本發(fā)明涉及低溫甲醇洗，具體涉及一種配套粉煤氣化裝置的合成氣凈化方法和一種配套粉煤氣化裝置的合成氣凈化裝置。

背景技術(shù)：

1、采用粉煤氣化技術(shù)生產(chǎn)合成氣中h2和co稱之為有效氣，同時合成氣中還含有大量co2以及微量的h2s、cos、nh3、hcn等組分。其中h2和co經(jīng)過變換單元調(diào)節(jié)氫碳比例后是合成甲醇、合成氨等化工產(chǎn)品的原料氣。酸性氣體co2和h2s一般是合成催化劑的毒物，所以必須在合成工序之前脫除。

2、低溫甲醇洗技術(shù)是以低溫甲醇為吸收溶劑，利用低溫甲醇對酸性氣體溶解度極大的優(yōu)良特性，采用物理吸收脫除合成氣中的h2s和co2等酸性氣體，同時脫除hcn、nh3等微量組分。該工藝具有氣體凈化度高、選擇性好、甲醇吸收能力大等優(yōu)點。吸收酸性氣體后的甲醇溶劑的再生通過分段減壓閃蒸和熱再生來實現(xiàn)。

3、目前，低溫甲醇洗技術(shù)創(chuàng)新研究主要集中在富co2甲醇的減壓閃蒸循環(huán)使用方面，典型工藝為貧液-半貧液流程，該技術(shù)對降低低溫甲醇洗工藝綜合能耗發(fā)揮了積極作用。在低溫甲醇洗工藝流程中，富co2甲醇通過閃蒸可以重復(fù)循環(huán)使用，但含h2s甲醇卻必須通過熱再生才能循環(huán)使用，是低溫甲醇洗的主要耗能來源。因此，提升含h2s甲醇的使用效率是接下來技術(shù)創(chuàng)新的方向和關(guān)鍵因素。具體來說，就是要實現(xiàn)在含h2s甲醇熱再生之前，讓其對合成氣中h2s氣體吸收達到上限，以此減少需要熱再生的富h2s甲醇量。

4、cn201110260570.0公開了一種低溫甲醇洗工藝，首先是該低溫甲醇洗工藝在h2s吸收塔全部使用富co2甲醇對合成氣進行洗滌，沒有研究和循環(huán)使用系統(tǒng)中存在的低h2s甲醇溶液，讓其承擔部分吸收合成氣中h2s氣體的潛能。因為吸收了h2s氣體的富co2甲醇變成了富h2s甲醇，無法通過簡單的減壓閃蒸實現(xiàn)再生，而是需要在熱再生系統(tǒng)消耗蒸汽進行再生，再生后的貧甲醇溫度較高，又需要消耗冷卻水和其他低溫冷量降溫后才能循環(huán)使用。因此，在h2s吸收塔富co2甲醇消耗量大則必然能耗高；其次是在再吸收塔的co2閃蒸段，富co2甲醇在洗滌富h2s甲醇閃蒸氣的同時直接與富h2s甲醇混合，自身被富h2s甲醇深度污染，混合后的低濃度h2s甲醇也沒有得到充分使用，而是送到了熱再生系統(tǒng)進行再生，使得能耗高；最后是用于co2吸收塔的半貧液甲醇co2含量較高，對co2氣體的吸收能力有限，不利于低溫甲醇洗裝置綜合能耗的降低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服上述技術(shù)問題，提供一種配套粉煤氣化裝置的合成氣凈化方法和一種配套粉煤氣化裝置的合成氣凈化裝置，該凈化方法將低h2s甲醇和低co2甲醇循環(huán)回用并分別進行h2s吸收和co2吸收，具有使用效率高和吸收能力強的特點，還能夠有效降低低溫甲醇洗裝置的綜合能耗。

2、本發(fā)明第一方面提供一種配套粉煤氣化裝置的合成氣凈化方法，所述方法包括：

3、將合成氣進行第一h2s吸收，得到的預(yù)洗滌后合成氣進行第二h2s吸收，得到脫硫氣和第一富h2s甲醇，第一股富h2s甲醇返回并進行所述第一h2s吸收，第二股富h2s甲醇經(jīng)換熱后進行h2s閃蒸，得到的閃蒸后富h2s甲醇進行第三閃蒸，得到含硫氣相；

4、將所述脫硫氣進行co2吸收，得到的富co2甲醇分兩股，第一股富co2甲醇返回并進行所述第二h2s吸收，第二股富co2甲醇經(jīng)第一冷卻后進行co2閃蒸，得到的閃蒸后富co2甲醇經(jīng)第二冷卻后進行第一閃蒸，得到的半貧液甲醇分三股，第一股半貧液甲醇經(jīng)所述換熱后進行汽提，得到的低co2甲醇返回并進行所述co2吸收；第二股半貧液甲醇進行第二閃蒸，得到的閃蒸后溶液和所述含硫氣相接觸并進行洗滌，得到的低h2s甲醇返回并進行所述第二h2s吸收。

5、優(yōu)選地，所述換熱的過程包括：將所述第二股富h2s甲醇和第一股半貧液甲醇進行換熱，得到換熱后富h2s甲醇和換熱后半貧液甲醇。

6、本發(fā)明第二方面提供一種配套粉煤氣化裝置的合成氣凈化裝置，所述裝置包括h2s吸收塔、co2吸收塔、h2s閃蒸塔、co2閃蒸塔、再吸收塔和汽提塔，以及第一冷卻器和第二冷卻器；

7、其中，所述h2s吸收塔內(nèi)自下而上分為第一h2s吸收段和第二h2s吸收段，合成氣依次進入第一h2s吸收段、第二h2s吸收段，得到脫硫氣和第一富h2s甲醇，所述脫硫氣進入co2吸收塔，得到的富co2甲醇分兩股，第一股富co2甲醇循環(huán)回用于所述第二h2s吸收段，第二股富co2甲醇經(jīng)第一冷卻器后，進入所述co2閃蒸塔，得到的閃蒸后富co2甲醇經(jīng)第二冷卻器后，進入所述再吸收塔的上部，得到半貧液甲醇分三股，第一股半貧液甲醇經(jīng)換熱后，進入所述汽提塔，得到的低co2甲醇循環(huán)回用于所述co2吸收塔；第二股半貧液甲醇返回再吸收塔的中部，得到閃蒸后溶液；

8、所述第一富h2s甲醇分兩股，第一股富h2s甲醇循環(huán)回用于第一h2s吸收段，第二股富h2s甲醇經(jīng)換熱后，進入所述h2s閃蒸塔，得到的閃蒸后富h2s甲醇進入所述再吸收塔的下部，得到的含硫氣相與所述閃蒸后溶液進行洗滌，得到的低h2s甲醇循環(huán)回用于所述第二h2s吸收段。

9、優(yōu)選地，所述裝置還包括：連接所述第二h2s吸收段、再吸收塔、h2s閃蒸塔和汽提塔的換熱器，用于將所述第二股富h2s甲醇和第一股半貧液甲醇經(jīng)所述換熱后，得到換熱后富h2s甲醇和換熱后半貧液甲醇。

10、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

11、(1)本發(fā)明提供的方法，將合成氣依次進行第一h2s吸收、第二h2s吸收，并結(jié)合部分第一富h2s甲醇(即，第一股富h2s甲醇)返回并進行第一h2s吸收，以及低h2s甲醇返回并進行第二h2s吸收，不僅實現(xiàn)低h2s甲醇的循環(huán)利用，還降低了富co2甲醇的使用量和富h2s甲醇的熱再生負荷；同時，也降低了co2吸收過程中的貧甲醇和低co2甲醇使用量；

12、(2)本發(fā)明提供的方法，將半貧液甲醇分為三股，第一股半貧液甲醇與第二股富h2s甲醇換熱后，進行汽提，得到的低co2甲醇中co2的摩爾含量進一步降低到4-7％；第二股半貧液甲醇經(jīng)第二閃蒸后的閃蒸后溶液作為洗滌溶液，與閃蒸后富h2s甲醇的含硫氣相進行洗滌，生成低h2s甲醇；

13、(3)本發(fā)明提供的方法，將低co2甲醇返回并進行co2吸收，一是隨著低co2甲醇吸收能力的提升和循環(huán)量的降低，可以降低機泵運行費用約15％，減小co2吸收塔的直徑約5％；二是低co2甲醇可以替代部分貧甲醇，使co2吸收塔的貧甲醇循環(huán)用量也有所下降，貧甲醇流量的降低會傳遞到富h2s甲醇，進而降低需要熱再生的富h2s甲醇流量，相應(yīng)熱再生系統(tǒng)能耗也隨之下降。

技術(shù)特征：

1.一種配套粉煤氣化裝置的合成氣凈化方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述換熱的過程包括：將所述第二股富h2s甲醇和第一股半貧液甲醇進行所述換熱，得到換熱后富h2s甲醇和換熱后半貧液甲醇；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述第一h2s吸收的過程包括：將所述合成氣和第一股富h2s甲醇接觸并進行所述第一h2s吸收，得到預(yù)洗滌后合成氣和第二富h2s甲醇；

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的方法，其中，所述co2吸收的過程包括：將所述脫硫氣與含co2甲醇接觸并進行第一co2吸收，得到預(yù)凈化氣和所述富co2甲醇；將所述預(yù)凈化氣、低co2甲醇和貧甲醇接觸并進行第二co2吸收，得到所述凈化氣和含co2甲醇；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的方法，其中，所述第一冷卻后物料的溫度為-36至-33℃；

6.根據(jù)權(quán)利要求2-5中任意一項所述的方法，其中，將所述換熱后富h2s甲醇進行所述h2s閃蒸；

7.根據(jù)權(quán)利要求2-6中任意一項所述的方法，其中，所述低h2s甲醇中h2s的摩爾含量為0.2-0.3％，co2的摩爾含量為13-18％；溫度為-55至-50℃，壓力為0.12-0.16mpa(g)；

8.一種配套粉煤氣化裝置的合成氣凈化裝置，其特征在于，所述裝置包括h2s吸收塔、co2吸收塔、h2s閃蒸塔、co2閃蒸塔、再吸收塔和汽提塔，以及第一冷卻器和第二冷卻器；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，所述co2吸收塔內(nèi)自下而上分為第一co2吸收段和第二co2吸收段；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，連接所述再吸收塔的中部和第二h2s吸收段的管道上設(shè)置有第一泵；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及低溫甲醇洗技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種配套粉煤氣化裝置的合成氣凈化方法及其凈化裝置。本發(fā)明提供的方法，將合成氣依次進行第一H<subgt;2</subgt;S吸收、第二H<subgt;2</subgt;S吸收，并結(jié)合將部分第一富H<subgt;2</subgt;S甲醇返回并進行第一H<subgt;2</subgt;S吸收，以及低H<subgt;2</subgt;S甲醇返回并進行第二H<subgt;2</subgt;S吸收，不僅實現(xiàn)低H<subgt;2</subgt;S甲醇的循環(huán)利用，還降低了富CO<subgt;2</subgt;甲醇的使用量和富H<subgt;2</subgt;S甲醇的熱再生負荷；同時，也降低了CO<subgt;2</subgt;吸收過程中的貧甲醇和低CO<subgt;2</subgt;甲醇使用量。

技術(shù)研發(fā)人員：許仁春,韓振飛,沈博凌,胡俊生,陶思友,李瑕
受保護的技術(shù)使用者：中石化寧波工程有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19