CN104083987B - 一种利用合成氨净化装置中的nhd溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法及设备 - Google Patents

一种利用合成氨净化装置中的nhd溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种利用合成氨净化装置中的NHD溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法及设备，包括将德士古气化炉出来的高温工艺气冷却与气水分离后，通入小脱硫塔中用合成氨脱硫工艺中的NHD溶液逆流吸收硫化氢；再将脱去硫化氢后的工艺气经降温后进入小脱碳塔用合成氨脱碳工艺中的NHD溶液逆流吸收二氧化碳，得到精细化工用含一氧化碳和氢气的原料气。本发明利用合成氨净化装置通过NHD溶液在不同的环境条件下对德士古气炉工艺气进行脱硫脱碳，从而达到精细化工使用的要求，并节约能源便于操作。

Description

一种利用合成氨净化装置中的NHD溶液对工艺气进行脱硫碳 处理的方法及设备
技术领域
本发明涉及工艺气处理技术领域，具体涉及一种利用合成氨净化装置中的NHD溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法及设备。
背景技术
德士古气化炉是一种以水煤气为进料的加压气流床气化工艺，工艺气中主要含有一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气和少量的硫化物。其具有碳转化率高、煤气质量好、三废处理简单等优点，且德士古气化炉产生的工艺气中CO和H2含量较高，此工艺气中的CO和H2可作为制备合成氨或甲醇等精细化工的原料气。所以目前国内大化肥装站置、联合循环发电等精细化工较多采用德士古气化炉的工艺气。
一般化工企业大多有合成氨设备，合成氨生产中需要将原料气先经脱硫、二氯化碳脱除后，得到氮、氢混合气在高温高压和催化剂存在下而直接合成氨。由于NHD 溶剂（聚乙二醇二甲醚）是一种物理吸收剂，它对气体中硫化物和二氧化碳等酸性气体具有较大的溶解吸收能力，尤其是对合成气中的硫化氢有良好的选择吸收性。适合于以煤（油）为原料，酸气分压较高的合成气等的气体净化，但其在脱硫时需吸收热量，使温度在0～-5℃；而在脱碳时需消耗少量冷量。所以目前合成氨工艺中对原料气的处理主要是采用NHD脱硫和脱碳的净化工序和设备对其进行前期处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用合成氨净化装置中的NHD溶液对德士古气化炉工艺气进行脱硫碳处理的方法及设备，充分利用合成氨净化脱硫脱碳工艺装置中的NHD溶液对德士古气化炉工艺气进行脱硫脱碳处理，以达到精细化工用气的要求，并能达到节能降耗，节省资源的目的。
一种利用合成氨净化装置中的NHD溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法，包括如下步骤：
（1）将德士古气化炉出来的高温工艺气，经过冷却与气水分离后，使工艺气温度降到30～35℃；
（2）将经（1）处理后的工艺气从小脱硫塔的底部进入，再将合成氨脱硫工艺中的NHD溶液从小脱硫塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的硫化氢；
（3）经（2）脱去硫化氢后的工艺气经降温后进入小脱碳塔，再将合成氨脱碳工艺中的NHD溶液从小脱碳塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的二氧化碳，得到精细化工用含一氧化碳和氢气的原料气。
进一步，所述步骤（1）中高温工艺气的冷却与气水分离处理是指经过至少两次水冷却和至少两次气水分离的循环处理。
所述步骤（3）中经（2）脱去硫化氢后的工艺气降温是将脱去硫化氢后的工艺气与脱去二氧化碳后的工艺气进行换热降温。
所述步骤（3）中经（2）脱去硫化氢后的工艺气降温到-3～-5℃。
所述步骤（2）中吸收硫化氢的NHD溶液到净化脱硫再生装置中进行解析再生循环使用；所述步骤（3）中吸收二氧化碳的NHD溶液进入合成氨净化脱碳装置中进行解析再生循环使用。
本发明的另一个目的是提供一种实现上述利用合成氨净化装置中的NHD溶液对德士古气化炉工艺气进行脱硫碳处理的设备，包括合成氨净化工艺中的净化脱硫塔、净化脱碳塔、净化再生塔与净化汽提塔，所述净化脱硫塔的出口端通过管道与小脱硫塔的塔顶连通；所述小脱硫塔的底端进气端与第二气水分离器的顶端出气端连接；所述第二气水分离器的入口端依次与第二水冷器、第一气水分离器、第一水冷器连接，所述第一水冷器的入口端与德士古气化炉的出气端连接；所述净化脱碳塔的出口端通过管道与小脱碳塔的塔顶连通，所述小脱碳塔的底端进气端与换热器的出气端连接；所述小脱硫塔与小脱碳塔的顶端出气端均与所述换热器连接。
进一步，所述小脱硫塔的底端出液口与净化再生塔连接；所述小脱碳塔的底端出液口与净化汽提塔连接。
本发明将从德士古气化炉气化过来的高温工艺气（217℃左右），经过第一水冷器冷却后经过第一水分离器分离，使工艺气温度达到70℃左右。再经过第二水冷器冷却与第二水分离器进行分离后，工艺气温度达到32℃左右，从而达到其脱硫的适宜温度。将该适宜温度的工艺气通入小脱硫塔，用来自合成氨净化脱硫装置的NHD溶液进行喷淋吸收硫化氢；然后再通入小脱碳塔中用来自合成氨净化脱碳设备的NHD溶液吸收CO2，从而使处理后的工艺气中只含有一氧化碳和氢气，送入后续精细化工所用。
所以本发明充分利用了原有合成氨工艺中净化工艺中脱硫和脱碳工序已有的设备资源对德士古气化炉工艺气进行脱硫脱碳处理，使本工艺流程便于操作控制，并同时节约了能源与资源，达到了一定的生产效益。
本发明通过HND溶液在不同的适宜温度和环境下对德士古气化炉工艺气中的硫化氢和二氧化碳进行吸收，达到对德士古气炉工艺气的提浓与净化，使处理后的工艺气符合精细化工的要求。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明。
图1为本发明的处理设备结构示意图。
图中 1-第一水冷器，2-第二水冷器，3-第一气水离器，4-第二气水离器，5-小脱硫塔，6-换热器，7-小脱碳塔，8-净化脱硫塔，9-净化脱碳塔，10-净化再生塔，11-净化汽提塔，12-德士古气化炉。
具体实施方式
实施例一：
一种利用合成氨净化装置中的NHD溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法，包括如下步骤：
（1）将德士古气化炉出来的高温工艺气，经过两次冷却与气水分离循环后，使工艺气温度降到30℃；
（2）将经（1）处理后的工艺气从小脱硫塔的底部进入，再将合成氨脱硫工艺中的NHD溶液从小脱硫塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的硫化氢；吸收硫化氢的NHD溶液到净化脱硫再生装置中进行解析再生循环使用；
（3）经（2）脱去硫化氢后的工艺气与脱去二氧化碳后的工艺气进行换热降温到-3℃，然后通入小脱碳塔，再将合成氨脱碳工艺中的NHD溶液从小脱碳塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的二氧化碳，得到精细化工用含一氧化碳和氢气的原料气；吸收二氧化碳的NHD溶液进入合成氨净化脱碳装置中进行解析再生循环使用。
实施例二：
一种利用合成氨净化装置中的NHD溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法，包括如下步骤：
（1）将德士古气化炉出来的高温工艺气，经过四次冷却与气水分离循环后，使工艺气温度降到35℃；
（2）将经（1）处理后的工艺气从小脱硫塔的底部进入，再将合成氨脱硫工艺中的NHD溶液从小脱硫塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的硫化氢；吸收硫化氢的NHD溶液到净化脱硫再生装置中进行解析再生循环使用；
（3）经（2）脱去硫化氢后的工艺气与脱去二氧化碳后的工艺气进行换热降温到-5℃，然后通入小脱碳塔，再将合成氨脱碳工艺中的NHD溶液从小脱碳塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的二氧化碳，得到精细化工用含一氧化碳和氢气的原料气；吸收二氧化碳的NHD溶液进入合成氨净化脱碳装置中进行解析再生循环使用。
实施例三：
一种利用合成氨净化装置中的NHD溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法，包括如下步骤：
（1）将德士古气化炉出来的高温工艺气，经过三次冷却与气水分离循环后，使工艺气温度降到32℃；
（2）将经（1）处理后的工艺气从小脱硫塔的底部进入，再将合成氨脱硫工艺中的NHD溶液从小脱硫塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的硫化氢；吸收硫化氢的NHD溶液到净化脱硫再生装置中进行解析再生循环使用；
（3）经（2）脱去硫化氢后的工艺气与脱去二氧化碳后的工艺气进行换热降温到-4℃，然后通入小脱碳塔，再将合成氨脱碳工艺中的NHD溶液从小脱碳塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的二氧化碳，得到精细化工用含一氧化碳和氢气的原料气；吸收二氧化碳的NHD溶液进入合成氨净化脱碳装置中进行解析再生循环使用。
实施例四：
如图1所示，一种实现上述工艺气脱硫碳处理的设备，包括合成氨净化工艺中的净化脱硫塔8、净化脱碳塔9、净化再生塔10与净化汽提塔11，所述净化脱硫塔8的出口端通过管道与小脱硫塔5的塔顶连通；所述小脱硫塔5的底端进气端与第二气水分离器4的顶端出气端连接；所述第二气水分离器4的入口端依次与第二水冷器2、第一气水分离器3、第一水冷器1连接，所述第一水冷器1的入口端与德士古气化炉12的出气端连接；所述净化脱碳塔9的出口端通过管道与小脱碳塔7的塔顶连通，所述小脱碳塔7的底端进气端与换热器6的出气端连接；所述小脱硫塔5与小脱碳塔7的顶端出气端均与所述换热器6连接。所述小脱硫塔5的底端出液口与净化再生塔10连接对NHD溶液进行解析再生循环使用；所述小脱碳塔7的底端出液口与净化汽提塔11连接，对NHD溶液进行解析再生循环使用。
以上实施例并非仅限于本发明的保护范围，所有基于本发明的基本思想而进行修改或变动的都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种利用合成氨净化装置中的NHD溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将德士古气化炉出来的高温工艺气，经过冷却与气水分离后，使工艺气温度降到30～35℃；
（2）将经步骤（1）处理后的工艺气从小脱硫塔的底部进入，再将合成氨脱硫工艺中的NHD溶液从小脱硫塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的硫化氢；
（3）经步骤（2）脱去硫化氢后的工艺气经降温后进入小脱碳塔，再将合成氨脱碳工艺中的NHD溶液从小脱碳塔的顶部喷淋，使NHD溶液逆流吸收工艺气中的二氧化碳，得到精细化工用含一氧化碳和氢气的原料气。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（1）中高温工艺气的冷却与气水分离处理是指经过至少两次水冷却和至少两次气水分离的循环处理。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）中经步骤（2）脱去硫化氢后的工艺气降温是将脱去硫化氢后的工艺气与脱去二氧化碳后的工艺气进行换热降温。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（3）中经步骤（2）脱去硫化氢后的工艺气降温到-3～-5℃。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤（2）中吸收硫化氢的NHD溶液到净化脱硫再生装置中进行解析再生循环使用；所述步骤（3）中吸收二氧化碳的NHD溶液进入合成氨净化脱碳装置中进行解析再生循环使用。
6.一种实现如权利要求1-5任一项所述的利用合成氨净化装置中的NHD溶液对工艺气进行脱硫碳处理的方法的设备，包括合成氨净化工艺中的净化脱硫塔、净化脱碳塔、净化再生塔与净化汽提塔，其特征在于：所述净化脱硫塔的出口端通过管道与小脱硫塔的塔顶连通；所述小脱硫塔的底端进气端与第二气水分离器的顶端出气端连接；所述第二气水分离器的入口端依次与第二水冷器、第一气水分离器、第一水冷器连接，所述第一水冷器的入口端与德士古气化炉的出气端连接；所述净化脱碳塔的出口端通过管道与小脱碳塔的塔顶连通，所述小脱碳塔的底端进气端与换热器的出气端连接；所述小脱硫塔与小脱碳塔的顶端出气端均与所述换热器连接。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于：所述小脱硫塔的底端出液口与净化再生塔连接；所述小脱碳塔的底端出液口与净化汽提塔连接。
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