酸性气体净化回收工艺制造技术

一种酸性气体净化回收工艺，采用甲醇净化回收混合气中酸性气ＣＯ↓［２］，其过程包括用甲醇吸收ＣＯ↓［２］后，富甲醇溶液经减压解吸、气提、分离ＣＯ↓［２］，其特征在于将富甲醇溶液减压解吸出的部分ＣＯ↓［２］循环送回到甲醇洗入口的原料气中，以解决由于原料气中ＣＯ↓［２］含量降低而引起的ＣＯ↓［２］解吸时对甲醇的制冷效果下降造成系统温度升高的问题，富甲醇溶液减压解吸后，再减压至真空，通过真空解吸进一步分离ＣＯ↓［２］，以提高ＣＯ↓［２］回收率，使低温甲醇洗装置与后续配套装置ＣＯ↓［２］平衡，在此过程中无须增设压缩机。本发明专利技术低温甲醇洗工艺既适用于原料轻质化后的低温甲醇洗改造中，也可用于重质原料联合生产羰基化学品和合成油等的气体净化装置中，以适应原料在重质原料和轻质原料之间的切换或以任意比例进行掺烧。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
酸性气体净化回收工艺
本专利技术涉及酸性气体净化领域，尤其是用甲醇净化回收混合气中的酸性气的工艺。
技术介绍
低温甲醇洗工艺被广泛应用于以煤(石油焦)或渣油为原料生产合成氨、城市煤气、工业氢、合成甲醇或其他一碳化学品的装置中。相关专利有US4050909(1977)，US4609389(1986)等，其过程为用甲醇吸收混合气中的酸性气，通常为CO2或CO2和H2S，再经减压解吸、气提、加热使甲醇与酸性气分开，达到分离回收的目的。甲醇对酸性气的吸收能力随着温度的升高而降低，为提高甲醇对酸性气的吸收能力，减少溶剂循环量，必须维持甲醇洗装置在低温下操作。甲醇洗装置的低温一是靠氨冷器向系统补充冷量，二是靠溶液中CO2解吸制冷来维持。现有技术存在一些不足：第一是当原料由煤或渣油等重质原料改为天然气等轻质原料时，甲醇洗原料气CO2含量下降较多，使CO2解吸量减少，从而降低了CO2解吸制冷效果，导致系统温度升高，装置不能正常运行；第二是经减压解吸从甲醇溶液中分离回收大部分CO2，再经N2气提进一步脱除CO2后，将气提气中的CO2与N2一起放空，造成了大量的CO2损失，CO2回收率低，以致当甲醇洗原料气CO2含量下降时，配套装置(如尿素装置)只能低负荷运行。为提高CO2回收率，CN1036319(1997)公开的方法是设置两台吸收塔，将一次吸收塔底部的含硫富甲醇送入气提塔，经中压N2气提后，将含H2S的气提气送入二次吸收塔吸收其中的H2S，回收CO2。-->CN1107382(1995)和US4609384(1986)公开的方法都是通过提高减压解吸温度来提高CO2的解吸量，其中CN1107382所采取的措施是提高进入CO2解吸塔各物流的温度。US4609384所采取的措施是设置两台闪蒸塔，一次闪蒸回收CO2后，再升温进行二次闪蒸，二次闪蒸气用压缩机压缩并冷却后送回一次闪蒸塔，吸收其中的H2S，回收CO2。US4324567(1982)提供了一种吸收回收酸性气CO2和H2S的方法，其内容是将CO2解吸塔塔底输出的甲醇进一步减压解吸，使甲醇中的CO2含量降低，H2S浓度得到提高，然后将该解吸气用压缩机压缩并冷却后送回CO2解吸塔，吸收其中的H2S，回收CO2。该方法的不足是必须增设压缩机，使投资及操作费用大大增加。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种新的低温甲醇洗工艺，即用甲醇吸收回收混合气中酸性气CO2的工艺，当原料由煤或渣油等重质原料改为天然气等轻质原料后，尽管甲醇洗原料气中CO2含量下降较多，原有的低温甲醇洗装置仍能维持系统的低温，使装置正常运行。本专利技术的另一个目的是提高CO2回收率，使低温甲醇洗装置与后续配套的尿素装置或联合生产羰基化学品和合成油等装置的CO2平衡，并节省投资及操作费用。为实现本专利技术目的，所采取的措施是甲醇吸收酸性气后，将富甲醇溶液的部分减压解吸气或气提气经压缩冷却后循环送回到甲醇洗入口的原料气中，在减压解吸分离回收CO2后，再进一步减压至真空解吸分离CO2，真空解吸气直接做为CO2产品送出去，无需增设压缩机。具体地实施方法可以是：当甲醇洗原料气中CO2含量下降时，将部分减压解吸气或气提气经压缩冷却后循环送回到甲醇洗入口的原料气中，即在CO2再生塔(7)I、II、III、IV、V段中选取单段或多段解吸气的一部分经压缩冷却后循环送入甲醇洗入口的原料气(21)中，以增加原料气中CO2的含量，提高CO2的-->解吸制冷效果，维持系统温度不升高。含CO2的气体返回量由原料气中的CO2含量决定，通常控制混合后的原料气的CO2含量为27～35％(体积，干基)；在减压解吸分离回收CO2后，甲醇溶液再进一步减压至真空解吸分离CO2，以增加CO2的解吸量，真空解吸气直接做为CO2产品送出去，以适应原料改为天然气等轻质原料后，在甲醇洗原料气中CO2含量下降的变化。本专利技术在此基础上还可通过换热器将混合后的原料气的温度进一步降至-26～-32℃，可通过在甲醇洗入口处原有的氨冷器后增设一台氨冷器来实现，以保证通过氨冷器向系统充分补充冷量，使本专利技术工艺将解吸的部分CO2循环送入甲醇洗入口以降低系统温度的作用更明显。此外，可采取的另一项措施是在减压解吸入口处设置氨冷器，将CO2再生塔(7)I段入口甲醇(31)的温度降至-25～-28℃，由于减压解吸入口处甲醇温度较高，因此可提高换热温差，增加通过氨冷器向系统的补冷量。在采取将部分减压解吸气或气提气循环回甲醇洗入口的措施的基础上，再实施在甲醇洗入口处增设氨冷器将原料气温度降至-26～-32℃和在减压解吸入口处设置氨冷器将甲醇溶液温度降至-25～-28℃两项措施，可使系统降温效果达到最佳。真空解吸可设为两级，减少高真空下的排气量，降低能耗。真空解吸的压力为0.08～0.02兆帕(绝压)，最好为0.06～0.03兆帕(绝压)。通过调节真空度即可增减CO2产量，另外解吸气可采用冷却液氨的方式回收冷量。采用本专利技术低温甲醇洗工艺具有显著效果。首先是原料由渣油或煤等重质原料改为天然气等轻质原料后，在甲醇洗原料气中CO2含量下降较多的情况下，低温甲醇洗装置的系统温度不但没有升高，反而略有下降，保证了系统及后续装置的正常操作。其次是提高了CO2回收率，保证了低温甲醇洗装置与后续配套的尿素装置或联合生产羰基化学品和合成油等装置的CO2平衡。因此本专利技术低温甲醇洗工艺即适用于原料轻质化后的低温甲醇洗改造-->中，也可用于重质原料联合生产羰基化学品和合成油等(原料气中抽取部分CO或CO2作为原料)的气体净化装置中，以适应原料在重质原料和轻质原料之间的切换或以任意比例进行掺烧。另外本专利技术低温甲醇洗工艺在真空解吸后可直接获得较纯的CO2产品，避免了后续的进一步分离，且无需增设压缩机，因而可节省投资及操作费用。    附图说明附图1为现有技术低温甲醇洗工艺流程附图2为本专利技术低温甲醇洗工艺流程其中：(1)、(5)、(6)、(14)为氨冷器，(3)为CO2吸收塔，(7)为CO2再生塔，(9)为富CO2压缩机，(10)为真空解吸塔，(11)为换热器，(12)为真空泵。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进一步详细描述，但本专利技术并不局限于实施例：实施例原料气(21)的温度为40℃，压力为4.9MPa(A)，流量为124450Nm3/h，与来自富CO2压缩机(9)的循环富CO2气(42)混合后形成混合原料气(48)，送入氨冷器(1)及氨冷器(14)冷却至-27℃左右，并经分离器(2)分离冷凝液(22)后，气体(23)送入CO2吸收塔(3)用循环段的循环甲醇(25)、来自CO2再生塔(7)V段的半贫甲醇(26)及来自界区的贫甲醇(27)洗涤、净化，净化后的粗合成气(28)由CO2吸收塔(3)顶排出，送往界区作为生产合成氨的原料气。CO2吸收塔(3)中部和上部的洗涤甲醇流入塔底。塔底富甲醇溶液分成两股，一股富甲醇溶液(24)经循环泵(4)输送，氨冷器(5)冷却后，作为循环甲醇溶液(25)送回到塔的底部。另一股富甲醇溶液(29)则送往氨冷器(6)，将其温度由-18℃冷却至-25℃左右，冷却后形成富甲醇溶液(31)送入CO2再生塔(7)I段。-->富甲醇溶液(31)在CO2再生塔(7)I段闪蒸出的有效气(CO、H2及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种酸性气体净化回收工艺，采用甲醇净化回收混合气中酸性气尤其是ＣＯ↓［２］，其过程包括用甲醇吸收酸性气后，富甲醇溶液经减压解吸、气提分离出酸性气，其特征在于甲醇吸收酸性气后，将部分减压解吸气或气提气经压缩冷却后循环送回到甲醇洗入口的原料气（２１）中，富甲醇溶液在减压解吸分离回收ＣＯ↓［２］后，再进一步减压至真空解吸分离ＣＯ↓［２］，真空解吸气直接做为ＣＯ↓［２］产品送出去。

【技术特征摘要】
1.一种酸性气体净化回收工艺，采用甲醇净化回收混合气中酸性气尤其是CO2，其过程包括用甲醇吸收酸性气后，富甲醇溶液经减压解吸、气提分离出酸性气，其特征在于甲醇吸收酸性气后，将部分减压解吸气或气提气经压缩冷却后循环送回到甲醇洗入口的原料气(21)中，富甲醇溶液在减压解吸分离回收CO2后，再进一步减压至真空解吸分离CO2，真空解吸气直接做为CO2产品送出去。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于在CO2再生塔(7)I、II、III、IV、V段中选取单段或多段解吸气的一部分经压缩冷却后循环送入甲醇洗入口的原料气(21)中。3.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于将解吸气循环送入原料气(21)中，控制混合后的原料气(48)中的CO2体积的干基组成为27～35％。4.根据权利要求1或2所述的工艺，其特征在于通过换...

【专利技术属性】
技术研发人员：亢万忠，李晓黎，汪建平，辛秉政，李永经，狄伯钧，章晨晖，赵方平，邹杰，王沛淮，张炳国，李少卿，
申请(专利权)人：中国石化集团兰州设计院，中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：62[中国|甘肃]