一种提高酸性气体H2S浓度的低温甲醇洗系统的制作方法

一种提高酸性气体h2s浓度的低温甲醇洗系统
技术领域
1.本实用新型涉及煤化工领域气体净化技术，尤其涉及一种提高酸性气体h2s 浓度的低温甲醇洗系统。


背景技术：

2.煤化工装置的原料气中，常含有co2、h2s等酸性气体，这些气体需要通过低温甲醇洗方法予以脱除，以获得满足下游需要的净化合成气。低温甲醇洗净化法为物理吸收方法，利用甲醇在低温条件下(-70～-30℃)对co2、 h2s等酸性气体的溶解度大和选择性高的物理特性，以甲醇为溶剂将酸性气体从原料气中脱除，具有吸收能力强、净化度高、选择性好等优点，广泛用于现代大型煤化工装置。
3.低温甲醇吸收脱除原料气中的酸性介质co2、h2s、cos后，富甲醇通过低压解吸、气提、热再生等过程，将酸性介质分离出来。其中部分co2可回收作为co2产品气，部分co2和气提氮气的混合气体作为尾气排放，而 h2s、cos再生出来作为酸性气副产品送下游硫回收装置。受原料气中硫化物含量、装置配置等因素影响，低温甲醇洗副产酸性气中体h2s浓度会偏低或波动较大，影响后续硫回收系统的正常操作。
4.目前低温甲醇洗流程如附图1所示，经低压闪蒸、气提后富甲醇1(温度-30～-40℃)，经第一换热器e07、第二换热器e08换热到90℃后，送热再生塔c04进行精馏再生。因h2s浓缩塔c03为低温操作，而co2在低温甲醇中的溶解度较高，此时气提后富甲醇1中仍含有较多的co2，这部分co2在热再生塔c04解吸出来后进入酸性气体中，降低了酸性气中的h2s浓度，尤其是低硫原料气条件下，酸性气中的h2s浓度很低。因下游硫回收对酸性气中h2s浓度有要求，比如克劳斯硫回收工艺，要求酸性气中h2s浓度不能低于25％mol。为保证下游操作，常规流程常配有循环提浓管线，将部分酸性气2循环回h2s浓缩塔c03，被富甲醇再吸收后再到热再生塔c04重复再生，从而提高外送酸性气的浓度。此种工艺在h2s浓缩塔c03需要消耗冷量将循环的h2s吸收下来，在热再生塔c04要消耗热量将循环的h2s再生出来，增加了系统消耗。同时，受前序操作冷量补充及换热条件的影响，富甲醇1 中的co2含量也有波动，也就造成了酸性气中的h2s浓度波动，如循环提浓管线流量调节不及时，将影响下游硫回收系统的正常操作。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于，针对目前低温甲醇洗中酸性气体h2s浓度偏低或波动较大，影响后续硫回收系统操作的问题，提出一种提高酸性气体h2s 浓度的低温甲醇洗系统，该系统能有效提高酸性气体中硫化氢浓度，并可灵活调节其浓度高低。
6.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种提高酸性气体h2s 浓度的低温甲醇洗系统，包括h2s浓缩塔c03、氮气气提塔c07、热再生塔 c04和氮气管路，所述h2s浓缩塔c03底部通过第一换热器e07与氮气气提塔c07上段连通，所述氮气管路与氮气气提塔c07下段连通，所述氮气气提塔c07尾气出口与h2s浓缩塔c03下段连通，所述氮气气提塔c07
底部出口通过与第二换热器e08与热再生塔c04上段连通。
7.进一步地，所述氮气气提塔c07底部通过泵p04与第二换热器e08连通。
8.进一步地，所述氮气气提塔c07为常温氮气提塔，设有16层浮阀塔板或一定高度的填料。氮气气提塔c07的设置能有效提高酸性气体中硫化氢浓度，并可灵活调节其浓度高低。
9.进一步地，所述h2s浓缩塔c03底部与第一换热器e07热媒入口连通，所述第一换热器e07热媒出口与氮气气提塔c07上段连通。
10.进一步地，所述氮气气提塔c07底部出口与第二换热器e08热媒入口连通，所述第二换热器e08热媒出口与热再生塔c04上段连通。
11.进一步地，所述氮气管路上设置流量调节装置。
12.本实用新型一种提高酸性气体h2s浓度的低温甲醇洗系统的工作原理：出第一换热器的富甲醇，温度30～40℃，进新增的氮气气提塔，用少量的气提氮气进行气提。氮气气提塔气提尾气进h2s浓缩塔下段，用氮气对富甲醇进行气提，因氮气使气相中的co2分压降低，液相中的co2充分解吸，从而使液相中的h2s浓度提高。氮气气提塔气提后的富甲醇经泵加压，经第二换热器继续换热后进热再生塔进行热再生。
13.本实用新型高低温甲醇洗酸性气体h2s浓度的系统结构简单、合理、紧凑，与现有技术相比较具有以下优点：
14.1.含有h2s和co2等的富甲醇1在进甲醇热再生塔c04之前在第一换热器e07中与甲醇热再塔c04底热的贫甲醇换热升温，当温度升到常温时进入氮气气提塔；
15.2.通过调节氮气气提塔c07中气提氮气3用量调控甲醇液中的co2量，进而调控热再生塔c04顶得到的酸性气中h2s浓度，实现h2s浓度的灵活调节；
16.3.本实用新型常温氮气气提塔c07气提所用氮气量少，气提效果好，再生系统负荷降低。无需循环提浓h2s，节省冷量消耗。
17.综上，本实用新型能合理的调节酸性气中h2s浓度，且各工况下操作稳定，节省系统消耗。除可在新建装置上采用外，也便于在现有常规流程上进行改造实施，优化低温甲醇洗系统操作。
附图说明
18.图1为目前低温甲醇洗流程图；
19.图2为本实用新型提高低温甲醇洗酸性气体h2s浓度的流程图。
20.其中，1.第一富甲醇；2.酸性气；3.气提氮气；4.气提尾气；5.第二富甲醇；c01.洗涤塔；c02.co2解析塔；c03.h2s浓缩塔；c04.热再生塔；c05. 甲醇水分离塔；c06.尾气洗涤塔；c07.氮气气提塔；c08.中压闪蒸塔；e07. 第一换热器；e08.第二换热器；p04.泵。
具体实施方式
21.以下结合实施例对本实用新型进一步说明：
22.实施例1
23.本实施例公开了一种提高酸性气体h2s浓度的低温甲醇洗系统，如图2 所示，包括：h2s浓缩塔c03、氮气气提塔c07、热再生塔c04和氮气管路，所述氮气气提塔c07为常温氮
气提塔，设有16层浮阀塔板。氮气气提塔c07 的设置能有效提高酸性气体中硫化氢浓度，并可灵活调节其浓度高低。所述 h2s浓缩塔c03底部与第一换热器e07热媒入口连通，所述第一换热器e07 热媒出口与氮气气提塔c07上段连通，所述氮气气提塔c07尾气出口与h2s 浓缩塔c03下段连通，所述氮气气提塔c07底部出口依次通过泵p04、第二换热器e08与热再生塔c04上段连通，具体地所述泵p04与第二换热器e08 热媒入口连通，所述第二换热器e08热媒出口与热再生塔c04上段连通。所述氮气管路与氮气气提塔c07下段连通，所述氮气管路上设置流量调节装置。
24.本实施例提高酸性气体h2s浓度的低温甲醇洗系统还包括低温甲醇洗常规设备，如尾气洗涤塔c06、洗涤塔c01、中压闪蒸塔c08和甲醇水分离塔 c05等。
25.本实施例提高酸性气体h2s浓度的低温甲醇洗系统的工作原理：出第一换热器e07的第一富甲醇1，温度30～40℃，进新增的氮气气提塔c07，用少量的气提氮气3进行气提。氮气气提塔c07气提尾气4进h2s浓缩塔c03 下段，用氮气对富甲醇进行气提，因氮气使气相中的co2分压降低，液相中的co2充分解吸，从而使液相中的h2s浓度提高。氮气气提塔c07气提后的第二富甲醇5经泵p04加压，经第二换热器e08继续换热后进热再生塔c04 进行热再生。
26.某水煤浆气化年产40万吨合成氨配套低温甲醇洗装置，原料条件如附表1：
27.表1原料条件
[0028][0029][0030]
采用循环提浓常规流程和设常温氮气气提塔(本实施例)的流程对比结果见附表2：
[0031]
表2对比结果
[0032][0033]
从对比结果可以看出，常温氮气气提塔(本实施例)的流程效果更好，在得到高浓度酸性气产品的同时，公用工程消耗指标更低。此外，根据上游原料气条件和下游需要浓度的要求，可调整常温气提塔用氮气量，使外送酸性气的浓度稳定。
[0034]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。