一种减少低温甲醇洗甲烷损失率的装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开的一种减少低温甲醇洗甲烷损失率的装置，其特征在于，包括吸收塔和中压闪蒸塔。其将传统低温甲醇洗两个中压闪蒸罐替换为一个中压闪蒸塔；利用脱硫后的粗合成气作为气提气通入中压闪蒸塔，将CH4、H2等有效气体气提出来；气提出来含甲烷的气体进入到循环气压缩加压进入吸收塔中提高甲烷的回收率；减少甲烷从尾气排放量，减轻环境负担。
【专利说明】一种减少低温甲醇洗甲烷损失率的装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及低温甲醇洗净化高甲烷粗合成气处理【技术领域】，特别涉及一种通过重新配置低温甲醇洗流程，以达到增加甲烷在低温甲醇洗装置回收率的减少低温甲醇洗甲烷损失率的装置。
【背景技术】
[0002]鉴于我国是个煤多气少的国家，目前，大多数化工企业均采用煤为原料。鉴于低温甲醇洗具有适用性广泛、原料便宜易得等特点，几乎所有的煤化工企业都配有低温甲醇洗工段，以脱除合成气中的苯、甲苯、油、H2S、CO2等组分。
[0003]煤炭是世界储量最多分布最广的化石能源，根据煤炭形成的年代及不同的地域特质，煤的品质及种类呈多样性，为适应不同的煤质开发了不同的气化技术，例如，水煤浆气化技术、碎煤加压气化技术、粉煤加压气化技术、Hygas气化技术等等。然而对于劣质煤的应用，目前一般采用碎煤加压气化技术、Hygas、油煤浆等气化技术。上述类型气化技术由于其气化压力高温度低等特点，生产的粗煤气都含有较多的甲烷等低链烃类气体。
[0004]低温甲醇洗装置主要是利用在低温下甲醇对酸性气有很大的溶解性，然而对H2、CO的溶解性较小，从而达到在净化合成气的同时尽量少的损失有效气体。在上述煤气化生产的粗合成气当中含有大约10?16%的甲烷成分。然而甲烷在低温甲醇的溶解度大约是H2的数倍?数十倍左右，因此在低温甲醇洗装置净化含甲烷较高的合成气时，往往甲烷的损失率也相对较高，降低了原料的利用率。
[0005]在传统的低温甲醇洗流程当中，被甲醇吸收后甲烷一小部分在中压闪蒸释放通过循环气压缩机重新利用，另外一大部分将在CO2产品塔和硫化氢浓缩塔塔顶释放。不仅降低了甲烷的利用率，而且未被回收的甲烷将随尾气进入到大气。增加了环境负担。因此在传统的低温甲醇洗流程中不能够有高的甲烷回收率。而解决上述流程的不足之处，关键是在通过气提的方式将CH4从低温甲醇中分离出来。
实用新型内容
[0006]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述流程的不足之处而提供一种减少低温甲醇洗甲烷损失率的装置，该装置主要考虑到低温甲醇CH4有一定的溶解性，被低温甲醇吸收的甲烷将在后续的再生工段中从尾气中释放至大气中。在被低温甲醇吸收的甲烷释放之前，通过气提的方式将甲烷从低温甲醇中分离出来不仅可以提高甲烷的回收率，还可以减少甲烷对大气的排放。
[0007]本实用新型所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现:
[0008]一种减少低温甲醇洗甲烷损失率的装置，包括:
[0009]一吸收塔，所述吸收塔至少具有一位于塔顶的净化气出口、位于上部的甲醇贫液入口、位于下部的含甲烷粗合成气入口和位于塔底的含硫富甲醇溶液出口，在所述吸收塔内部由下至上至少设置有脱硫段塔釜、脱碳段塔釜和冷却段塔釜；在脱碳段塔釜的底部上还设置有富CO2甲醇溶液出口 ；在脱硫段塔釜上部设置有脱硫后的含甲烷粗合成气出口和富CO2甲醇溶液返回口 ；在所述甲醇贫液入口连接一甲醇贫液输入管线，在所述净化气出口上连接一净化气输出管线，所述净化气输出管线连接至下游装置，所述含甲烷粗合成气入口连接一粗合成气输入管线，所述粗合成气输入管线连接至上游变换装置；
[0010]一中压闪蒸塔，所述中压闪蒸塔分为上、下两段中压闪蒸塔釜，所述上段中压闪蒸塔釜的上部设置有一富CO2甲醇溶液入口，下部设置有气提气体入口，顶部设置有气提气体循环出口，底部设置有气提后的甲醇溶液出口 ；所述下段中压闪蒸塔釜的上部设置有一含硫富甲醇溶液入口，下部设置有气提气体循环入口，顶部设置有被气提出来的气体出口，底部设置有气提后的甲醇溶液出口；
[0011]所述脱硫段塔釜上部的脱硫后的含甲烷粗合成气出口通过气提气体输送管线与所述上段中压闪蒸塔釜的气提气体入口连接；所述脱碳段塔釜底部上的富CO2甲醇溶液出口上连接两路富CO2甲醇溶液输送管线，其中一路富CO2甲醇溶液输送管线连接至脱硫段塔釜上部的富CO2甲醇溶液返回口，另一路富CO2甲醇溶液输送管线通过第一冷却器、第一减压阀连接至所述上段中压闪蒸塔釜上部的富CO2甲醇溶液入口，所述上段中压闪蒸塔釜顶部的气提气体循环出口通过气提气体循环输送管线连接至所述下段中压闪蒸塔釜下部的气提气体循环入口 ；所述吸收塔底部的含硫富甲醇溶液出口通过含硫富甲醇溶液输送管线、第二冷却器、第二减压阀连接至所述下段中压闪蒸塔釜上部的含硫富甲醇溶液入口 ；所述下段中压闪蒸塔釜顶部的被气提出来的气体出口通过被气提出来的气体输送管线、循环器压缩机、第三冷却器连接至所述吸收塔下部的含甲烷粗合成气入口 ；所述上、下两段中压闪蒸塔釜底部的气提后的甲醇溶液出口分别通过第一、第二气提后的甲醇溶液输送管线连接至甲醇溶液再生工段。
[0012]由于采用了如上的技术方案，本实用新型通过在中压闪蒸塔中通入气提气，将CH4从低温甲醇中分离出来，以提高甲烷回收率。
[0013]本实用新型的特点是:
[0014]1、将传统低温甲醇洗两个中压闪蒸罐替换为一个中压闪蒸塔；
[0015]2、利用脱硫后的粗合成气作为气提气通入中压闪蒸塔，将CH4、H2等有效气体气提出来；
[0016]3、气提出来含甲烷的气体进入到循环气压缩加压进入吸收塔中提高甲烷的回收率；
[0017]4、减少甲烷从尾气排放量，减轻环境负担。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的减少低温甲醇洗甲烷损失率的装置结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]参见图1，图中所示的一种减少低温甲醇洗甲烷损失率的装置，包括吸收塔100和中压闪蒸塔200。
[0020]在吸收塔100的顶部设置有一净化气出口 110，上部设置有一甲醇贫液入口 120，下部设置有一含甲烷粗合成气入口 130，塔底设置有含硫富甲醇溶液出口 140。在吸收塔100内部由下至上至少设置有脱硫段塔釜150、脱碳段塔釜160和冷却段塔釜170 ;脱碳段塔釜160和冷却段塔釜170上均设置有冷却器161、171。
[0021]另外在脱碳段塔釜160的底部上还设置有富CO2甲醇溶液出口 162 ;在脱硫段塔釜150上部设置有脱硫后的含甲烷粗合成气出口 151和富CO2甲醇溶液返回口 152。
[0022]在甲醇贫液入口 120连接一甲醇贫液输入管线121，该甲醇贫液输入管线121连接甲醇再生工段。
[0023]在净化气出口 110上连接一净化气输出管线111，净化气输出管线111连接至下游
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[0024]含甲烷粗合成气入口 130连接一粗合成气输入管线131，粗合成气输入管线131连接至上游变换装置。
[0025]中压闪蒸塔200分为上、下两段中压闪蒸塔釜210、220，上段中压闪蒸塔釜210的上部设置有一富CO2甲醇溶液入口 211，下部设置有气提气体入口 212，顶部设置有气提气体循环出口 213，底部设置有气提后的甲醇溶液出口 214。
[0026]下段中压闪蒸塔釜220的上部设置有一含硫富甲醇溶液入口 221，下部设置有气提气体循环入口 222，顶部设置有被气提出来的气体出口 223，底部设置有气提后的甲醇溶液出口 224。
[0027]吸收塔100的脱硫段塔釜150上部的脱硫后的含甲烷粗合成气出口 151通过气提气体输送管线310与中压闪蒸塔200的上段中压闪蒸塔釜210的气提气体入口 212连接。
[0028]脱碳段塔釜160底部上的富CO2甲醇溶液出口 162上连接两路富CO2甲醇溶液输送管线320、330，其中一路富CO2甲醇溶液输送管线320连接至脱硫段塔釜150上部的富CO2甲醇溶液返回口 152，另一路富CO2甲醇溶液输送管线330通过冷却器331、减压阀332连接至中压闪蒸塔200的上段中压闪蒸塔釜210上部的富CO2甲醇溶液入口 211。
[0029]中压闪蒸塔200的上段中压闪蒸塔釜210顶部的气提气体循环出口 213通过气提气体循环输送管线340连接至中压闪蒸塔200的下段中压闪蒸塔釜220下部的气提气体循环入口 222。
[0030]吸收塔100底部的含硫富甲醇溶液出口 140通过含硫富甲醇溶液输送管线350、冷却器351、减压阀352连接至中压闪蒸塔200的下段中压闪蒸塔釜220上部的含硫富甲醇溶液入口 221。
[0031]中压闪蒸塔200的下段中压闪蒸塔釜220顶部的被气提出来的气体出口 223通过被气提出来的气体输送管线360、循环器压缩机361、冷却器362连接至吸收塔100下部的含甲烷粗合成气入口 130。
[0032]上、下两段中压闪蒸塔釜210、220底部的气提后的甲醇溶液出口 214、224分别通过气提后的甲醇溶液输送管线370、380连接至甲醇溶液再生工段。
[0033]本实用新型的工作原理如下:
[0034]来自上游变换装置出口含甲烷粗合成气通过粗合成气输入管线131，进入低温甲醇洗的吸收塔100中的脱碳段塔釜160、脱硫段塔釜150脱除C02、H2S后再经冷却段塔釜170冷却后的净化气从吸收塔100塔顶的净化气出口 110流出并经净化气输出管线111进入下游装置。
[0035]吸收塔100内的脱碳段塔釜160的富CO2甲醇溶液出口 162出来的富C02甲醇溶液含有被吸收的甲烷。此富CO2甲醇溶液分为两股:一股通过富CO2甲醇溶液输送管线320和脱硫段塔釜150上部的富CO2甲醇溶液返回口 152流入脱硫段塔釜150的脱硫段塔釜150内，作为脱硫段塔釜150的洗涤甲醇，吸收粗合成气中的H2S。另外一股经过富CO2甲醇溶液输送管线330、冷却器331冷却后再经过减压阀332减压至1barG左右，通过中压闪蒸塔200的上段中压闪蒸塔釜210上部的富CO2甲醇溶液入口 211进入上段中压闪蒸塔釜210内进行气提。
[0036]经过吸收塔100内的脱硫段塔釜150吸收H2S和部分CO2后形成含硫富甲醇溶液，从脱硫段塔釜150流出，并经过吸收塔100底部的含硫富甲醇溶液出口 140、含硫富甲醇溶液输送管线350送出，送出的含硫富甲醇溶液经过冷却器331冷却后再经过减压阀332减压至1barG左右，再经下段中压闪蒸塔釜220上部的含硫富甲醇溶液入口 221送入下段中压闪蒸塔釜220内进行气提。
[0037]从吸收塔100内的脱硫段塔釜150顶部抽出一股脱硫后的粗合成气由脱硫段塔釜150顶部的脱硫后的含甲烷粗合成气出口 151送出，再经过气提气体输送管线310和上段中压闪蒸塔釜210的气提气体入口 212进入上段中压闪蒸塔釜210的塔底对进入上段中压闪蒸塔釜210内的富CO2甲醇溶液进行气提。由于气提作用，富CO2甲醇溶液中的甲烷、C02从溶液中分离出来。
[0038]段中压闪蒸塔釜210的气提气体循环出口 213出来的被气提出来的气体通过气提气体循环输送管线340和下段中压闪蒸塔釜220下部的气提气体循环入口 222进入到下段中压闪蒸塔釜220内，再次气提进入下段中压闪蒸塔釜220内内的含硫富甲醇溶液中的甲烷、C02。下段中压闪蒸塔釜220气提后的气体通过下段中压闪蒸塔釜220顶部的被气提出来的气体出口 223和被气提出来的气体输送管线360送至循环器压缩机361进行压缩，压缩后通过冷却器362冷却后，通过吸收塔100下部的含甲烷粗合成气入口 130与来自上游变换装置出口含甲烷粗合成气混合一同进入吸收塔100塔底。
[0039]由上、下两段中压闪蒸塔釜210、220底部的气提后的甲醇溶液出口 214、224出来的气提后的甲醇溶液分别通过气提后的甲醇溶液输送管线370、380送至甲醇溶液再生工段进行再生。
[0040]通过上述措施以达到提高甲烷在低温甲醇洗装置的回收率。
【权利要求】
1.一种减少低温甲醇洗甲烷损失率的装置，其特征在于，包括: 一吸收塔，所述吸收塔至少具有一位于塔顶的净化气出口、位于上部的甲醇贫液入口、位于下部的含甲烷粗合成气入口和位于塔底的含硫富甲醇溶液出口，在所述吸收塔内部由下至上至少设置有脱硫段塔釜、脱碳段塔釜和冷却段塔釜；在脱碳段塔釜的底部上还设置有富CO2甲醇溶液出口 ；在脱硫段塔釜上部设置有脱硫后的含甲烷粗合成气出口和富CO2甲醇溶液返回口 ；在所述甲醇贫液入口连接一甲醇贫液输入管线，在所述净化气出口上连接一净化气输出管线，所述净化气输出管线连接至下游装置，所述含甲烷粗合成气入口连接一粗合成气输入管线，所述粗合成气输入管线连接至上游变换装置； 一中压闪蒸塔，所述中压闪蒸塔分为上、下两段中压闪蒸塔釜，所述上段中压闪蒸塔釜的上部设置有一富CO2甲醇溶液入口，下部设置有气提气体入口，顶部设置有气提气体循环出口，底部设置有气提后的甲醇溶液出口 ；所述下段中压闪蒸塔釜的上部设置有一含硫富甲醇溶液入口，下部设置有气提气体循环入口，顶部设置有被气提出来的气体出口，底部设置有气提后的甲醇溶液出口； 所述脱硫段塔釜上部的脱硫后的含甲烷粗合成气出口通过气提气体输送管线与所述上段中压闪蒸塔釜的气提气体入口连接；所述脱碳段塔釜底部上的富CO2甲醇溶液出口上连接两路富CO2甲醇溶液输送管线，其中一路富CO2甲醇溶液输送管线连接至脱硫段塔釜上部的富CO2甲醇溶液返回口，另一路富CO2甲醇溶液输送管线通过第一冷却器、第一减压阀连接至所述上段中压闪蒸塔釜上部的富CO2甲醇溶液入口，所述上段中压闪蒸塔釜顶部的气提气体循环出口通过气提气体循环输送管线连接至所述下段中压闪蒸塔釜下部的气提气体循环入口 ；所述吸收塔底部的含硫富甲醇溶液出口通过含硫富甲醇溶液输送管线、第二冷却器、第二减压阀连接至所述下段中压闪蒸塔釜上部的含硫富甲醇溶液入口 ；所述下段中压闪蒸塔釜顶部的被气提出来的气体出口通过被气提出来的气体输送管线、循环器压缩机、第三冷却器连接至所述吸收塔下部的含甲烷粗合成气入口 ；所述上、下两段中压闪蒸塔釜底部的气提后的甲醇溶液出口分别通过第一、第二气提后的甲醇溶液输送管线连接至甲醇溶液再生工段。
【文档编号】C10K1/16GK203923123SQ201420309957
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年6月11日 优先权日:2014年6月11日
【发明者】金力强, 章华勇, 吴彩平 申请人:上海国际化建工程咨询公司