配套粉煤气化装置的多联产酸性气体脱除方法及其装置与流程

本发明涉及低温甲醇洗，具体涉及一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气体脱除方法和一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气体脱除装置。

背景技术：

1、低温甲醇洗技术是一种以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对h2s、co2等酸性气体溶解度极大的特性，采用物理吸收脱除合成气中的酸性气体。该技术具有气体净化度高、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，是配套粉煤气化技术的主要合成气净化技术。

2、目前，低温甲醇洗技术创新主要集中在富co2甲醇的减压闪蒸循环使用方面，但对富co2甲醇循环使用的持续创新遇到了技术瓶颈。随着下游装置对合成气组分需求的多元化，国内多联产低温甲醇洗技术也得到了蓬勃发展，但对多联产技术中非变换气洗涤后的非变换富h2s甲醇如何充分利用仍然有待技术改进。co2吸收塔主要功能是脱除酸性气中的co2气体，但现有技术存在如果h2s吸收塔运行有波动，则对h2s气体吸收不够彻底，h2s气体会随着脱硫气进入co2吸收塔下塔，将整个低温甲醇洗体系的富co2甲醇污染技术问题。中压闪蒸是回收有效气工序，但中压闪蒸的闪蒸级数及闪蒸压力、闪蒸出的酸性气二次洗涤液吸收溶剂的选择等有待进一步优化。

3、cn201110260570.0公开了一种低温甲醇洗工艺，一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，消耗的富co2甲醇量较大，其他具有吸收h2s气体的溶剂没有挖掘使用，装置能耗较高。二是co2吸收塔产生的富co2甲醇全部汇集在塔底，然后从塔底抽出分成两股，分别送后系统和前系统使用，存在h2s吸收塔出口脱硫气中的h2s如果超标，则会污染co2吸收塔塔底全部富co2甲醇的风险，如果被污染，则所有被污染富co2甲醇均需重新进行再生，能耗高且不利于装置的稳定运行。三是中压闪蒸塔流程设置不够合理，造成富co2甲醇闪蒸出的co2气体转移到了富h2s甲醇中，co2气体溶解到富h2s甲醇中被污染，最终也需要通过热再生，不利于装置能耗的降低。四是有效气回收使用了一级中压闪蒸技术，有效气的循环压缩功率消耗较大。

4、cn108977236a公开了一种低温甲醇洗系统以及合成气的提供方法，该技术对非变换气洗涤后的非变换富h2s甲醇进行了二次利用，但仅作为中压闪蒸塔的闪蒸气洗涤甲醇使用，对其使用不够高效，仍然有技术改进空间。

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多联产酸性气体脱除方法及其装置，该方法具有非变换富h2s甲醇用途多、低h2s甲醇使用效率高，中压闪蒸压力梯度设置合理，富co2甲醇分级抽出，避免被h2s气体污染，低温甲醇洗装置综合能耗低，运行稳定等特点。

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多联产酸性气体脱除方法，所述方法包括以下步骤：

3、(1)将来自h2s吸收工序的脱硫气和剩余部分第三富co2甲醇进行第一co2吸收，得到的第一脱碳气体与部分第三富co2甲醇进行第二co2吸收，得到的第二脱碳气体与a股半贫甲醇和第二股贫甲醇进行第三co2吸收，得到的第三富co2甲醇经第一冷却后分为所述部分第三富co2甲醇和剩余部分第三富co2甲醇；

4、(2)将所述第二co2吸收还得的第二富co2甲醇进行一级co2闪蒸、一级co2洗涤，得到的一级富co2甲醇混合液进行二级co2闪蒸、二级co2洗涤，得到的二级富co2甲醇混合液经第二冷却后，进行第一闪蒸，得到的半贫甲醇分为三股；

5、(3)将来自h2s吸收工序的第三富h2s甲醇进行一级h2s闪蒸、一级h2s洗涤，得到的一级富h2s甲醇混合液进行二级h2s闪蒸、二级h2s洗涤，得到的二级富h2s甲醇混合液经第三冷却后，进行第二闪蒸，得到的含硫气体和第二股半贫甲醇进行洗涤，得到的低h2s甲醇返回所述h2s吸收工序；

6、其中，第一股半贫甲醇分为a股半贫甲醇和b股半贫甲醇；a股半贫甲醇返回所述第三co2吸收，b股半贫甲醇分为b1股半贫甲醇和b2股半贫甲醇分别返回所述一级co2洗涤和二级co2洗涤；

7、其中，来自非变换气净化工序的第四股非变换富h2s甲醇分为d1股非变换富h2s甲醇和d2股非变换富h2s甲醇分别返回所述一级h2s洗涤和二级h2s洗涤。

8、本发明第二方面提供一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气体脱除装置，所述装置包括：依次连接的非变换气洗涤塔、h2s吸收塔、co2吸收塔、一级闪蒸塔、二级闪蒸塔和再吸收塔；

9、所述co2吸收塔自下而上分为第一co2吸收段、第二co2吸收段和第三co2吸收段；第三co2吸收段的底部连接第一co2吸收段和第二co2吸收段的管道上设置有第一冷却器，用于将第三富co2甲醇经第一冷却后分为部分第三富co2甲醇和剩余部分第三富co2甲醇；剩余部分第三富co2甲醇进入第一co2吸收段，与来自h2s吸收塔的脱硫气进行第一co2吸收，得到的第一脱碳气体进入第二co2吸收段，与部分第三富co2甲醇进行第二co2吸收，得到的第二脱碳气体进入第三co2吸收段，与来自再吸收塔的a股半贫甲醇、来自后续工序的第二股贫甲醇进行第三co2吸收，得到所述第三富co2甲醇；

10、其中，所述一级闪蒸塔包括设置在上的一级co2闪蒸段和设置在下的一级h2s闪蒸段，所述二级闪蒸塔自上而下分为二级co2洗涤段、二级co2闪蒸段、二级h2s洗涤段和二级h2s闪蒸段；

11、一级co2闪蒸段用于将来自第二co2吸收段的第二富co2甲醇进行一级co2闪蒸、一级co2洗涤，得到的一级富co2甲醇混合液进入二级co2闪蒸段进行二级co2闪蒸，得到的二级co2闪蒸气经管道进入二级co2洗涤段进行二级co2洗涤，得到的二级富co2甲醇混合液进入第二冷却器经冷却后，进入再吸收塔的上段进行第一闪蒸，得到的半贫甲醇分为三股，将第一股半贫甲醇分为a股半贫甲醇、b1股半贫甲醇和b2股半贫甲醇分别循环回用于第二co2吸收段、一级co2闪蒸段和二级co2闪蒸段；

12、一级h2s闪蒸段用于将来自h2s吸收塔的第三富h2s甲醇进行一级h2s闪蒸、一级h2s洗涤，得到的一级富h2s甲醇混合液进入二级h2s闪蒸段进行二级h2s闪蒸，得到的二级h2s闪蒸气经管道进入二级h2s洗涤段进行二级h2s洗涤，得到的二级富h2s甲醇混合液进入第三冷却器经冷却后，进入再吸收塔的下段进行第二闪蒸，得到的含硫气体和第二股半贫甲醇在再吸收塔的中段进行洗涤，得到的低h2s甲醇循环回用于h2s吸收塔；

13、其中，将来自非变换气洗涤塔的第四股非变换富h2s甲醇分为d1股非变换富h2s甲醇和d2非变换富h2s甲醇，分别循环回用于一级h2s洗涤段和二级h2s洗涤段。

14、相比现有技术，本发明具有以下优势：

15、(1)本发明在co2吸收塔中使用了富co2甲醇分级抽出技术，co2吸收塔底的第一富co2甲醇全部送到h2s吸收塔，即使被污染也不会产生污染扩散问题。送后系统的第二富co2甲醇在co2吸收塔中段提前被抽走，有效避免了h2s气体在h2s吸收塔吸收不够彻底，污染co2吸收塔塔底送往后系统的第一富co2甲醇问题，有利于低温甲醇洗装置的稳定运行和综合能耗降低。

16、(2)本发明在co2吸收塔通过将第三富co2甲醇经冷却后进行分股使用，简化了co2吸收塔的冷量补充流程，减少了换热设备投资。

17、(3)本发明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，降低压缩机功耗。

18、(4)本发明在h2s吸收塔的第二h2s吸收段，通过引入低h2s甲醇和非变换富h2s甲醇共同吸收合成气中的h2s和co2气体，实现了对低h2s甲醇的循环使用和非变换富h2s甲醇的再次使用，有效降低了第一富co2甲醇的使用量，相当于降低了需要热再生的富h2s甲醇。同时在第二h2s吸收段的中部，通过低h2s甲醇和非变换富h2s甲醇对co2气体的双重前置吸收，相应的减轻了co2吸收塔的工作负荷，可以有效降低co2吸收塔贫甲醇和半贫甲醇的使用量。

19、(5)本发明在h2s吸收塔的第一h2s吸收塔段和非变换气洗涤塔的预净化段，通过使用非变换富h2s甲醇进行预洗涤，相比现有技术使用富co2甲醇进行预洗涤而言，在取得同样洗涤效果的前提下减少了富co2甲醇的使用量，有利于降低低温甲醇洗装置能耗。