低温甲醇洗的改进工艺的制作方法

本发明涉及一种新型含烃类酸性气低温甲醇洗工艺的改进工艺，具体是在传统低温甲醇洗工艺基础上，对吸收塔脱碳段不含硫CO2甲醇溶液闪蒸回收CO和H2后的液相溶液再次进行减压闪蒸，并闪蒸得到的富含有机物的气相流股引出低温甲醇洗系统外，可直接作为燃料气输出，闪蒸后的液相则与传统低温甲醇洗工艺一致，进入CO2解吸塔和H2S富集塔进行处理。
背景技术：
：低温甲醇洗工艺是20世纪50年代由德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种以低温甲醇为吸收剂的气体净化工艺，该法广泛应用于以煤或渣油为原料生产合成氨、城市煤气、工业氢、合成甲醇等装置中。两种低温甲醇洗流程大致相同，只是在换热网络改进和具体工艺流程细节上略有不同(王显炎、郑明峰、张骏驰，Linde与Lurgi低温甲醇洗工艺流程分析，煤化工，2010，1(16)：34-37)，如图2所示，整个流程主要可分为以下几个部分：粗合成气冷却、酸性气洗涤脱除、中压闪蒸回收有效气(CO和H2)、硫化氢汽提富集、甲醇再生、甲醇精制及尾气洗涤放空等。低温甲醇洗系统的原料为粗合成气，最终系统输出包括：净化气(净化CO和H2，吸收塔塔顶气)、CO2产品气(CO2解吸塔塔顶气)、CO2尾气(H2S富集塔塔顶气)、富含H2S尾气(甲醇再生塔塔顶气，送至下游硫磺回收单元)。粗合成气中的甲烷、乙烷等有机物最终主要随H2S富集塔塔顶CO2尾气排出。随着当今随着环保要求日益严格，对工业尾气工艺的改进成为行业的重要课题，因此低温甲醇洗的尾气处理受到一定的关 注。传统低温甲醇洗工艺主要侧重回收净化气、硫磺及副产物CO2产品气，对于H2S富集塔塔顶CO2尾气的处理存在一定的缺陷。尤其当粗合成气中含有大量的C1～C3轻烃时，有机物最终主要存在于硫化氢塔塔顶的CO2尾气中，直接处理的难度、规模和投资都非常庞大。技术实现要素：针对林德和鲁奇低温甲醇洗工艺存在的缺陷，根据本发明的实施例，提出了一种低温甲醇洗工艺的改进工艺，使H2S富集塔塔顶CO2尾气中有机物含量降低，从而减小尾气处理系统的规模及投资；同时回收一股富含有机物的气体，可用作燃料气产生蒸汽，具有很好的经济效益。本发明工艺实现了尾气处理系统设备投资低，能耗低等优势，同时回收得到的燃料气进入锅炉产生蒸汽，达到一定的经济效益和环保效益。根据实施例，本发明提出的一种低温甲醇洗的改进工艺，其创新点在于：林德和鲁奇低温甲醇洗工艺中，将甲醇吸收塔脱碳段底部不含硫的甲醇溶液经闪蒸罐减压闪蒸回收CO和H2后，再次经减压阀减压闪蒸，分离出一股富含有机物的CO2气体引出低温甲醇洗系统外，可直接作为燃料气输出，液相进入CO2解吸塔和H2S富集塔。本发明技术方案中，将粗合成气从塔底送入甲醇吸收塔，与塔顶流下的低温甲醇逆流接触，其中的酸性气体(CO2、H2S和COS等)被甲醇吸收，吸收塔塔顶获得纯净的CO和H2合成气(净化气)。吸收塔分为脱碳段(上段)和脱硫段(下段)，脱碳段底部不含硫甲醇溶液经减压闪蒸分离出部分CO和H2气体后，再增加一级减压闪蒸，分离出一股富含甲烷等有机物的气相引出低温甲醇洗系统外，液相溶液直接进入后续的CO2解吸塔和H2S富集塔。脱硫段底部含硫甲醇 溶液则只经过减压闪蒸分离出部分CO和H2气体后，直接进入到H2S富集塔。在CO2解吸塔塔顶得到CO2产品气，而塔釜溶液进入H2S富集塔。H2S富集塔塔顶产生的尾气直接进入尾气处理系统进行处理，在塔釜得到的富含硫甲醇溶液需要进入后续低温甲醇洗单元进行处理。相对于林德和鲁奇低温甲醇洗的技术，本发明可广泛应用于以煤或渣油为原料生产合成氨、城市煤气、工业氢、合成甲醇等装置中。与传统低温甲醇洗工艺相比，本发明适用的原料气中烃类组成和浓度范围更广泛，同时使H2S富集塔塔顶尾气中有机物(甲烷、乙烷等)的含量降低，从而减小尾气处理系统的规模及投资，达到一定的经济效益和环保效益。另外，回收的富含有机物的气体，可作燃料气进入锅炉产生蒸汽，具有很好的经济效益和社会效益。随后的实施例将证明，本发明与传统的低温甲醇洗工艺相比，不仅能减小H2S富集塔塔顶尾气有机物的含量，减小直接处理的难度，同时还可回收一股富含有机物的气体，进而副产一定量的蒸汽，具有很好的环保效益和经济效益。本发明在传统低温甲醇洗工艺基础上，对吸收塔脱碳段不含硫CO2甲醇溶液闪蒸回收CO和H2后的液相溶液再次进行减压闪蒸，并闪蒸得到的富含有机物的气相流股引出低温甲醇洗系统外，可直接作为燃料气输出，闪蒸后的液相则与传统低温甲醇洗工艺一致，进入CO2解吸塔和H2S富集塔进行处理。附图说明图1为根据本发明实施例的低温甲醇洗改进工艺的流程图(与传统流程相比，改进的工艺在一级闪蒸的基础上再增加一级闪蒸，并输出一股燃料气)。图2为传统的低温甲醇洗的工艺流程图(只有一级闪蒸，并且闪蒸出来的气体经过压缩冷却再次循坏进入到吸收塔)。其中：T1为甲醇吸收塔；V1为减压阀；F1、F2为闪蒸罐；F3为闪蒸塔；T2为CO2解吸塔；T3为H2S富集塔。具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明记载的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。实施例1如图1所示，本实施例中原料工况条件如表1所示。本发明在该实施例中的工艺流程为：将该尾气从塔底送入甲醇吸收塔T1，并与塔顶流下的-53.5℃低温甲醇进行逆流接触，其中的酸性气体(CO2、H2S和COS等)被甲醇吸收，甲醇吸收塔T1塔顶获得纯净的净化气，该净化气的压力为5.48MPa，温度为-39.0℃，并直接输送出低温甲醇洗系统。甲醇吸收塔T1分为脱碳段和脱硫段，脱碳段底部得到不含硫甲醇溶液，温度为-35.0℃，经闪蒸罐F1减压闪蒸分离出部分CO和H2气体后，再增加一级减压阀V1降至压力为1.0MPa，然后进入闪蒸塔F3闪蒸，分离出一股富含甲烷等有机物的气相引出低温甲醇洗系统外，液相溶液直接进入后续的CO2解吸塔T2和H2S富集塔T3。脱硫段底部含硫甲醇溶液温度为-47.0℃，只经过闪蒸罐F2减压闪蒸分离出部分CO和H2气体后，液相直接进入到H2S富集塔T3。在CO2解吸塔T2塔顶得到0.3MPa、-51.0℃的CO2产品气，而塔釜含硫甲醇溶液温度为-47.0℃，进入H2S富集塔。H2S富集塔T3塔顶产生的CO2尾气温度为-61.0℃，压力为0.19MPa，直接进入尾气处理系统进行处理，在塔釜得到的富含硫甲醇溶液需要进入后续低温甲醇洗单元进行处理。经测定，在该实施例中H2S富集塔T3塔顶的尾气中CO和烃类总含量降低64.4％，大大降低了尾气处理系统的负荷；闪蒸塔F3塔顶的气相作为燃料气输出，可以产生蒸汽量4.0t/h；同时测得CO2产品气的组成提高到99.1％。表1.粗合成气数据表摩尔流量1786.0kg-mol/hr温度-12.0℃压力5.6MPa组分mol％(摩尔百分含量)CO231.25CO21.34H245.55CH41.07N20.23H2S0.24H2O0.23AR0.099实施例2本发明的第二较佳实施例，本实施例中甲醇吸收塔T1塔顶压力为5.50MPa，减压阀出口压力为0.8MPa，并且CO2解吸塔T2塔顶压力为0.27MPa，其余同实施例1。经测定，在该实施例中H2S富集塔T3塔顶的尾气中CO和烃类总含量降低65.1％；闪蒸塔F3塔顶的气相作为燃料气输出，可以产生蒸汽量4.2t/h；同时测得CO2产品气的组成提高到99.2％。实施例3本发明的第三较佳实施例，本实施例中粗合成气的组成见表2，其余同实施例1。经测定，在该实施例中H2S富集塔T3塔顶的尾气中CO和烃类总含量降低64.7％；闪蒸塔F3塔顶的气相作为燃料气输出，可以产生蒸汽量4.6t/h；同时测得CO2产品气的组成提高到99.0％。表2.粗合成气数据表摩尔流量1786.0kg-mol/hr温度-12.0℃压力5.6MPa组分mol％(摩尔百分含量)CO231.05CO21.21H245.27CH41.06C2H60.41C3H80.21N20.23H2S0.24H2O0.23AR0.098实施例4本发明的第四较佳实施例，本实施例中甲醇吸收塔T1塔顶压力为5.50MPa，减压阀V1出口压力为0.8MPa，并且CO2解吸塔T2塔顶压力为0.27MPa，其余同实施例3。经测定，在该实施例中H2S富集塔T3塔顶的尾气中CO和烃类总含量降低65.3％；闪蒸塔F3塔顶的气相作为燃料气输出，可以产生蒸汽量4.8t/h；同时测得CO2产品气的组成提高到99.2％。实施例5本发明的第五较佳实施例，本实施例中甲醇吸收塔T1塔顶压力为5.50MPa，减压阀V1出口压力为0.7MPa，并且CO2解吸塔T2塔顶压力为0.27MPa，其余同实施例3。经测定，在该实施例中H2S富集塔T3塔顶的尾气中CO和烃类总含量降低65.7％；闪蒸塔F3塔顶的气相作为燃料气输出，可以产生蒸汽量5.0t/h；同时测得CO2产品气的组成提高到99.2％。当前第1页1 2 3