配套粉煤气化装置的合成气净化方法及其装置与流程

本发明涉及低温甲醇洗工艺，具体涉及一种配套粉煤气化装置的合成气净化方法和一种配套粉煤气化装置的合成气净化装置。

背景技术：

1、低温甲醇洗是以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对h2s、co2等酸性气体溶解度大的优良特性，采用物理吸收脱除粉煤气化装置所产合成气中的酸性气体。该工艺具有气体净化度高、选择性好、甲醇吸收能力大等优点。甲醇能够选择性地脱除合成气中的co2和h2s等酸性气体组分，同时脱除hcn、nh3等微量组分。甲醇溶剂的再生通过分段减压闪蒸和热再生来实现。

2、目前，低温甲醇洗技术创新研究主要集中在富co2甲醇的减压闪蒸循环使用方面，主要有贫液-半贫液流程和贫液-准贫液两种典型工艺流程，尤其是贫液-半贫液流程对降低低温甲醇洗的综合能耗发挥了积极作用，但继续进行技术优化和创新出现了瓶颈。因此，有必要将低温甲醇洗流程的技术创新和优化方向进行调整。

3、在低温甲醇洗工艺流程中，含h2s甲醇必须通过热再生才能循环使用，热再生过程是低温甲醇洗的主要耗能工序。因此，如何提升含h2s甲醇的使用效率是接下来技术创新的方向，另外还需要积极开展中压闪蒸工序闪蒸压力、闪蒸温度、闪蒸容器型式选择等方面的研究工作，多措并举来降低低温甲醇洗装置能耗。

4、cn201110260570.0公开了一种低温甲醇洗工艺，首先是该低温甲醇洗工艺在h2s吸收塔全部使用富co2甲醇对合成气进行洗涤，没有研究和使用系统中存在的低h2s甲醇溶液，让其发挥部分吸收合成气中h2s气体的潜能。其次是在co2再吸收塔的co2闪蒸段，富co2甲醇在洗涤富h2s甲醇闪蒸气的同时直接与富h2s甲醇混合，自身被富h2s甲醇污染，混合后的低浓度h2s甲醇没有得到充分使用，不利于低温甲醇洗装置综合能耗的降低。最后是中压闪蒸流程设置简单，仅使用了一级闪蒸，闪蒸气压力较低，闪蒸温度设置也不够科学合理，闪蒸气需要较大的压缩功率消耗才能将其回收。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述技术问题，提供一种配套粉煤气化装置的合成气净化方法及其装置，该方法通过优化配置中压闪蒸流程，具有一级闪蒸设备占地面积小、闪蒸气液分离效果好、闪蒸气回收能耗低等优点，二级闪蒸流程短温度低、闪蒸气量少、洗涤甲醇用量少，再吸收塔所产低h2s甲醇使用效率高，低温甲醇洗装置综合能耗低的优点。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种配套粉煤气化装置的合成气净化方法，所述方法包括以下步骤：

3、(1)将来自co2吸收工序的剩余部分第一富co2甲醇进行一级co2闪蒸，得到的一级co2闪蒸后富co2甲醇经第一冷却后，进行二级co2闪蒸，得到二级co2闪蒸后富co2甲醇；

4、(2)将来自h2s吸收工序的第二富h2s甲醇进行一级h2s闪蒸，得到的一级h2s闪蒸后富h2s甲醇经第三冷却后，进行二级h2s闪蒸，得到二级h2s闪蒸后富h2s甲醇；

5、(3)将部分二级co2闪蒸后富co2甲醇进行第一闪蒸，得到的半贫甲醇分为第一股半贫甲醇和第二股半贫甲醇；将剩余部分二级co2闪蒸后富co2甲醇经第二冷却后进行第二闪蒸；将所述二级h2s闪蒸后富h2s甲醇进行第三闪蒸，得到第四富h2s甲醇和第三co2产品气；

6、其中，将所述第二闪蒸得到的第二富co2甲醇和第三co2产品气接触并进行洗涤，得到的低h2s甲醇返回所述h2s吸收工序；将所述第一股半贫甲醇返回所述co2吸收工序。

7、本发明第二方面提供一种配套粉煤气化装置的合成气净化装置，所述装置包括：依次连接的h2s吸收塔t-01、co2吸收塔t-02、一级闪蒸塔t-03、二级闪蒸塔t-04和再吸收塔t-05，以及第一冷却器e-1、第二冷却器e-2和第三冷却器e-3；

8、其中，所述一级闪蒸塔t-03自上而下分为一级co2闪蒸段和一级h2s闪蒸段；所述二级闪蒸塔t-04自上而下分为二级co2闪蒸段和二级h2s闪蒸段；

9、其中，一级co2闪蒸段用于将来自所述co2吸收塔t-02的剩余部分第一富co2甲醇4-ii进行一级co2闪蒸，得到的一级闪蒸后富co2甲醇10进入第一冷却器e-1经第一冷却后，进入二级co2闪蒸段进行二级co2闪蒸，得到的二级闪蒸后富co2甲醇12；

10、其中，部分二级闪蒸后富co2甲醇12-i从所述再吸收塔t-05的上部进入进行第一闪蒸，得到的半贫甲醇8部分循环回用于所述co2吸收塔t-02；剩余部分二级闪蒸后富co2甲醇12-ii进入所述第二冷却器e-2经第二冷却后，从所述再吸收塔t-05的中部进入进行第二闪蒸，得到第二富co2甲醇；

11、其中，一级h2s闪蒸段用于将来自所述h2s吸收塔t-01的第二富h2s甲醇5进行一级h2s闪蒸，得到的一级闪蒸后富h2s甲醇14进入第三冷却器e-3经第三冷却后，进入二级h2s闪蒸段进行二级h2s闪蒸，得到的二级闪蒸后富h2s甲醇16从所述再吸收塔t-05的下部进入进行第三闪蒸，得到第四富h2s甲醇17和第三co2产品气；

12、其中，所述第二富co2甲醇和第三co2产品气接触并进行洗涤，得到的低h2s甲醇2循环回用于所述h2s吸收塔t-01。

13、相比现有技术，本发明具有以下优势：

14、(1)本发明提供的方法采用二级中压闪蒸技术，一级闪蒸压力较高，闪蒸出的有效气较多，一级闪蒸气可以直接送到压缩工序压缩机的二段，减少压缩机功耗；二级闪蒸压力较低，确保把富co2甲醇和富h2s甲醇中的有效气进行回收，同时可以降低压缩工序压缩机的一段气缸进气量，同样可以降低压缩机功耗；

15、(2)本发明对co2再吸收的内部结构进行优化，实现了富co2甲醇对富h2s甲醇闪蒸所产生co2产品气中硫组分的吸收，但又没有和闪蒸后的富h2s甲醇相互混合；因此，富co2甲醇吸收闪蒸出的h2s气体后相对现有技术，溶液中的h2s含硫更低，称为低h2s甲醇，为接下来对该股低h2s甲醇的再次使用创造了条件；

16、(3)本发明在h2s吸收塔，通过引入低h2s甲醇吸收合成气中的h2s和co2气体，实现了对低h2s甲醇的循环使用，降低了h2s吸收塔主洗涤段富co2甲醇的使用量，相当于降低了需要热再生的富h2s甲醇。另外在h2s吸收塔通过低h2s甲醇对co2气体的前置吸收，相应的减轻了后续co2吸收塔的工作负荷，对降低co2吸收塔贫甲醇和半贫甲醇使用量也有积极意义。

技术特征：

1.一种配套粉煤气化装置的合成气净化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述h2s吸收工序包括：将合成气和部分低h2s甲醇进行第一h2s吸收，得到第一富h2s甲醇和预洗涤后合成气；将所述预洗涤后合成气、剩余部分低h2s甲醇和部分第一富co2甲醇接触并进行第二h2s吸收，得到所述第二富h2s甲醇和脱硫气；

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(1)中，所述一级co2闪蒸的压力为1.5-1.8mpa；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(2)中，所述一级h2s闪蒸的压力为1.5-1.8mpa；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，将所述二级co2闪蒸还得到的二级co2闪蒸气和所述二级h2s闪蒸还得到的二级h2s闪蒸气混合后，与第三富h2s甲醇接触并进行洗涤，得到含有洗涤后二级co2闪蒸气和洗涤后二级h2s闪蒸气的二级闪蒸汽；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述第一闪蒸、第二闪蒸和第三闪蒸的压力各自独立地为0.05-0.08mpa；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：将所述低h2s甲醇经第一加压后，再分为部分低h2s甲醇和剩余部分低h2s甲醇；优选地，所述第一加压后低h2s甲醇的压力为3.6-4mpa；

8.一种配套粉煤气化装置的合成气净化装置，其特征在于，所述装置包括：依次连接的h2s吸收塔(t-01)、co2吸收塔(t-02)、一级闪蒸塔(t-03)、二级闪蒸塔(t-04)和再吸收塔(t-05)，以及第一冷却器(e-1)、第二冷却器(e-2)和第三冷却器(e-3)；

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述二级闪蒸塔(t-04)中二级co2闪蒸段的顶部连接二级h2s闪蒸段的中部，且二级h2s闪蒸段的中部连接后续工序的第三富h2s甲醇，用于将所述二级co2闪蒸得到的二级co2闪蒸气和所述二级h2s闪蒸得到的二级h2s闪蒸气混合后，与所述第三富h2s甲醇接触并进行洗涤，得到包含洗涤后二级co2闪蒸气和洗涤后二级h2s闪蒸气的二级闪蒸气。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述装置还包括：在所述再吸收塔(t-05)的低h2s甲醇出口和所述h2s吸收塔(t-01)的连接管道上设置有第一泵(p-1)，用于将所述低h2s甲醇(2)经第一加压后分为部分低h2s甲醇(2-i)和剩余部分低h2s甲醇(2-ii)；

技术总结
本发明涉及低温甲醇洗工艺，具体涉及一种配套粉煤气化装置的合成气净化方法和一种配套粉煤气化装置的合成气净化装置。该方法采用二级中压闪蒸技术，一级闪蒸压力较高，闪蒸出的有效气较多，一级闪蒸气可以直接送到压缩工序压缩机的二段，减少压缩机功耗；二级闪蒸压力较低，确保把富CO<subgt;2</subgt;甲醇和富H<subgt;2</subgt;S甲醇中的有效气进行回收，同时可以降低压缩工序压缩机的一段气缸进气量，同样可以降低压缩机功耗。

技术研发人员：许仁春,韩振飞,胡俊生,陈洁净,付瑞强,鞠剑
受保护的技术使用者：中石化宁波工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19