CN104946316A - 气体净化装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种气体净化装置及其操作方法。该气体净化装置包括依次连接设置的煤气化装置、一氧化碳变换装置、循环水冷器、洗氨塔和低温甲醇洗装置，该气体净化装置还包括连通管道，连通管道的第一端口连接于煤气化装置和一氧化碳变换装置之间的管道上，连通管道的第二端口连接于一氧化碳变换装置和循环水冷器之间的管道上，且连通管道上设置有连通阀。本发明通过在一氧化碳变换装置开车前，将一氧化碳变换装置前的工艺气送至低温甲醇洗装置，在开车过程中使低温甲醇洗装置提前接受工艺气，使循环甲醇提前吸收酸性气(二氧化碳和硫化氢)，从而提前将循环甲醇降至更低温度，大大缩短了低温甲醇洗装置的开车时间。

Description

气体净化装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及气体净化领域，具体而言，涉及一种气体净化装置及其操作方法。

背景技术

低温甲醇洗净化技术是20世纪50年代初由林德公司和鲁奇公司联合开发的适用于处理含高浓度酸性气体的净化工艺，低温甲醇洗工艺在水煤气净化中较其他工艺具有气体选择性好、净化度高等优点，是现代大型气体净化(脱硫、脱碳)的首选。低温甲醇洗工艺的原理为：根据低温状况下的甲醇具有对硫化氢和二氧化碳等酸性气溶解吸收性大，而对合成气有效气(一氧化碳和和氢气)溶解吸收性小的这种选择性，来脱除工艺气中硫化氢和二氧化碳等酸性气，从而达到净化工艺气的目的，为下游提供合格的合成气，上述过程为物理吸收过程，吸收过的甲醇再经过减压、氮气气提、加热再生分别释放硫化氢和二氧化碳气体，并将甲醇再生为贫甲醇，甲醇循环利用，在此过程中低温甲醇洗冷量主要由循环水、冷冻系统制冷和循环甲醇在高压区吸收酸性气后在低压系统减压闪蒸产生的冷量来为低温甲醇洗提冷量。

低温甲醇洗正常操作时循环甲醇的温度一般为-50℃左右，在开车过程未接受工艺气之前，仅仅依靠冷冻系统为低温甲醇洗提供冷量，温度一般最低只能降至-30℃，要降至正常操作温度(-50℃以下)，必须在接受工艺气后依靠循环甲醇吸收酸性气(二氧化碳和硫化氢)，再在低压区将吸收的酸性气(二氧化碳)减压闪蒸制冷，为循环甲醇进一步提供更低温度的冷量。在低温甲醇洗开车过程中，从接气及接气后调节净化气总硫指标至合格会消耗相当长的时间。

以某年产180万吨煤制甲醇厂为例，如图1所示，常规的开车步骤为：在气化装置(气化炉)提负荷升压稳定操作后将工艺气在一氧化碳变换装置前放空暖管(在放空阀1处暖管放空时间约2小时)，之后进行一氧化碳变换装置低压暖管、高压暖管、变换炉进气、调节工艺气成分等操作(在放空阀2处暖管放空调整工况约5小时)，一氧化碳变换装置运行稳定后经循环水冷器、洗氨塔进入低温甲醇洗装置，并进行低温甲醇洗装置的接气，接气后调节净化气总硫及二氧化碳指标至合格，然后送往下游装置(在放空阀3处放空时间约6小时)。因此缩短低温甲醇洗接气及接气后调节净化气总硫指标至合格的时间对降低甲醇的生产成本具有重要意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种气体净化装置及其操作方法，以缩短气体净化装置中低温甲醇洗装置的开车时间，并降低生产成本。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种气体净化装置，包括依次连接设置的煤气化装置、一氧化碳变换装置、循环水冷器、洗氨塔和低温甲醇洗装置，该气体净化装置还包括连通管道，连通管道的第一端口连接于煤气化装置和一氧化碳变换装置之间的管道上，连通管道的第二端口连接于一氧化碳变换装置和循环水冷器之间的管道上，且连通管道上设置有连通阀。

进一步地，气体净化装置还包括：第一界区阀，连接于连通管道的第一端口与一氧化碳变换装置之间的管道上；第一放空管道，连接于连通管道上且位于连通管道的第一端口和连通阀之间，且第一放空管道上设置有第一放空阀。

进一步地，气体净化装置还包括：第二界区阀，连接于一氧化碳变换装置和连通管道的第二端口之间的管道上；第二放空管道，连接于一氧化碳变换装置和第二界区阀和之间的管道上，且第二放空管道上设置有第二放空阀。

进一步地，气体净化装置还包括第三界区阀，第三界区阀设置于洗氨塔和低温甲醇洗装置之间的管道上。

进一步地，气体净化装置还包括：下游装置，与低温甲醇洗装置连接；第四界区阀，设置于低温甲醇洗装置和下游装置之间的管道上；第三放空管道，连接于低温甲醇洗装置和第四界区阀之间的管道上，且第三放空管道上设置有第三放空阀。

根据本发明的另一方面，提供了一种上述气体净化装置的操作方法，该操作方法包括以下步骤：在气体净化装置中的一氧化碳变换装置开车前，将气体净化装置中的煤气化装置产生的工艺气依次通过气体净化装置中的连通管道、循环水冷器、洗氨塔后送至低温甲醇洗装置；当一氧化碳变换装置开车正常后，将煤气化装置产生的工艺气全部切换至经一氧化碳变换装置、循环水冷器、洗氨塔后送至低温甲醇洗装置。

应用本发明的技术方案，本发明通过在一氧化碳变换装置开车前，将一氧化碳变换装置前的工艺气送至低温甲醇洗装置，在开车过程中使低温甲醇洗装置提前接受工艺气，使循环甲醇提前吸收酸性气(二氧化碳和硫化氢)，从而提前将循环甲醇降至更低温度，大大缩短了低温甲醇洗装置的开车时间。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有气体净化装置的示意图；以及

图2示出了本发明实施方式所提供的气体净化装置的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

由背景技术可知，现有气体净化装置中低温甲醇洗装置的开车时间较长。本发明的发明人针对上述问题进行研究，提出了一种气体净化装置，包括依次连接设置的煤气化装置、一氧化碳变换装置、循环水冷器、洗氨塔和低温甲醇洗装置，该气体净化装置还包括连通管道，连通管道的第一端口连接于煤气化装置和一氧化碳变换装置之间的管道上，连通管道的第二端口连接于一氧化碳变换装置和循环水冷器之间的管道上，且连通管道上设置有连通阀。

上述低温甲醇洗装置的冷量主要由循环水、冷冻系统制冷和循环甲醇在高压区吸收酸性气后在低压系统减压闪蒸产生的冷量来为低温甲醇洗装置提冷量。其中冷冻系统制冷一般温度最低只能降至-30℃左右，要使低温甲醇洗循环甲醇降温至正常操作温度(-50℃以下)必须依靠循环甲醇吸收酸性气(二氧化碳和硫化氢)后减压闪蒸来提供更低温度的冷量。本发明在一氧化碳变换装置开车前，将一氧化碳变换装置前的工艺气送至低温甲醇洗装置，在开车过程中使低温甲醇洗提前接受工艺气，使循环甲醇提前吸收酸性气(二氧化碳和硫化氢)，从而提前将循环甲醇降至更低温度，大大缩短了低温甲醇洗装置开车时间。

更为具体地，本发明增设从气化装置至低温甲醇洗装置一条连通管道，在煤气化装置(气化炉)提负荷升压稳定操作后将原来在一氧化碳变换装置前的工艺气送至低温甲醇洗装置，在一氧化碳变换装置进行低压暖管、高压暖管和工艺气进变换炉工况调整期间，低温甲醇洗装置提前接受工艺气，循环甲醇提前吸收工艺气中的二氧化碳和硫化氢，在低压区将吸收的酸性气(二氧化碳)减压闪蒸制冷，从而提前降低循环甲醇的温度。当一氧化碳变换装置开车稳定后，将一氧化碳变换装置后的工艺气并入低温甲醇洗装置，由于循环甲醇的温度已经降至很低，有利于循环甲醇吸收酸性气(二氧化碳和硫化氢)，大量吸收的酸性气在低压区减压闪蒸为循环甲醇提供更多的冷量，因而又加速了循环甲醇更快降温至正常操作值，有利于尽快调节净化气指标合格送往下游装置，缩短了工艺气在低温甲醇洗后的放空时间。且在一氧化碳变换装置向低温甲醇洗装置导气时，低温甲醇洗装置的系统压力已经和一氧化碳变换装置的压力一致，从而也缩短了低温甲醇洗的接气时间，节省了系统的开车时间。

上述气体净化装置中，优选地，气体净化装置还包括：第一界区阀，连接于连通管道的第一端口与一氧化碳变换装置之间的管道上；第一放空管道，连接于连通管道上且位于连通管道的第一端口和连通阀之间，且第一放空管道上设置有第一放空阀。

在一种优选的实施方式中，气体净化装置还包括：第二界区阀，连接于一氧化碳变换装置和连通管道的第二端口之间的管道上；第二放空管道，连接于一氧化碳变换装置和第二界区阀和之间的管道上，且第二放空管道上设置有第二放空阀。同时，气体净化装置还可以包括第三界区阀，第三界区阀设置于洗氨塔和低温甲醇洗装置之间的管道上。

优选地，气体净化装置还包括：下游装置，与低温甲醇洗装置连接；第四界区阀，设置于低温甲醇洗装置和下游装置之间的管道上；第三放空管道，连接于低温甲醇洗装置和第四界区阀之间的管道上，且第三放空管道上设置有第三放空阀。

根据本发明的另一方面，提供了一种上述气体净化装置的操作方法，该操作方法包括以下步骤：在气体净化装置中的一氧化碳变换装置开车前，将气体净化装置中的煤气化装置产生的工艺气依次通过气体净化装置中的连通管道、循环水冷器、洗氨塔后送至低温甲醇洗装置；当一氧化碳变换装置开车正常后，将煤气化装置产生的工艺气全部切换至经一氧化碳变换装置、循环水冷器、洗氨塔后送至低温甲醇洗装置。

下面将结合实例更详细地描述根据本发明提供的气体净化装置及其操作方法。

如图2所示，本实例在一氧化碳变换装置前增设连通管道，在循环水冷器前增设界区阀2和放空阀2，在洗氨塔出口增设界区阀3以方便与低温甲醇洗装置隔离。在一氧化碳变换装置前将工艺气放空后循环水冷器处增设连通管道敷设时应高点布置，防止正常生产时工艺气不流动产生工艺冷凝液在管道中聚集。在气化装置(对应于本发明中的煤气化装置)提负荷升压稳定运行后，工艺气通过一氧化碳变换装置前放空，通过连通管道将工艺气送至循环水冷器降温，再经过洗氨塔洗氨后送往低温甲醇洗装置，从而在一氧化碳变换装置开车前低温甲醇洗装置提前接受工艺气，循环甲醇对工艺气中的酸性气(二氧化碳和硫化氢)进行吸收，从而保证低温甲醇洗循环甲醇进一步提前降温，缩短了低温甲醇洗装置的开车时间。为防止对一氧化碳变换装置开车的影响，在连通管道碰头处前增设界区阀2，在低温甲醇洗提前接气过程中，将界区阀2关闭，从而不影响一氧化碳变换装置的正常开车步骤。当一氧化碳变换装置开车正常后，通过缓慢关小连通阀，同时缓慢打开车界区阀2，将工艺气全部切换至经一氧化碳变换装置至低温甲醇洗装置，从而保证系统的稳定开车。其中，气化装置和一氧化碳变换装置之间还设置有界区阀1，连通管道上还设置有放空管道及位于放空管道上的放空阀1。该气体净化装置还包括与低温甲醇洗装置连接的下游装置，且低温甲醇洗装置和下游装置之间的管道上设置有界区阀4，且界区阀4和低温甲醇洗装置之间的管道上连接有放空管道，该放空管道上设置有放空阀3。

从以上实施例可以看出，本发明上述的实例实现了如下技术效果：本发明通过在一氧化碳变换装置开车前，将一氧化碳变换装置前的工艺气送至低温甲醇洗装置，在开车过程中使低温甲醇洗装置提前接受工艺气，使循环甲醇提前吸收酸性气(二氧化碳和硫化氢)，从而提前将循环甲醇降至更低温度，大大缩短了低温甲醇洗装置的开车时间。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种气体净化装置，包括依次连接设置的煤气化装置、一氧化碳变换装置、循环水冷器、洗氨塔和低温甲醇洗装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括连通管道，所述连通管道的第一端口连接于所述煤气化装置和所述一氧化碳变换装置之间的管道上，所述连通管道的第二端口连接于所述一氧化碳变换装置和所述循环水冷器之间的管道上，且所述连通管道上设置有连通阀。

2.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括：

第一界区阀，连接于所述连通管道的第一端口与所述一氧化碳变换装置之间的管道上；

第一放空管道，连接于所述连通管道上且位于所述连通管道的第一端口和所述连通阀之间，且所述第一放空管道上设置有第一放空阀。

3.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括：

第二界区阀，连接于所述一氧化碳变换装置和所述连通管道的第二端口之间的管道上；

第二放空管道，连接于所述一氧化碳变换装置和所述第二界区阀和之间的管道上，且所述第二放空管道上设置有第二放空阀。

4.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括第三界区阀，所述第三界区阀设置于所述洗氨塔和所述低温甲醇洗装置之间的管道上。

5.根据权利要求1所述的气体净化装置，其特征在于，所述气体净化装置还包括：

下游装置，与所述低温甲醇洗装置连接；

第四界区阀，设置于所述低温甲醇洗装置和所述下游装置之间的管道上；

第三放空管道，连接于所述低温甲醇洗装置和所述第四界区阀之间的管道上，且所述第三放空管道上设置有第三放空阀。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的气体净化装置的操作方法，其特征在于，所述操作方法包括以下步骤：

在所述气体净化装置中的一氧化碳变换装置开车前，将所述气体净化装置中的煤气化装置产生的工艺气依次通过所述气体净化装置中的连通管道、循环水冷器、洗氨塔后送至低温甲醇洗装置；

当所述一氧化碳变换装置开车正常后，将所述煤气化装置产生的所述工艺气全部切换至经所述一氧化碳变换装置、所述循环水冷器、所述洗氨塔后送至所述低温甲醇洗装置。