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低溫低硫低碳甲醇洗滌裝置和一種配套粉煤氣化裝置的低溫低硫低碳甲醇洗滌方法。

背景技術(shù)：

1、采用粉煤氣化技術(shù)生產(chǎn)的合成氣中的h2和co稱(chēng)之為有效氣，同時(shí)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(guò)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(duì)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(shí)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(diǎn)。吸收酸性氣體后的甲醇溶劑的再生通過(guò)分段減壓閃蒸和熱再生來(lái)實(shí)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(duì)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(guò)閃蒸可以重復(fù)循環(huán)使用，但含h2s甲醇卻必須通過(guò)熱再生才能循環(huán)使用，是低溫甲醇洗的主要耗能來(lái)源。因此，提升含h2s甲醇的使用效率，降低含h2s甲醇的熱再生總量，是接下來(lái)技術(shù)創(chuàng)新的方向和關(guān)鍵因素。

4、cn201110260570.0公開(kāi)了一種低溫甲醇洗工藝，一是該低溫甲醇洗工藝在h2s吸收塔全部使用富co2甲醇對(duì)合成氣進(jìn)行洗滌，增加了富h2s甲醇的生成量，富h2s甲醇要熱再生后才能循環(huán)使用，能耗高；二是在再吸收塔的co2閃蒸段，富co2甲醇在洗滌富h2s甲醇閃蒸氣的同時(shí)直接與富h2s甲醇混合，自身被富h2s甲醇污染，產(chǎn)生的低濃度h2s甲醇沒(méi)有得到充分使用，能耗高；三是用于二氧化碳吸收塔的半貧液甲醇co2含量較高，對(duì)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(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服上述技術(shù)問(wèn)題，提供一種配套粉煤氣化裝置的低溫低硫低碳甲醇洗滌裝置和一種配套粉煤氣化裝置的低溫低硫低碳甲醇洗滌方法，該方法具有循環(huán)使用的低碳甲醇對(duì)co2氣體吸收能量強(qiáng)，循環(huán)使用的低h2s甲醇使用效率高、吸收能量強(qiáng)，低溫甲醇洗裝置綜合能耗低的特點(diǎn)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面提供一種配套粉煤氣化裝置的低溫低硫低碳甲醇洗滌裝置，所述裝置包括：依次連接的吸收塔、中壓閃蒸塔、再吸收塔和汽提塔；吸收塔包括設(shè)置在下的h2s吸收段和設(shè)置在上的co2吸收段；中壓閃蒸塔包括設(shè)置在下的h2s閃蒸段和設(shè)置在上的co2閃蒸段，且h2s閃蒸段自下而上分為h2s閃蒸部和洗滌部；

3、其中，合成氣進(jìn)入h2s吸收段進(jìn)行h2s吸收，得到的第一富h2s甲醇分兩股，第二股富h2s甲醇進(jìn)入h2s閃蒸部進(jìn)行h2s閃蒸，得到h2s閃蒸氣和閃蒸后富h2s甲醇；所述h2s吸收還得到的脫硫氣進(jìn)入co2吸收段進(jìn)行co2吸收，得到的富co2甲醇分兩股，第二股富co2甲醇進(jìn)入co2閃蒸段進(jìn)行co2閃蒸，得到co2閃蒸氣和閃蒸后富co2甲醇；其中，將所述co2閃蒸氣和閃蒸氣混合后，與來(lái)自汽提塔的第二股低碳甲醇在洗滌部進(jìn)行第一洗滌，得到低硫富碳甲醇；

4、將所述閃蒸后富co2甲醇依次經(jīng)換熱器和第六冷卻器后分兩股，第一股閃蒸后富co2甲醇進(jìn)入再吸收塔的上部進(jìn)行第一閃蒸，得到的半貧液甲醇分兩股，第一股半貧液甲醇經(jīng)換熱器后進(jìn)入汽提塔進(jìn)行汽提，得到的低碳甲醇分兩股；將第二股閃蒸后富co2甲醇經(jīng)第一冷卻器后，與所述低硫富碳甲醇各自獨(dú)立地進(jìn)入再吸收塔的中部進(jìn)行第二閃蒸；所述閃蒸后富h2s甲醇經(jīng)第二冷卻器后，進(jìn)入再吸收塔的中部進(jìn)行第三閃蒸，得到的含硫氣相與所述第二閃蒸得到的閃蒸液進(jìn)行第二洗滌，得到低h2s甲醇；第一股富h2s甲醇、第一股富co2甲醇和低h2s甲醇各自獨(dú)立地回用于h2s吸收段；第一股低碳甲醇回用于co2吸收段。

5、本發(fā)明第二方面提供一種配套粉煤氣化裝置的低溫低硫低碳甲醇洗滌方法，所述方法包括：

6、將合成氣進(jìn)行h2s吸收，得到的脫硫氣進(jìn)行co2吸收，得到的富co2甲醇分兩股，第二股富co2甲醇進(jìn)行co2閃蒸，得到co2閃蒸氣和閃蒸后富co2甲醇；將所述h2s吸收還得到的第一富h2s甲醇分兩股，第二股富h2s甲醇進(jìn)行h2s閃蒸，得到h2s閃蒸氣和閃蒸后富h2s甲醇；將所述co2閃蒸氣和h2s閃蒸氣混合后，與第二股低碳甲醇進(jìn)行第一洗滌，得到低硫富碳甲醇；

7、將所述閃蒸后富co2甲醇依次經(jīng)換熱和第六冷卻后分兩股，第一股閃蒸后富co2甲醇進(jìn)行第一閃蒸，得到的半貧液甲醇分兩股；第二股閃蒸后富co2甲醇經(jīng)第一冷卻后，與所述低硫富碳甲醇混合后，進(jìn)行第二閃蒸；將所述閃蒸后富h2s甲醇經(jīng)第二冷卻后，進(jìn)行第三閃蒸，得到的含硫氣相與所述第二閃蒸得到的閃蒸液進(jìn)行第二洗滌，得到低h2s甲醇；將第一股半貧液甲醇經(jīng)所述換熱后，進(jìn)行汽提，得到的低碳甲醇分兩股；其中，將第一股富h2s甲醇、第一股富co2甲醇和低h2s甲醇各自獨(dú)立地返回并進(jìn)行所述h2s吸收；將第一股低碳甲醇返回并進(jìn)行所述co2吸收。

8、通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的裝置中，為了進(jìn)一步降低半貧液甲醇中co2含量，最大限度提升半貧液甲醇的co2吸收能力，優(yōu)化后的再吸收工藝對(duì)第一股半貧液甲醇進(jìn)行氮?dú)馄?，使半貧液甲醇中co2摩爾含量進(jìn)一步降低到5-7％，變成了低碳甲醇。這可以產(chǎn)生兩方面的積極效果：一是隨著低碳甲醇吸收能力的提升和循環(huán)量的降低，可以降低機(jī)泵運(yùn)行費(fèi)用約15％，減小co2吸收段的直徑約5％；二是低碳甲醇可以替代部分貧甲醇，使co2吸收段的貧甲醇循環(huán)用量也有所下降。貧甲醇流量的降低會(huì)傳遞到富h2s甲醇，需要熱再生的富h2s甲醇流量也會(huì)降低，相應(yīng)熱再生系統(tǒng)能耗也隨之下降。

9、本發(fā)明提供的裝置，將吸收塔分為設(shè)置在下的h2s吸收段和設(shè)置在上的co2吸收段，并進(jìn)一步優(yōu)化h2s吸收段和co2吸收段；具體而言，通過(guò)引入低h2s甲醇和第一股富h2s甲醇對(duì)合成氣中h2s和co2進(jìn)行前置吸收，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)低h2s甲醇的循環(huán)利用，還降低了第一股富co2甲醇的使用量，相當(dāng)于降低了需要熱再生的第二股富h2s甲醇；此外，這樣設(shè)置相應(yīng)減輕了后續(xù)co2吸收段的工作負(fù)荷，同時(shí)降低co2吸收段中第一股低碳甲醇和貧甲醇的使用量。

10、本發(fā)明提供的裝置，通過(guò)對(duì)中壓閃蒸塔中閃蒸氣洗滌流程進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了低碳甲醇對(duì)第二股富co2甲醇和第二股富h2s甲醇的閃蒸氣中co2氣體的吸收，同時(shí)避免了閃蒸后富h2s甲醇對(duì)低碳甲醇的污染，將吸收了閃蒸氣體的低碳甲醇(即，低硫富碳甲醇)送到再吸收塔中段繼續(xù)吸收洗滌co2產(chǎn)品氣，降低了用于洗滌co2產(chǎn)品氣的富co2甲醇使用量，相應(yīng)的降低了裝置能耗。

11、本發(fā)明提供的裝置，將再吸收塔分為上部、中部和下部，通過(guò)優(yōu)化對(duì)再吸收塔內(nèi)部結(jié)構(gòu)化，實(shí)現(xiàn)了第二閃蒸得到的閃蒸液對(duì)閃蒸后富h2s甲醇閃蒸所產(chǎn)生第三co2產(chǎn)品氣中含硫氣相(例如，h2s)的吸收，但又沒(méi)有和第三富h2s甲醇相互混合，得到硫含量更低的低h2s甲醇。