一种降低低温甲醇洗尾气中CO浓度的工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种降低低温甲醇洗尾气中CO浓度的工艺，包括如下主要步骤：1)低温甲醇洗的甲醇水溶液闪蒸，2)闪蒸气送中压闪蒸塔经无硫甲醇洗涤脱除闪蒸气中的酸性组分，3)闪蒸气送循环气压缩机回收有效气。本发明专利技术的新工艺流程，巧妙的将系统中的能源循环运转，有用物质循环利用，将原料气凝液、富甲醇中的CO、H2通过闪蒸加压的方式回收，可以将系统的CO回收率提高0.2％以上，排放尾气中的CO浓度降低到0.01mol％以下。

A Process for Reducing CO Concentration in Washing Tail Gas of Low Temperature Methanol

【技术实现步骤摘要】
一种降低低温甲醇洗尾气中CO浓度的工艺
本专利技术属于煤化工领域，尤其是涉及一种降低低温甲醇洗尾气中CO浓度的工艺方法。
技术介绍
低温甲醇洗工段凭借能耗低、装置处理能力大等特点，在新建煤化工项目中广泛应用。目前，大型煤化工项目酸性气脱除工段多采用低温甲醇洗技术。低温甲醇洗装置通过甲醇吸收原料气中的CO2、H2S，净化气达标后送至下游装置。甲醇脱除酸性气体的同时，会少量吸收H2和CO等有效气，尤其是富甲醇中的CO如果在中压闪蒸时不能充分回收，在后续溶剂再生时就会进入到尾气中。另外，原料气凝液溶解了CO和H2等有效气，经典的低甲流程不回收这部分有效气。因此，无论从环境还是经济性角度都有降低低温甲醇洗尾气中有效气含量的必要性。
技术实现思路
本专利技术通过优化工艺流程，回收低温甲醇洗工艺中的甲醇水溶液和原料气凝液中的有效气，可以有效回收低温甲醇洗中的CO等有效气，降低尾气中的CO浓度。本专利技术的技术方案如下：一种降低低温甲醇洗尾气中CO浓度的工艺，包括如下主要步骤：1)低温甲醇洗的甲醇水溶液闪蒸，2)闪蒸气送中压闪蒸塔经无硫甲醇洗涤脱除闪蒸气中的酸性组分，3)闪蒸气送循环气压缩机回收有效气。优化的，步骤1)中，低温甲醇洗的含水原料气先经分离器，分离出甲醇水溶液，分离器V1底的甲醇水溶液先换热温度升高到60℃～80℃，再经减压阀减至0.8MPaG～1.2MPaG后送入闪蒸罐。其中，低温甲醇洗的含水原料气的压力为5.8MPaG～6.0MPaG，温度30～40℃，组分主要是CO、H2、CO2和少量水、甲醇等；分离器中分离出的甲醇水溶液的压力为5.75～5.95MPaG，温度为-20～-25℃，组分主要是甲醇、水、溶解少量CO、H2、CO2等；闪蒸罐的闪蒸气的压力为0.8MPaG～1.2MPaG，温度为60℃～80℃，组分主要是CO、H2、CO2等。闪蒸罐底中的含甲醇水溶液压力为0.8MPaG～1.2MPaG，温度为60℃～80℃，组分主要是水、甲醇，将其送后续精馏工续，直至水中甲醇浓度达标，作为废水排放。优化的，步骤3)中，将闪蒸气压力提高到5.85MPaG～6.0MPaG送低温甲醇洗入口的原料气。传统的低温甲醇洗工艺增加CO回收率的方法是吸收CO的富甲醇中压(0.8MPaG～1.2MPaG)闪蒸，解吸出的CO后经循环气压缩机并入原料气中，相比传统的低温甲醇洗中压闪蒸工艺，上述工艺得到的CO的回收率可以提高0.15％。为了进一步优化工艺，提供CO的回收率，还可以进一步优化设计：设置甲醇洗涤塔，分为脱碳段I、脱碳段II、脱碳段III和脱硫段，原料气分凝液后送至甲醇洗涤塔，通过贫甲醇洗涤，脱除原料气中的酸性气体如CO2、H2S，在脱碳段I的底部得到无硫富甲醇先经无硫甲醇激冷器冷却到-30～-40℃，再减压到0.8～1.2MPaG送至中压闪蒸塔顶段；甲醇洗涤塔脱硫段底的含硫甲醇经含硫甲醇激冷器冷却到-30～-40℃，再减压到0.8～1.2MPaG送至中压闪蒸塔底段。中压闪蒸塔的塔结构型式为填料/板式塔；可将该中压闪蒸塔设置为三段，塔顶为无硫甲醇闪蒸段，中段为洗涤段，塔底为含硫甲醇闪蒸段；含硫甲醇、无硫甲醇闪蒸段为填料塔，塔顶的无硫闪蒸气先送至塔底含硫甲醇闪蒸混合后送至中段的洗涤段板式塔，原料气凝液闪蒸得到的含CO闪蒸气也送至中压闪蒸塔洗涤段。含硫甲醇、无硫甲醇闪蒸段底部通入氢气或CO2气提，可以将气提含硫甲醇、无硫甲醇的CO浓度降低到0.1～0.15mol％，液相中溶解的CO被氢气或CO2气提出来，闪蒸气经洗涤段用富甲醇将CO2等再脱除，再送至循环气压缩机，提压将有效气送回原料气。优选的，CO2选择高纯CO2(纯度大于99％V)。优化的，含硫、无硫甲醇闪蒸的压力是0.8～1.2MPaG,原料气凝液闪蒸的压力也是0.8～1.2MPaG。优化的，氢气或CO2气提中氢气或CO2浓度大于99％，氢气或CO2压力大于闪蒸压力。更进一步，中压闪蒸塔塔底溶液去H2S浓缩塔，H2S浓缩塔塔底的富甲醇经氮气气提后，温度是-40～-45℃，富甲醇中CO2浓度低于1mol％,经泵升压至1.2～1.4MPaG送至中压闪蒸塔作为洗涤溶剂吸收闪蒸气中的CO2，吸收CO2后的甲醇溶剂继续循环至H2S浓缩塔。上述工艺得到的CO的回收率较传统的低温甲醇洗工艺CO回收率可以提高0.2％。本专利技术的有益效果：传统的低温甲醇洗工艺处理原料气凝液的办法是减压闪蒸，解吸出的CO、H2随尾气放空，这种工艺路线放空的尾气中CO浓度达到0.1mol％以上，CO高浓度排放是一种经济损失，而利用本专利技术的新工艺流程，巧妙的将系统中的能源循环运转，有用物质循环利用，将原料气凝液、富甲醇中的CO、H2通过闪蒸加压的方式回收，可以将系统的CO回收率提高0.2％以上，排放尾气中的CO浓度降低到0.01mol％以下。附图说明图1为本专利技术的实施例1的工艺流程图；图2为本专利技术的实施例2的工艺流程图。其中：E1-原料气冷却器、V1-分离器、E16-进料加热器、V8-闪蒸罐、T8-中压闪蒸塔、C1-压缩机、T1-甲醇洗涤塔、E3-含硫甲醇激冷器、E4-无硫甲醇激冷器具体实施方式以下将对本专利技术的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节，在以下实施例中对属于公知的操作或功能将不进行详细描述。本专利技术的优点和特点将会随着实施例的阐释更加清楚，但实施例仅是范例性的，对本专利技术不构成任何限制。本领域技术人员对本专利技术的技术和形式的改变，都将落入本专利技术保护范围。实施例1一种降低低温甲醇洗尾气中CO浓度的工艺一以100万吨甲醇厂配套低温甲醇洗工段为例：低温甲醇洗工段原料气中CO和H2的单位小时流量为275000Nm3。其中CO组分的组成为33.3％(V)。低温甲醇洗的含水原料气(压力：5.8MPaG，温度：-25℃，组分主要是CO、H2、CO2和少量水、甲醇)先经分离器V1，分离出甲醇水溶液(压力：5.75MPaG，温度：-25℃，组分主要是甲醇、水、溶解少量CO、H2、CO2)，分离器V1底的甲醇水溶液先换热温度升高到60℃，再经减压阀减至0.8MPaG后送入闪蒸罐V8，V8的闪蒸气(压力：0.8MPaG，温度：60℃，组分主要是CO、H2、CO2)送中压闪蒸塔T8塔底，先经无硫甲醇洗涤脱除闪蒸气中的CO2等酸性组分，出口的闪蒸气送循环气压缩机C1，将闪蒸气压力提高到5.9MPaG送低温甲醇洗入口的原料气。闪蒸罐V8底的含甲醇水溶液(压力：0.8MPaG，温度：60℃，组分主要是水、甲醇)送后续精馏工续，直至水中甲醇浓度达标，作为废水排放。CO回收率提高0.15％意味着在下游甲醇合成装置余量充足的情况下，多回收的137.5Nm3/h的CO气，该有效气对应每小时生产0.063t甲醇，相当于每年增产500t甲醇，此工艺相比于传统低温甲醇洗工艺只增加循环压缩机137.5Nm3/h部分的压缩功，折算为电耗10.25kW，相当于每年电费多耗费65600元，而年增产的甲醇按吨单价2500元计算，相当于销售增加1250000元，效益明显。实施例2一种降低低温甲醇洗尾气中CO浓度的工艺二以100万吨甲醇厂配套低温甲醇洗工段为例：低温甲醇洗工段原料气中CO和H2的单位小时流量为275000Nm3。其中CO组分的组成为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低低温甲醇洗尾气中CO浓度的工艺，其特征在于：包括如下步骤：1)低温甲醇洗的甲醇水溶液闪蒸，2)闪蒸气送中压闪蒸塔经无硫甲醇洗涤脱除闪蒸气中的酸性组分，3)闪蒸气送循环气压缩机回收有效气。

【技术特征摘要】
1.一种降低低温甲醇洗尾气中CO浓度的工艺，其特征在于：包括如下步骤：1)低温甲醇洗的甲醇水溶液闪蒸，2)闪蒸气送中压闪蒸塔经无硫甲醇洗涤脱除闪蒸气中的酸性组分，3)闪蒸气送循环气压缩机回收有效气。2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤1)中，低温甲醇洗的含水原料气先经分离器，分离出甲醇水溶液，分离器V1底的甲醇水溶液先换热温度升高到60℃～80℃，再经减压阀减至0.8MPaG～1.2MPaG后送入闪蒸罐。3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：步骤3)中，将闪蒸气压力提高到5.85MPaG～6.0MPaG送低温甲醇洗入口的原料气。4.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述工艺中设置甲醇洗涤塔，分为脱碳段I、脱碳段II、脱碳段III和脱硫段，原料气分凝液后送至甲醇洗涤塔，通过贫甲醇洗涤，脱除原料气中的酸性气体，在脱碳段I的底部得到无硫富甲醇先经无硫甲醇激冷器冷却到-30～-40℃，再减压到0.8～1.2MPaG送至中压闪蒸塔顶段；甲醇洗涤塔脱硫段底的...

【专利技术属性】
技术研发人员：段宏悦，李江川，孙腾，吴轩韬，郭超，靳权，
申请(专利权)人：中国天辰工程有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12