CN105536440B - 一种低温用甲醇洗装置 - Google Patents

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Abstract

一种低温用甲醇洗装置，它涉及一种低温用甲醇洗装置。本发明是要解决现有技术存在能耗大、设备投资大且酸性气浓度低的问题。低温用甲醇洗装置包括变换气分离器、变换气冷却器、硫化氢吸收塔预洗段、硫化氢吸收塔主洗段、二氧化碳吸收塔、二氧化碳闪蒸塔、甲醇循环冷却器、硫化氢吸收塔给料冷却器、硫化氢富液泵、氮气冷却器、尾气洗涤塔、高空排放口、第一主洗甲醇泵、第二主洗甲醇泵、硫化氢浓缩塔、第一甲醇过滤器、贫富甲醇交换器、氮气汽提塔、热再生塔给料泵、热再生塔给料加热器、热再生塔、冷凝器、预洗液/热闪蒸气换热器、回流槽、热再生塔再沸器、酸性气洗涤塔、热再生塔回流泵和贫甲醇泵。本发明用于去除变换气中的杂质。

Description

一种低温用甲醇洗装置
技术领域
本发明涉及一种低温用甲醇洗装置。
背景技术
低温甲醇洗最早是由德国林德公司和鲁奇公司共同开发的酸性气脱除工艺，被广泛应用于以煤、石油焦或渣油为原料生产合成氨、城市煤气、工业氢、合成甲醇或其它一碳化学品合成工艺中。经过多年变革改进后，现有的低温甲醇洗装置包括H2S吸收塔、CO2吸收塔、中压闪蒸塔、再吸收塔、甲醇热再生塔和尾气洗涤系统。低温甲醇洗工艺流程为：约40℃的粗合成气冷却至-26℃～-10℃后依次送入H2S吸收塔和CO2吸收塔进行低温甲醇洗，脱除其中的H2S和CO2，得到净化气；吸收了H2S和CO2的富甲醇依次被送入中压闪蒸塔、再吸收塔、甲醇热再生系统以及尾气洗涤系统，经减压解吸、气提、加热再生等工序使甲醇与酸性气分开，使甲醇再生并洗涤尾气、分离有效气体。由于气体溶解在液体中为放热过程，因此随着低温甲醇中酸性气的溶解度的增大，甲醇的温度逐渐升高，而甲醇对酸性气的吸收能力随着温度的升高而降低。因此，为保证甲醇对酸性气的吸收能力，减少容积循环量，必须维持甲醇洗装置在低温下运行。但现有技术存在能耗大、设备投资大且酸性气浓度低的问题。
发明内容
本发明是要解决现有技术存在能耗大、设备投资大且酸性气浓度低的问题，而提供一种低温用甲醇洗装置。
本发明一种低温用甲醇洗装置包括变换气分离器、变换气冷却器、硫化氢吸收塔预洗段、硫化氢吸收塔主洗段、二氧化碳吸收塔、二氧化碳闪蒸塔、甲醇循环冷却器、硫化氢吸收塔给料冷却器、硫化氢富液泵、氮气冷却器、尾气洗涤塔、高空排放口、第一主洗甲醇泵、第二主洗甲醇泵、硫化氢浓缩塔、第一甲醇过滤器、贫富甲醇交换器、氮气汽提塔、热再生塔给料泵、热再生塔给料加热器、热再生塔、冷凝器、预洗液/热闪蒸气换热器、回流槽、热再生塔再沸器、酸性气洗涤塔、热再生塔回流泵和贫甲醇泵；所述变换气分离器的进气口与变换气口相连，所述变换气分离器的出气口与所述变换气冷却器的变换气进气口相连，在所述变换气分离器和变换气冷却器之间设置有甲醇喷射口，所述变换气冷却器的原料气出口与所述硫化氢吸收塔预洗段的进气口相连，所述变换气冷却器的顶部设置有去合成气压缩装置气口和去界区气口，所述变换气冷却器的废气出口与所述尾气洗涤塔的废气进口相连，所述硫化氢吸收塔预洗段的出气口与所述硫化氢吸收塔主洗段的中段进气口相连，所述硫化氢吸收塔主洗段的顶部出气口与二氧化碳吸收塔的中段进气口相连，所述二氧化碳吸收塔的上部进液口与所述热再生后贫甲醇进液口相连，所述二氧化碳吸收塔的底部设置有甲醇循环冷却器，所述二氧化碳吸收塔的顶部的净化气出口与所述变换气冷却器的净化气进口相连，所述二氧化碳吸收塔的底部出液口分别与所述硫化氢吸收塔主洗段的上部进液口和所述二氧化碳闪蒸塔的Ⅰ段进液口相连，在所述二氧化碳吸收塔的底部出液口和所述硫化氢吸收塔主洗段的上部进液口之间设置有硫化氢吸收塔给料冷却器，所述变换气冷却器的蒸汽进口分别与所述二氧化碳闪蒸塔的Ⅰ段蒸汽出口和所述硫化氢浓缩塔的蒸汽出口相连，所述二氧化碳闪蒸塔的Ⅱ段第一出气口与所述尾气洗涤塔的底部进气口相连，所述尾气洗涤塔的顶部设置有高空放空口，所述二氧化碳闪蒸塔的Ⅱ段第一出气口与所述尾气洗涤塔的底部进气口之间设置有氮气冷却器，所述变换气冷却器的废气进口分别与所述二氧化碳闪蒸塔的Ⅱ段废气口和所述二氧化碳闪蒸塔的Ⅲ段废气口相连，所述二氧化碳闪蒸塔的底部出液口分别与所述二氧化碳吸收塔的中部进液口和所述硫化氢浓缩塔的中部进液口相连，所述二氧化碳闪蒸塔的底部出液口和所述二氧化碳吸收塔的中部进液口之间设置有第二主洗甲醇泵，所述二氧化碳闪蒸塔的底部出液口和所述硫化氢浓缩塔的中部进液口之间设置有第一主洗甲醇泵，所述硫化氢浓缩塔的进液口与所述硫化氢吸收塔主洗段的底部出液口相连，所述硫化氢浓缩塔的顶部排放口与所述变换气冷却器的排放气进口相连，所述硫化氢浓缩塔的底部出液口与所述硫化氢富液泵的进口相连，所述硫化氢富液泵的出口与第一甲醇过滤器的进口相连，所述第一甲醇过滤器的出口与贫富甲醇交换器的富甲醇进口相连，所述贫富甲醇交换器的富甲醇出口与所述氮气汽提塔的进口相连，所述氮气汽提塔顶部的废气出口与所述硫化氢浓缩塔的废气进口相连，所述氮气汽提塔的底部出液口与所述热再生塔给料泵的进口相连，所述热再生塔给料泵的出口与热再生塔给料加热器的汽提液进口相连，所述热再生塔给料加热器的汽提液出口与热再生塔的上部进液口相连，所述热再生塔的上部出气口与所述冷凝器的进口相连，所述冷凝器的出口与所述预洗液/热闪蒸气换热器的进口相连，所述预洗液/热闪蒸气换热器的出口与回流槽相连，所述回流槽设置在热再生塔的底部，所述热再生塔的下部设置有热再生塔再沸器，所述回流槽的顶部出口与所述酸性气洗涤塔的进口相连，所述酸性气洗涤塔的甲醇进口与所述尾气洗涤塔的底部甲醇出口相连，所述回流槽底部的出液口与所述热再生塔回流泵的进口相连，所述热再生塔回流泵的出口与所述热再生塔的上部回流口相连，所述热再生塔的塔釜出口与所述贫甲醇泵的进口相连，所述贫甲醇泵的出口与所述热再生塔给料加热器的进液口相连，所述热再生塔给料加热器的出液口与贫富甲醇交换器的进液口相连，所述贫富甲醇交换器的出液口与所述二氧化碳吸收塔顶部的进液口相连。
本发明的有益效果是：
1、本发明在一套装置内能同时有选择性的将气体中的硫化物、CO2、HCN、油类等杂质脱除干净，在操作压力高、CO2含量高的工况条件下可将CO2脱除至20ppm(v)以下，总硫脱除至0.1ppm以下，而且溶液吸收能力大、溶液循环量小、能耗低、节约了成本。
2、本发明采用半贫液循环方式，降低系统能耗，通过换热优化大大减少氨冷用量，从而进一步降低能耗，同时增强了工艺的可操作性，只设置一个常温氮气汽提塔，氮气消耗量为常规低温甲醇洗装置的5％，产生的放空气体(尾气)为常规低温甲醇洗装置的5～10％。
附图说明
图1为低温用甲醇洗装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式一种低温用甲醇洗装置包括变换气分离器2、变换气冷却器3、硫化氢吸收塔预洗段5、硫化氢吸收塔主洗段6、二氧化碳吸收塔7、二氧化碳闪蒸塔8、甲醇循环冷却器10、硫化氢吸收塔给料冷却器12、硫化氢富液泵13、氮气冷却器14、尾气洗涤塔15、高空排放口16、第一主洗甲醇泵17、第二主洗甲醇泵18、硫化氢浓缩塔19、第一甲醇过滤器21、贫富甲醇交换器22、氮气汽提塔23、热再生塔给料泵24、热再生塔给料加热器25、热再生塔26、冷凝器27、预洗液/热闪蒸气换热器28、回流槽29、热再生塔再沸器30、酸性气洗涤塔31、热再生塔回流泵32和贫甲醇泵33；所述变换气分离器2的进气口与变换气口1相连，所述变换气分离器2的出气口与所述变换气冷却器3的变换气进气口相连，在所述变换气分离器2和变换气冷却器3之间设置有甲醇喷射口4，所述变换气冷却器3的原料气出口与所述硫化氢吸收塔预洗段5的进气口相连，所述变换气冷却器3的顶部设置有去合成气压缩装置气口11和去界区气口20，所述变换气冷却器3的废气出口与所述尾气洗涤塔15的废气进口相连，所述硫化氢吸收塔预洗段5的出气口与所述硫化氢吸收塔主洗段6的中段进气口相连，所述硫化氢吸收塔主洗段6的顶部出气口与二氧化碳吸收塔7的中段进气口相连，所述二氧化碳吸收塔7的上部进液口与所述热再生后贫甲醇进液口9相连，所述二氧化碳吸收塔7的底部设置有甲醇循环冷却器10，所述二氧化碳吸收塔7的顶部的净化气出口与所述变换气冷却器3的净化气进口相连，所述二氧化碳吸收塔7的底部出液口分别与所述硫化氢吸收塔主洗段6的上部进液口和所述二氧化碳闪蒸塔8的Ⅰ段进液口相连，在所述二氧化碳吸收塔7的底部出液口和所述硫化氢吸收塔主洗段6的上部进液口之间设置有硫化氢吸收塔给料冷却器12，所述变换气冷却器3的蒸汽进口分别与所述二氧化碳闪蒸塔8的Ⅰ段蒸汽出口和所述硫化氢浓缩塔19的蒸汽出口相连，所述二氧化碳闪蒸塔8的Ⅱ段第一出气口与所述尾气洗涤塔15的底部进气口相连，所述尾气洗涤塔15的顶部设置有高空放空口16，所述二氧化碳闪蒸塔8的Ⅱ段第一出气口与所述尾气洗涤塔15的底部进气口之间设置有氮气冷却器14，所述变换气冷却器3的废气进口分别与所述二氧化碳闪蒸塔8的Ⅱ段废气口和所述二氧化碳闪蒸塔8的Ⅲ段废气口相连，所述二氧化碳闪蒸塔8的底部出液口分别与所述二氧化碳吸收塔7的中部进液口和所述硫化氢浓缩塔19的中部进液口相连，所述二氧化碳闪蒸塔8的底部出液口和所述二氧化碳吸收塔7的中部进液口之间设置有第二主洗甲醇泵18，所述二氧化碳闪蒸塔8的底部出液口和所述硫化氢浓缩塔19的中部进液口之间设置有第一主洗甲醇泵17，所述硫化氢浓缩塔19的进液口与所述硫化氢吸收塔主洗段6的底部出液口相连，所述硫化氢浓缩塔19的顶部排放口与所述变换气冷却器3的排放气进口相连，所述硫化氢浓缩塔19的底部出液口与所述硫化氢富液泵13的进口相连，所述硫化氢富液泵13的出口与第一甲醇过滤器21的进口相连，所述第一甲醇过滤器21的出口与贫富甲醇交换器22的富甲醇进口相连，所述贫富甲醇交换器22的富甲醇出口与所述氮气汽提塔23的进口相连，所述氮气汽提塔23顶部的废气出口与所述硫化氢浓缩塔19的废气进口相连，所述氮气汽提塔23的底部出液口与所述热再生塔给料泵24的进口相连，所述热再生塔给料泵24的出口与热再生塔给料加热器25的汽提液进口相连，所述热再生塔给料加热器25的汽提液出口与热再生塔26的上部进液口相连，所述热再生塔26的上部出气口与所述冷凝器27的进口相连，所述冷凝器27的出口与所述预洗液/热闪蒸气换热器28的进口相连，所述预洗液/热闪蒸气换热器28的出口与回流槽29相连，所述回流槽29设置在热再生塔26的底部，所述热再生塔26的下部设置有热再生塔再沸器30，所述回流槽29的顶部出口与所述酸性气洗涤塔31的进口相连，所述酸性气洗涤塔31的甲醇进口与所述尾气洗涤塔15的底部甲醇出口相连，所述回流槽29底部的出液口与所述热再生塔回流泵32的进口相连，所述热再生塔回流泵32的出口与所述热再生塔26的上部回流口相连，所述热再生塔26的塔釜出口与所述贫甲醇泵33的进口相连，所述贫甲醇泵33的出口与所述热再生塔给料加热器25的进液口相连，所述热再生塔给料加热器25的出液口与贫富甲醇交换器22的进液口相连，所述贫富甲醇交换器22的出液口与所述二氧化碳吸收塔7顶部的进液口相连。
本实施方式在一套装置内能同时有选择性的将气体中的硫化物、CO2、HCN、油类等杂质脱除干净，在操作压力高、CO2含量高的工况条件下可将CO2脱除至20ppm(v)以下，总硫脱除至0.1ppm以下，而且溶液吸收能力大、溶液循环量小、能耗低、节约了成本。
本实施方式采用半贫液循环方式，降低系统能耗，通过换热优化大大减少氨冷用量，从而进一步降低能耗，同时增强了工艺的可操作性，只设置一个常温氮气汽提塔，氮气消耗量为常规低温甲醇洗装置的5％，产生的放空气体(尾气)为常规低温甲醇洗装置的5～10％。

Claims (1)

1.一种低温用甲醇洗装置，其特征在于低温用甲醇洗装置包括变换气分离器(2)、变换气冷却器(3)、硫化氢吸收塔预洗段(5)、硫化氢吸收塔主洗段(6)、二氧化碳吸收塔(7)、二氧化碳闪蒸塔(8)、甲醇循环冷却器(10)、硫化氢吸收塔给料冷却器(12)、硫化氢富液泵(13)、氮气冷却器(14)、尾气洗涤塔(15)、高空排放口(16)、第一主洗甲醇泵(17)、第二主洗甲醇泵(18)、硫化氢浓缩塔(19)、第一甲醇过滤器(21)、贫富甲醇交换器(22)、氮气汽提塔(23)、热再生塔给料泵(24)、热再生塔给料加热器(25)、热再生塔(26)、冷凝器(27)、预洗液/热闪蒸气换热器(28)、回流槽(29)、热再生塔再沸器(30)、酸性气洗涤塔(31)、热再生塔回流泵(32)和贫甲醇泵(33)；所述变换气分离器(2)的进气口与变换气口(1)相连，所述变换气分离器(2)的出气口与所述变换气冷却器(3)的变换气进气口相连，在所述变换气分离器(2)和变换气冷却器(3)之间设置有甲醇喷射口(4)，所述变换气冷却器(3)的原料气出口与所述硫化氢吸收塔预洗段(5)的进气口相连，所述变换气冷却器(3)的顶部设置有去合成气压缩装置气口(11)和去界区气口(20)，所述变换气冷却器(3)的废气出口与所述尾气洗涤塔(15)的废气进口相连，所述硫化氢吸收塔预洗段(5)的出气口与所述硫化氢吸收塔主洗段(6)的中段进气口相连，所述硫化氢吸收塔主洗段(6)的顶部出气口与二氧化碳吸收塔(7)的中段进气口相连，所述二氧化碳吸收塔(7)的上部进液口与所述热再生后贫甲醇进液口(9)相连，所述二氧化碳吸收塔(7)的底部设置有甲醇循环冷却器(10)，所述二氧化碳吸收塔(7)的顶部的净化气出口与所述变换气冷却器(3)的净化气进口相连，所述二氧化碳吸收塔(7)的底部出液口分别与所述硫化氢吸收塔主洗段(6)的上部进液口和所述二氧化碳闪蒸塔(8)的Ⅰ段进液口相连，在所述二氧化碳吸收塔(7)的底部出液口和所述硫化氢吸收塔主洗段(6)的上部进液口之间设置有硫化氢吸收塔给料冷却器(12)，所述变换气冷却器(3)的蒸汽进口分别与所述二氧化碳闪蒸塔(8)的Ⅰ段蒸汽出口和所述硫化氢浓缩塔(19)的蒸汽出口相连，所述二氧化碳闪蒸塔(8)的Ⅱ段第一出气口与所述尾气洗涤塔(15)的底部进气口相连，所述尾气洗涤塔(15)的顶部设置有高空排放口(16)，所述二氧化碳闪蒸塔(8)的Ⅱ段第一出气口与所述尾气洗涤塔(15)的底部进气口之间设置有氮气冷却器(14)，所述变换气冷却器(3)的废气进口分别与所述二氧化碳闪蒸塔(8)的Ⅱ段废气口和所述二氧化碳闪蒸塔(8)的Ⅲ段废气口相连，所述二氧化碳闪蒸塔(8)的底部出液口分别与所述二氧化碳吸收塔(7)的中部进液口和所述硫化氢浓缩塔(19)的中部进液口相连，所述二氧化碳闪蒸塔(8)的底部出液口和所述二氧化碳吸收塔(7)的中部进液口之间设置有第二主洗甲醇泵(18)，所述二氧化碳闪蒸塔(8)的底部出液口和所述硫化氢浓缩塔(19)的中部进液口之间设置有第一主洗甲醇泵(17)，所述硫化氢浓缩塔(19)的进液口与所述硫化氢吸收塔主洗段(6)的底部出液口相连，所述硫化氢浓缩塔(19)的顶部排放口与所述变换气冷却器(3)的排放气进口相连，所述硫化氢浓缩塔(19)的底部出液口与所述硫化氢富液泵(13)的进口相连，所述硫化氢富液泵(13)的出口与第一甲醇过滤器(21)的进口相连，所述第一甲醇过滤器(21)的出口与贫富甲醇交换器(22)的富甲醇进口相连，所述贫富甲醇交换器(22)的富甲醇出口与所述氮气汽提塔(23)的进口相连，所述氮气汽提塔(23)顶部的废气出口与所述硫化氢浓缩塔(19)的废气进口相连，所述氮气汽提塔(23)的底部出液口与所述热再生塔给料泵(24)的进口相连，所述热再生塔给料泵(24)的出口与热再生塔给料加热器(25)的汽提液进口相连，所述热再生塔给料加热器(25)的汽提液出口与热再生塔(26)的上部进液口相连，所述热再生塔(26)的上部出气口与所述冷凝器(27)的进口相连，所述冷凝器(27)的出口与所述预洗液/热闪蒸气换热器(28)的热闪蒸气进口相连，所述预洗液/热闪蒸气换热器(28)的热闪蒸气出口与回流槽(29)相连，所述回流槽(29)设置在热再生塔(26)的底部，所述热再生塔(26)的下部设置有热再生塔再沸器(30)，所述回流槽(29)的顶部出口与所述酸性气洗涤塔(31)的进口相连，所述酸性气洗涤塔(31)的甲醇进口与所述尾气洗涤塔(15)的底部甲醇出口相连，所述回流槽(29)底部的出液口与所述热再生塔回流泵(32)的进口相连，所述热再生塔回流泵(32)的出口与所述热再生塔(26)的上部回流口相连，所述热再生塔(26)的塔釜出口与所述贫甲醇泵(33)的进口相连，所述贫甲醇泵(33)的出口与所述热再生塔给料加热器(25)的进液口相连，所述热再生塔给料加热器(25)的出液口与贫富甲醇交换器(22)的进液口相连，所述贫富甲醇交换器(22)的出液口与所述二氧化碳吸收塔(7)顶部的进液口相连。
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