H₂S浓缩塔22的中部。 

所述的H₂S浓缩塔22还设有一个底部液相出口221、一个中部液相出口222、一个顶部液相出口223、一个中部液相第一进口225。 

来自H₂S浓缩塔22中部的液相，经过中部液相出口222后，进入富甲醇泵31加压后经过贫甲醇冷却器30的第二进口302进入贫甲醇冷却器30中，与由贫甲醇冷却器30的第一进口301进入贫甲醇冷却器30中的液体冷却混合后经第二出口304连接循环甲醇冷却器25的第二进口252进入循环甲醇冷却器25中进行回收冷量后，循环甲醇冷却器25的第二出口254连接送至H₂S浓缩塔22中部液相第一进口225，液体经H₂S浓缩塔22的中部液相第一进口225进入H₂S浓缩塔22的底部。 

来自H₂S浓缩塔22底部液相，经过底部液相出口221经富硫甲醇泵37第一进口373，进入富硫甲醇泵37中，所述的富硫甲醇泵37设有两个出口，液体经过加压后分成两股。其中一股经富硫甲醇泵第一出口371，通过管路进入到中压闪蒸塔26中部，吸收中压闪蒸塔26底部上来的CO₂、H₂S等气体；另外一股经富硫甲醇泵第二出口372，通过管路进入经贫富液甲醇换热器34的第二进口342，进入贫富液甲醇换热器34中进行冷量回收后，送至热再生塔32中，通过塔底蒸汽分离甲醇中的H₂S和CO₂，将经热再生塔32顶部气相出口322、酸性气出口605排出的酸性气体送至下游硫回收装置。 

热再生塔32塔底贫甲醇经过贫甲醇泵33，液体经贫甲醇泵33加压后分成两股： 

其中，由贫甲醇泵33分出一股的液相作为循环贫甲醇，经贫甲醇泵33第一支路331经过贫富液甲醇换热器34第一进口341进入贫富液甲醇换热器34中； 

进行换热的液体在贫富液甲醇换热器34中被分为两股： 

一股由贫富液甲醇换热器34的第一出口343，经贫甲醇冷却器30的第一进口301后，进入贫甲醇冷却器30中进行冷却； 

另一股由贫富液甲醇换热器34的第一出口344，经热再生塔32中部液相进口，连接进入热再生塔32的中部液相进口323，送至热再生塔32中，与经甲醇水塔36的顶部气相出口362、热再生塔32的中部气相进口324进入热再生塔32的气相一起，通过塔底蒸汽分离甲醇中的H₂S和CO₂，从热再生塔32顶部气相出口322、酸性气体排出口605排出的气体，送至下游硫回收装置； 

由贫甲醇泵33分出另一股的液相作为回流甲醇，经贫甲醇泵33第二支路332经过回流换热器35的第二进口352进入回流换热器35中进行换热，液体经回流换热器35的第二出口354、甲醇水塔36的顶部液相进口364后，作为回流液送至甲醇水塔36的顶部。 

所述的贫甲醇冷却器30，还包括第一出口303，上述的其中一股液体经过贫甲醇冷却器30的第一出口303出贫甲醇冷却器30进行冷却后分成两股，一股经送至变换粗合成气吸收塔21顶部液相进口214，进入变换粗合成气吸收塔21顶部，另一个股经贫甲醇冷却器30第一出口303送至SNG产品气CO₂吸收塔13顶部液相进口134，进入SNG产品气CO₂吸收塔13顶部。 

所述的甲醇水塔36设有一个液相出口361、一个气相出口362、一个中部液相进口363、一个顶部液相进口364，甲醇水塔36塔顶气相出口362出来的气相经热再生塔33的中部气相进口，324送入热再生塔33的中部，经过甲醇水塔回收甲醇后，经甲醇水塔36的液相出口361、废水出口606后输出废水，并送出界区。 

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。 

Claims (9)

1.一种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，其特征在于，包括以下的步骤：

步骤1，提供SNG产品气，将SNG产品气与贫液甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相；将分离得到的气相在SNG产品气吸收塔中进行第二次分离脱除CO₂至低于10ppm，得到净化的SNG产品气和富CO₂甲醇液；

提供变换粗合成气，将变换粗合成气与喷淋甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相，将所得的气相与所述的净化SNG产品气后得到的富CO₂甲醇液和贫液甲醇分别通入变换粗合成气吸收塔，进行第二次吸收分离，得到净化合成气和富甲醇溶液；

步骤2，将所述的SNG产品气第一次分离得到的液相以及变换粗合成气第一次分离得到的液相一起回流换热升温后回收甲醇液；

步骤3，将得到的富液甲醇进行中压闪蒸，分离得到气相和液相。部分液相作为半贫液作用于变换粗合成气吸收塔；

其中，所述的另外一部分液相继续进行减压闪蒸，得到气相和液相；

步骤4，对步骤3中所述的另外一部分液相继续进行减压闪蒸后所得的液相进行热再生分离，得到酸性气体以及贫液甲醇；所述的贫液甲醇分为两股，一股进行低压蒸气再生所得的贫液甲醇和浓缩后的CO₂和H₂S气体，另一股再利用于中压闪蒸中；

步骤5，将步骤4所得到的贫液甲醇冷却后分为两股，一股经换热冷却后回流再利用于变换粗合成气、SNG产品气的吸收分离，另一个股经降温后，进行甲醇洗分离得到甲醇与废水。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中与SNG产品气和变换粗合成气混合的贫液甲醇的温度为-45-65℃，所述的步骤1中变换粗合成气进行气液分离前，温度冷却至-10-20℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤3中，所述的中压闪蒸得到的气相循环再利用于中压闪蒸中。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤3中，所述富液甲醇减压闪蒸中得到的气相再利用于变换粗合成气吸收塔中；得到的部分液相继续减压闪蒸，得到的液相作为半贫液再利用于变换粗合成气吸收塔中，净化变换粗合成气。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述的步骤3中得到的中压闪蒸操作后得到的液相继续减压闪蒸后，可以进行CO₂的吸收脱除后，分离得到CO₂产品气。

6.一种应用如权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括：SNG产品气冷却器、SNG产品分离罐、SNG产品气吸收塔和富CO₂甲醇泵；

其中，所述的SNG产品气冷却器连接SNG产品气和SNG产品气分离罐，用于对SNG产品气冷却和气液分离；

所述的SNG产品气CO₂吸收塔内设有一塔底气相进口、一塔顶气相出口、一塔底液相出口和一塔顶液相进口，SNG产品气CO₂吸收塔的塔底液相经过富CO₂甲醇泵连通变换粗合气吸收塔，再利用于变换粗合成气吸收塔中净化变换粗合成气；

所述的变换粗合成气吸收塔底部液相出口连通中压闪蒸塔，中压闪蒸塔顶部设有一气相出口，气相出口与中压闪蒸塔的下部连通，用于将中压闪蒸塔内未被吸收的气体再利用；

所述的变换粗合成气吸收塔中部液相出口经循环甲醇冷却器连通中压闪蒸塔的上部；所述的中压闪蒸塔还设有一中部液相出口、一底部液相出口，一下端顶部气相出口；

所述的中压闪蒸塔的中部液相出口连通H₂S浓缩塔的上部，底部液相出口连通H₂S浓缩塔的中部；

所述的中压闪蒸塔的下端顶部气相出口经循环气压缩机与原料气冷却器连通；

所述的H₂S浓缩塔设有一顶部气相出口、一底部液相出口、一中部液相出口、一中部第一液相进口、一中部第二液相进口；所述的H₂S浓缩塔的中部液相出口经富甲醇泵、贫甲醇冷却器；所述的H₂S浓缩塔的底部液相出口依次连接富硫甲醇泵、贫富液甲醇换热器，所述的贫富液甲醇换热器设有第一、第二出口，第一、第二进口，其中一个出口连通热再生塔的中部，另一个出口也连通贫甲醇冷却器；

所述的贫甲醇冷却器设有两个出口，其中一个贫甲醇冷却器出口连通循环甲醇冷却器，所述的循环甲醇冷却器设有第一、第二出口以及第一、第二进口，其中一个循环甲醇冷却器出口与中压闪蒸塔的上部连通，另一个出口与H₂S浓缩塔的中部连通；贫甲醇冷却器的另一个出口连接的管道分为两路，一路与变换粗合成气吸收塔的上部连通，另一路与SNG产品气CO₂吸收塔连通；用于再利用净化变换粗合成气和SNG产品气；

所述的热再生塔液相出口连接贫甲醇泵，所述的贫甲醇泵设有两个出口，其中一个出口连通贫富液甲醇换热器，另一个出口连回流换热器；所述的回流换热器设有两个出口、两个进口，其中一个出口与甲醇水塔的中部连接，另一个出口与甲醇水塔的上部连接；

所述的甲醇水塔还设有一顶部气相出口、一底部液相出口；顶部气相出口与热再生塔的中部连接，用于将甲醇水塔中未液化的气体送入再生塔中再利用；底部液相出口用于送出废水。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括CO₂产品塔，所述的CO₂产品塔设有一顶部气相出口、一底部液相出口、一中部液相出口；

所述的中压闪蒸塔的底部液相出口还与CO₂产品塔的中部液相进口连接；

所述的CO₂产品塔的顶部气相出口经原料气冷却器送出CO₂产品气。

所述的CO₂产品塔的底部液相出口与H₂S浓缩塔的中部第一液相进口连通，CO₂产品塔的中部液相出口与H₂S浓缩塔的中部第二液相进口连通。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的H₂S浓缩塔的顶部气相出口经原料气冷却器送出尾气。

9.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的热再生塔中还设有一顶部气相出口、一底部液相出口；其中，所述的顶部气相出口用于送出塔内浓缩后的酸性气体，所述的底部液相出口的液相经贫甲醇泵、回流换热器连通甲醇水塔。

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