CN1063086A - 低温甲醇洗装置 - Google Patents

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Abstract

低温甲醇洗装置，属于气体净化技术领域。装置 由吸收塔、热再生塔、甲醇—水分离塔、闪蒸槽或气液 分离器、换热器、泵及抽吸喷射器等组成，各部分间用 管道相连。采用本装置利用富液在闪蒸过程中产生 的带压力的闪蒸气作动力源进行抽吸，无需从外部引 入带压力的纯氮气，因而节省能源、节省投资、运转费 用低。抽吸喷射器无需机械传动、运行中有自调节能 力，因而装置运行可靠，二氧化碳回收率96％以上， 净化气中残硫0.15ppm。

Description

本发明属于气体净化技术领域，具体地是以工业甲醇为吸收剂，脱除合成气中的杂质的低温甲醇洗装置。
低温甲醇洗工艺是以甲醇为吸收剂的物理吸收法，主要用在合成气的净化过程中，可从粗合成气中同时或分段脱除H2S、CO2和各种有机硫、NH3、HCN、C2H2、碳3及碳4以上的气态烃、胶质、水汽等，使合成气能达到很高的净化度。
低温甲醇洗工业生产装置的设计始于1954年，是由德国的两家公司-林德（Linde）和鲁奇（lurgi）研究开发的。六十年代，当合成氨的原料气用部分氧化法制取时，变换后的气体中含有硫化氢和氧硫化碳，为使气体净化，则采取了如图1所示的低温甲醇洗装置。该装置由吸收塔T1、解吸塔T2、热再生塔T3，若干个换热器E，闪蒸槽D、泵P，循环压力缩机C1等组成。具体的工艺流程是：原料气经换热器E1冷却后进入吸收塔T1。T1塔的下部为脱硫段，中上部为脱碳段。从脱碳段底部引出的甲醇富液分出约2/3经氨冷器E3进入闪蒸槽D2，其余的进入脱硫段吸取硫化物。从脱硫段底部引出的含硫富液经氨冷器E4后进入闪蒸槽D4闪蒸。闪蒸气从上部经循环压缩机C1回收到进料气中。从闪蒸槽D4底部引出的富液经减压导致解吸塔T2的上段下部，解吸气中的硫化物又被从T2塔顶下来的无硫溶液所吸收，脱除其中的硫化物。从T2塔底部引出的含硫贫液经泵P4、换热器E12升温后导入热再生塔T3。经T3塔再生过的无硫甲醇由泵P5升压并通过换热器E12和E6冷却后返回吸收塔T1。从T3塔顶部导出的含相当量甲醇蒸气的气体，经降温分凝出甲醇，再返回入T3塔中。不凝气即为硫化氢馏份，复温后送往硫回收设备。
从该装置出去的净化后的气体中，含CO2＜50PPm，总硫＜1PPm，可于约-57℃下直接去往液氮洗装置的杂质吸附器。从液氮洗装置返回的纯净的合成气，约-60℃，经换热器E1回收冷量后即前往合成压缩机。二氧化碳的回收率约70%。应用该装置，必须从外部引入带压力的纯氮气入再生塔T2进行气提。
本发明的目的旨在设计一种低温甲醇洗装置，本装置不需要从外部引入带压力的纯氮气进行气提。采用本装置不仅二氧化碳的回收率可达96%以上，而且能节省投资、节省能耗。
本发明的目的是以下述方式实现的，低温甲醇洗装置由吸收塔T1、解吸塔T2、热再生塔T3、甲醇-水分离塔T4、换热器E、闪蒸槽或分离器D、泵P、过滤器F1、循环压力泵C组成，在解吸塔T2前设置有抽吸喷射器J，各部分用管道连接。抽吸喷射器根据设计需要可为一组或一组以上。
下面参照附图对本发明的内容详细叙述。
图1  现有的低温甲醇洗装置
图2  本发明处理无硫的变换气装置
图3  本发明处理含硫的变换气装置
参照图2，本装置用于处理无硫的气态烃蒸气转化-变换气。进料气经换热器E1冷却后，经分离器D1除水后从下部进入吸收塔T1。从T1塔底部导出的甲醇富液经过过滤器F1和氨冷器E4后，降压至原压力的三分之一左右后，入闪蒸槽D3的上部，闪蒸出的氢等有用成分予以回收，液体则进一步降压至0.4-0.6MPa入D3的下部，闪蒸出具有引射能力的二氧化碳气，作为抽吸喷射器J的动力气，经J1入解吸塔T2。从D3底部导出的富液再降压至约0.2MPa导入解吸塔T2，然后从T2塔底引出，经泵P3和T1塔中间的换热器E2而被加热而进一步解吸。从E2出来的气液两相流，从上部入闪蒸槽D2进行气液分离。分离出的二氧化碳气从顶部导回T2塔，液体进一步降压至低于大气压而入D2的下部进行闪蒸。闪蒸出的二氧化碳气从D2下段上部导出，被抽吸喷射器J抽出导至T2塔。D2闪蒸后的液体为半贫液，一半左右经泵P1泵入吸收塔T1的中部，另一半经泵P2、换热器E8、气液分离器D4、泵4、换热器E12泵压加热后导入热再生塔T3。经塔T3彻底再生过的贫液从塔底引出，经贮罐D5、泵P5泵压冷却后进入吸收塔T1的顶部。从热再生塔T3塔顶引出的二氧化碳气导至解吸塔T2下部予以回收。从分离器D1底部导出的水-甲醇混合液经E9升温、减压后导入甲醇-水分离塔T4中部。从热再生塔T3上端引出适量甲醇作T4塔上段的回流液。再从T3塔甲醇进料口下方引出的部分甲醇也导往T4塔，以除去循环甲醇中一部分水等高沸点组份，并对T4塔补充甲醇回流液。全系统所需甲醇也于此引入T4塔。由T4塔分离出的甲醇从塔顶以气态引出，在水冷器E10中液化后通过热再生塔T3返回系统。从T4塔底部引出的是废水。
用图2装置处理后的净化气中二氧化碳为20PPm-200PPm，二氧化碳的回收率可接近100%，纯度99%以上。
图3所示流程用于含硫的变换气净化处理。其装置流程与图2基本相同，只是在吸收塔T1下部增设了脱硫段，用一半左右的甲醇富液为吸收液来吸收进料气中的硫化物。吸收液入闪蒸槽D4闪蒸两次，第一次闪蒸气的主要成份是氢等有用成份，它们将通过循环压缩机C1返回到进料气中。第二次闪蒸气的主要成份是CO2，并含有硫化物，它们作为抽吸喷射器J的动力源。此外从热再生塔T3顶部导出的气体中含有由进料气带入的硫化物，经E14冷凝甲醇，并在分液罐D5中分离出甲醇，气体即为含硫化氢馏份，从罐D5顶部排出。
用图3装置处理后的净化气中二氧化碳可低达20PPm，残硫0.15PPm左右，二氧化碳的回收率达96%以上，纯度达99%以上。
本发明在解吸塔T2前设置了根据设计所需要的一组或多组抽吸喷射器J，利用富液在闪蒸过程中产生的带压力的闪蒸气作动力源进行抽吸，而无需从外部引入带压力的纯氮气作气提气进行气提，因而节省能耗，节省投资、运转费用低。按日产氨600吨的装置估算，每套装置至少可节省投资280万元;投产后，每年至少可节省运转费60万元。
本发明所用的抽吸喷射器J无需机械传动，在运行中有自调节能力，因而提高了本发明装置运行的稳定性和可靠性，操作也比较简单。
采用本发明装置，二氧化碳的回收率可达96%以上，净化气中残硫＜0.15PPm，二氧化碳的纯度99%以上。

Claims (2)

1、低温甲醇洗装置，由吸收塔T1、解吸塔T2、热再生塔T3、甲醇-水分离塔T4、换热器E、闪蒸槽或分离器D、泵P、过滤器F1、循环压力泵C1组成，其特征在于在解吸塔T2前设置有抽吸喷射器J，各部分用管道相连。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于抽吸喷射器根据设计需要可为一组或一组以上。
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