CN114470831A - 一种酸性气体脱除的有效气回收工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种酸性气体脱除的有效气回收工艺，来自变换气吸收塔的富甲醇1进入变换气中压闪蒸塔上塔，来自变换气吸收塔的富甲醇2进入变换气中压闪蒸塔下塔，来自非变换气吸收塔的富甲醇3进入非变换气中压闪蒸塔；变换气中压闪蒸塔下塔顶部的中压闪蒸气2进入非变换气中压闪蒸塔，与富甲醇3闪蒸出的闪蒸气一起经贫甲醇洗涤后作为中压闪蒸气3，汇入变换气中压闪蒸塔顶的中压闪蒸气1。本发明降低了因富甲醇2与富甲醇3混合后用氮气对混合液中CO、H2进行气提的难度，提高了酸性气体脱除工艺有效气回收率；降低了进入下游H2S浓缩系统富甲醇4、富甲醇5、富甲醇6中的CO含量，可确保尾气中CO的达标排放。
Description
技术领域
本发明涉及一种酸性气体脱除的有效气回收工艺。
背景技术
常规配套副产燃料气的煤(油)制氢装置的酸性气体脱除工艺，变换气的脱硫脱碳在变换气吸收塔中进行。变换气首先进入吸收塔预洗段，脱除HCN、NH3等微量组分。预洗后的变换气进入变换气吸收塔H2S吸收段，H2S和COS被富CO2甲醇液洗涤吸收，富含H2S和CO2的甲醇溶液在液位控制下离开H2S吸收段进入中压闪蒸塔进行闪蒸；非变换气的脱硫脱碳在非变换气吸收塔中进行。非变换气首先进入非变换气吸收塔预洗段，脱除HCN、NH3等微量组分，预洗后的非变换气进入变换气吸收塔H2S吸收段，H2S和COS被富CO2甲醇液(或贫甲醇)洗涤吸收，富含H2S和CO2的甲醇溶液在液位控制下离开H2S吸收段进入中压闪蒸塔进行闪蒸。
因中压闪蒸后的富甲醇仍溶解大量的CO和H2，变换线富硫甲醇与非变换线富硫甲醇的中压闪蒸及气提工艺在同一闪蒸塔内完成，变换气中CO含量低(CO含量0.5～2.5％)，使变换气吸收塔脱硫段进入中压闪蒸塔富含H2S和CO2的甲醇溶液中CO含量也较低(0.03～0.08％)；而非变换气中CO含量较高(CO含量40～55％)，使变换气吸收塔脱硫段进入中压闪蒸塔富含H2S和CO2的甲醇溶液中CO含量也较高(1.0～1.8％)。变换线富硫甲醇与非变换线富硫甲醇的中压闪蒸及气提工艺在同一闪蒸塔内完成，使从中压闪蒸塔进入H2S浓缩塔的富硫甲醇中CO含量增加，导致有效气CO损失增加，同时造成尾气中CO含量超标。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种减少有效气损失又可实现尾气中CO的达标排放的酸性气体脱除的有效气回收工艺。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
一种酸性气体脱除的有效气回收工艺，采用的设备包括：
变换气中压闪蒸塔，具有上下排布的上塔及下塔，所述上塔下部的侧壁上开有供气提氮气1输入的第一入口，所述上塔的底部开有供富甲醇4输出的第一出口，所述上塔上部的侧壁上开有供富甲醇1输入并向下喷洒的第五入口，所述上塔的顶部开有供中压闪蒸气1输出的第三出口，所述上塔的底部之下开有供中压闪蒸气2输出的第四出口；所述下塔上部的侧壁上开有供富甲醇7输入并向下喷洒的第二入口，所述下塔下部的侧壁上开有供富甲醇2输入并向下喷洒的第六入口，所述下塔下部的侧壁上开有供气提氮气2输入的第三入口，所述下塔的底部开有供富甲醇5输出的第二出口；所述下塔中部的侧壁上开有供富甲醇2输入并向下喷洒的第四入口；
非变换气中压闪蒸塔，顶部开有供中压闪蒸气3输出的第一输出口，上部侧壁上开有供贫甲醇输入并向下喷洒的第一输入口，中部侧壁上开有供富甲醇3输入并向下喷洒的第二输入口及供中压闪蒸气2输入的第三输入口，下部的侧壁上开有供气提氮气3输入的第四输入口，底部开有供富甲醇6输出的第二输出口；所述变换气中压闪蒸塔与非变换气中压闪蒸塔之间连接供中压闪蒸气2从变换气中压闪蒸塔输往非变换气中压闪蒸塔的第一管道；
变换气吸收塔，上部开有供富甲醇1输出的第一输送口，该第一输送口通过第二管道与变换气中压闪蒸塔的第五入口相连通；变换气吸收塔下部开有供富甲醇2输出的第二输送口，该第二输送口通过第三管道与变换气中压闪蒸塔的第六入口相连通；以及
非变换气吸收塔，中部开有供富甲醇3输出的第三输送口，该第三输送口通过第四管道与非变换气中压闪蒸塔的第二输入口相连通；
所述的回收工艺包括以下步骤：
来自变换气吸收塔的富甲醇1进入变换气中压闪蒸塔上塔，来自变换气吸收塔的富甲醇2进入变换气中压闪蒸塔下塔，来自非变换气吸收塔的富甲醇3进入非变换气中压闪蒸塔；
变换气中压闪蒸塔下塔顶部的中压闪蒸气2进入非变换气中压闪蒸塔，与富甲醇3闪蒸出的闪蒸气一起经贫甲醇洗涤后作为中压闪蒸气3，汇入变换气中压闪蒸塔顶的中压闪蒸气1，经冷却分液后并入燃料气管网。
优选地，所述富甲醇1、富甲醇2、富甲醇3经中压闪蒸后对其闪蒸凝液分别单独氮气气提，以此降低三股闪蒸凝液中CO和H2含量。
具体的，所述变换气中压闪蒸塔上塔设置气提氮气1，用以气提富甲醇1进行中压闪蒸后闪蒸液中的CO和H2。
所述变换气中压闪蒸塔下塔设置气提氮气2，用以气提富甲醇2进行中压闪蒸后闪蒸液中的CO和H2。
所述非变换气中压闪蒸塔设置气提氮气3，用以气提富甲醇3进行中压闪蒸后闪蒸液中的CO和H2。
优选地，对H2S含量高、CO含量低的富甲醇2与H2S含量高、CO含量高的富甲醇3，在不同闪蒸塔中进行闪蒸、气提，降低因富甲醇2与富甲醇3混合后用氮气对混合液中CO、H2进行气提的难度。
优选地，所述变换气中压闪蒸塔上塔、下塔和非变换气中压闪蒸塔的操作压力范围为0.8～1.2MPaG
优选地，所述气提氮气1、气提氮气2和气提氮气3的操作压力范围为0.85～1.5MPaG。
优选地，所述富甲醇2蒸出的中压闪蒸气2经富甲醇7洗涤出去大部分CO2组分后送至非变换气中压闪蒸塔，与富甲醇3蒸出的中压闪蒸气一起贫甲醇洗涤，脱除闪蒸气中的H2S组分。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1)本发明变换线富硫甲醇与非变换线富硫甲醇的中压闪蒸工艺在两个闪蒸塔内完成，降低了因富甲醇2与富甲醇3混合后用氮气对混合液中CO、H2进行气提的难度，提高了酸性气体脱除工艺有效气回收率；
2)本发明变换线富硫甲醇与非变换线富硫甲醇的中压闪蒸及气提工艺在两个闪蒸塔内完成，降低了进入下游H2S浓缩系统富甲醇4、富甲醇5、富甲醇6中的CO含量，可确保尾气中CO的达标排放。
附图说明
图1为本发明实施例的工艺流程图；
图2为本发明对比例的工艺流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例：
如图1所示，本实施例的酸性气体脱除的有效气回收工艺采用的设备包括：
变换气中压闪蒸塔001，具有上下排布的上塔及下塔，上塔下部的侧壁上开有供气提氮气1输入的第一入口，上塔的底部开有供富甲醇4输出的第一出口，上塔上部的侧壁上开有供富甲醇1输入并向下喷洒的第五入口，上塔的顶部开有供中压闪蒸气1输出的第三出口，上塔的底部之下开有供中压闪蒸气2输出的第四出口；下塔上部的侧壁上开有供富甲醇7输入并向下喷洒的第二入口，下塔下部的侧壁上开有供富甲醇2输入并向下喷洒的第六入口，下塔下部的侧壁上开有供气提氮气2输入的第三入口，所述下塔的底部开有供富甲醇5输出的第二出口；下塔中部的侧壁上开有供富甲醇2输入并向下喷洒的第四入口；
非变换气中压闪蒸塔002，顶部开有供中压闪蒸气3输出的第一输出口，上部侧壁上开有供贫甲醇输入并向下喷洒的第一输入口，中部侧壁上开有供富甲醇3输入并向下喷洒的第二输入口及供中压闪蒸气2输入的第三输入口，下部的侧壁上开有供气提氮气3输入的第四输入口，底部开有供富甲醇6输出的第二输出口；变换气中压闪蒸塔与非变换气中压闪蒸塔之间连接供中压闪蒸气2从变换气中压闪蒸塔输往非变换气中压闪蒸塔的第一管道01；
变换气吸收塔003，上部开有供富甲醇1输出的第一输送口，该第一输送口通过第二管道02与变换气中压闪蒸塔的第五入口相连通；变换气吸收塔下部开有供富甲醇2输出的第二输送口，该第二输送口通过第三管道03与变换气中压闪蒸塔的第六入口相连通；
非变换气吸收塔004，中部开有供富甲醇3输出的第三输送口，该第三输送口通过第四管道04与非变换气中压闪蒸塔的第二输入口相连通。
上述变换气中压闪蒸塔001的上塔中安装有填料，第一入口位于该填料之下，第五入口位于该填料之上。变换气中压闪蒸塔001的下塔的上部中设置有塔板，第二入口位于该塔板之上；变换气中压闪蒸塔001的下塔的下部安装有填料，第六入口位于该塔板之下、该填料之上，第三入口位于该填料之下；
上述非变换气中压闪蒸塔002的中部设置有塔板，第一输入口位于该塔板之上；非变换气中压闪蒸塔002的下部安装有填料，第二输入口、第三输入口均位于该塔板之下、该填料之上；第四输入口位于该填料之下。
上述变换气吸收塔003中设置有自上而下排布的上塔板、中塔板、下塔板，第一输送口设于上塔板的底部，第二输送口设于中塔板的底部。上塔板的底部与中塔板的顶部之间连接有能将上塔板中的液体向下喷洒的第一导流管线1；中塔板的下部与下塔板的顶部之间连接有能将中塔板中的液体向下喷洒的第二导流管线2。
上述非变换气吸收塔004中设置有自而上下排布的上部塔板、下部塔板，第三输送口设于上部塔板的底部；上部塔板的下部与下部塔板的顶部之间连接有能将上部塔板中的液体向下喷洒的第三导流管线3。
本实施例的酸性气体脱除的有效气回收工艺采用的设备包括一台变换气吸收塔、一台非变换气吸收塔、一台变换气中压闪蒸塔、一台非变换气中压闪蒸塔，包括以下步骤：来自变换气吸收塔的富甲醇1进入变换气中压闪蒸塔上塔，进行中压闪蒸后单独对其进行氮气气提，以此降低富甲醇4中的CO和H2含量；来自变换气吸收塔的富甲醇2进入变换气中压闪蒸塔下塔，进行中压闪蒸后单独对其进行氮气气提，以此降低富甲醇5中的CO和H2含量；来自非变换气吸收塔的富甲醇3进入非变换气中压闪蒸塔，进行中压闪蒸后单独对其进行氮气气提，以此降低富甲醇6中的CO和H2含量。
以处理能力为80000Nm3/h(以H2+CO计)制氢，同时副产105000Nm3/h燃料气(以H2+CO计)的酸性气体脱除装置为例，来说明本实施例酸性气体脱除的有效气回收工艺，具体包括下述步骤：
来自变换气吸收塔-36℃、5.38MPaG、217703kg/h的富甲醇1(CO体积含量：0.055％)进入变换气中压闪蒸塔上塔，来自变换气吸收塔-28.8℃、5.4MPaG、110934kg/h的富甲醇2(CO体积含量：0.048％)进入变换气中压闪蒸塔下塔，来自非变换气吸收塔-29℃、5.53MPaG、47094kg/h的富甲醇3(CO体积含量：1.598％)进入变换气中压闪蒸塔下塔。气提氮气1用量800Nm3/h，气提氮气2用量450Nm3/h，气提氮气3用量600Nm3/h。
进入下游H2S浓缩系统富甲醇4、富甲醇5、富甲醇6中的总CO含量4.79kg/h，尾气中CO含量控制在70ppm(87.5mg/Nm3)；进入下游H2S浓缩系统富甲醇4、富甲醇5、富甲醇6中的总H2含量0.04kg/h，尾气中H2含量7ppm(0.6mg/Nm3)。
对比例：
如图2所示，该工艺采用一台变换气吸收塔、一台非变换气吸收塔、一台中压闪蒸塔。来自变换气吸收塔的富甲醇1进入变换气中压闪蒸塔上塔，进行中压闪蒸，以此降低富甲醇4中的CO和H2含量；来自变换气吸收塔的富甲醇2进入中压闪蒸塔下塔进行闪蒸；来自非变换气吸收塔的富甲醇3进入中压闪蒸塔下塔进行闪蒸，对下塔两股富甲醇闪蒸出后的凝液进行氮气气提，以此降低富甲醇5中的CO和H2含量。具体包括下述步骤：
来自变换气吸收塔-36℃、5.38MPaG、217703kg/h的富甲醇1(CO含量：0.055％)进入变换气中压闪蒸塔上塔，来自变换气吸收塔-28.8℃、5.4MPaG、110934kg/h的富甲醇2(CO含量：0.048％)进入中压闪蒸塔下塔，来自非变换气吸收塔-29℃、5.53MPaG、47094kg/h的富甲醇3(CO含量：1.598％)进入中压闪蒸塔下塔。气提氮气用量1850Nm3/h。
进入下游H2S浓缩系统富甲醇4、富甲醇5总CO含量82.8kg/h，尾气中CO含量控制在1370ppm(1712mg/Nm3)；进入下游H2S浓缩系统富甲醇4、富甲醇5总H2含量15.2kg/h，尾气中H2含量为3320ppm(296mg/Nm3)。
对比本实施例与对比例的结果可知，本申请变换线富硫甲醇与非变换线富硫甲醇的中压闪蒸及气提工艺在两个闪蒸塔内完成，优于在对比例在同一中压闪蒸塔中完成，本发明既可减少有效气损失，又可实现尾气中CO的达标排放。
Claims (8)
1.一种酸性气体脱除的有效气回收工艺，其特征在于采用的设备包括：
变换气中压闪蒸塔，具有上下排布的上塔及下塔，所述上塔下部的侧壁上开有供气提氮气1输入的第一入口，所述上塔的底部开有供富甲醇4输出的第一出口，所述上塔上部的侧壁上开有供富甲醇1输入并向下喷洒的第五入口，所述上塔的顶部开有供中压闪蒸气1输出的第三出口，所述上塔的底部之下开有供中压闪蒸气2输出的第四出口；所述下塔上部的侧壁上开有供富甲醇7输入并向下喷洒的第二入口，所述下塔下部的侧壁上开有供富甲醇2输入并向下喷洒的第六入口，所述下塔下部的侧壁上开有供气提氮气2输入的第三入口，所述下塔的底部开有供富甲醇5输出的第二出口；所述下塔中部的侧壁上开有供富甲醇2输入并向下喷洒的第四入口；
非变换气中压闪蒸塔，顶部开有供中压闪蒸气3输出的第一输出口，上部侧壁上开有供贫甲醇输入并向下喷洒的第一输入口，中部侧壁上开有供富甲醇3输入并向下喷洒的第二输入口及供中压闪蒸气2输入的第三输入口，下部的侧壁上开有供气提氮气3输入的第四输入口，底部开有供富甲醇6输出的第二输出口；所述变换气中压闪蒸塔与非变换气中压闪蒸塔之间连接供中压闪蒸气2从变换气中压闪蒸塔输往非变换气中压闪蒸塔的第一管道；
变换气吸收塔，上部开有供富甲醇1输出的第一输送口，该第一输送口通过第二管道与变换气中压闪蒸塔的第五入口相连通；变换气吸收塔下部开有供富甲醇2输出的第二输送口，该第二输送口通过第三管道与变换气中压闪蒸塔的第六入口相连通；以及
非变换气吸收塔，中部开有供富甲醇3输出的第三输送口，该第三输送口通过第四管道与非变换气中压闪蒸塔的第二输入口相连通；
所述的回收工艺包括以下步骤：
来自变换气吸收塔的富甲醇1进入变换气中压闪蒸塔上塔，来自变换气吸收塔的富甲醇2进入变换气中压闪蒸塔下塔，来自非变换气吸收塔的富甲醇3进入非变换气中压闪蒸塔下塔；
变换气中压闪蒸塔下塔顶部的中压闪蒸气2进入非变换气中压闪蒸塔，与富甲醇3闪蒸出的闪蒸气一起经贫甲醇洗涤后作为中压闪蒸气3，汇入变换气中压闪蒸塔顶的中压闪蒸气1，经冷却分液后并入燃料气管网。
2.根据权利要求1所述的酸性气体脱除的有效气回收工艺，其特征在于：所述富甲醇1、富甲醇2、富甲醇3经中压闪蒸后对其闪蒸凝液分别单独氮气气提。
3.根据权利要求2所述的酸性气体脱除的有效气回收工艺，其特征在于：所述变换气中压闪蒸塔上塔设置气提氮气1，用以气提富甲醇1进行中压闪蒸后闪蒸液中的CO 和H2。
4.根据权利要求2所述的酸性气体脱除的有效气回收工艺，其特征在于：所述变换气中压闪蒸塔下塔设置气提氮气2，用以气提富甲醇2进行中压闪蒸后闪蒸液中的CO和H2。
5.根据权利要求2所述的酸性气体脱除的有效气回收工艺，其特征在于：所述非变换气中压闪蒸塔设置气提氮气3，用以气提富甲醇3进行中压闪蒸后闪蒸液中的CO和H2。
6.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的酸性气体脱除的有效气回收工艺，其特征在于：所述变换气中压闪蒸塔上塔、下塔和非变换气中压闪蒸塔的操作压力范围为0.8～1.2MPaG。
7.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的酸性气体脱除的有效气回收工艺，其特征在于：所述气提氮气1、气提氮气2和气提氮气3的操作压力范围为0.85～1.5MPaG。
8.根据权利要求1～5中任一权利要求所述的酸性气体脱除的有效气回收工艺，其特征在于：所述富甲醇2蒸出的中压闪蒸气1经富甲醇7洗涤出去大部分CO2组分后送至非变换气中压闪蒸塔，与富甲醇3蒸出的中压闪蒸气一起贫甲醇洗涤，脱除闪蒸气中的H2S组分。
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