一种高CO2收率的低温甲醇洗装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高CO2收率的低温甲醇洗装置，包括吸收塔(4)、CO2解吸塔(14)、H2S浓缩塔(19)、甲醇热再生塔(28)以及甲醇精馏塔(43)等；所述吸收塔(4)与H2S浓缩塔(19)之间设有CO2闪蒸塔(50)，该CO2闪蒸塔(50)的进液端与吸收塔(4)的塔底连接，该CO2闪蒸塔(50)的塔底与H2S浓缩塔(19)连接，该CO2闪蒸塔(50)的塔顶与吸收塔(4)连接。本实用新型专利技术大大提高了CO2产品气的收率，并且该收率具有可调性，最高收率可达到91.2％，收率的可调范围为60.4～91.2％；减少了气提氮气(23)的用量，提高了H2S产品气中的H2S浓度。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种高CO2收率的低温甲醇洗装置
本技术属于气体净化领域，特别涉及一种低温甲醇洗装置。
技术介绍
低温甲醇洗工艺是以低温甲醇作为吸收剂的物理吸收气体净化方法，主要应用于合成气的净化过程中。利用甲醇在低温条件下对酸性气体溶解度大的物理特性，可以有效的从粗合成气中脱除H2s、CO2等酸性气体，使合成气达到很高的净化度。第一套低温甲醇洗工业生产装置始于上世纪50年代，由德国的林德公司和鲁奇公司联合研究开发，于1954年首先在南非应用于煤加压气化后煤气净化流程。随后又相继应用于城市煤气的净化，从变换气中提取高浓度H2等。近年来由于大型合成氨装置的发展，以煤为原料制合成氨工艺中，低温甲醇洗净化技术也广泛应用。涉及低温甲醇洗工艺的专利有:US4050909 (1977)、US4609384 (1986)、CN85107198A (1985)、US2002104438 (2002)、CN1107382(1995)等。经过多年发展，目前低温甲醇洗工艺流程如图1所示:主要由吸收塔4、C02解吸塔14、H2S浓缩塔19、甲醇热再生塔28、甲醇精馏塔43、数个闪蒸塔、若干换热器、泵、压缩机等组成。整个工艺分为:吸收过程、解吸过程及甲醇热再生过程三个步骤。低温甲醇洗工艺的吸收过程:如图1所示，进入流程的原料气I在经换热器2冷却前需注入少量甲醇39，可以防止气体中水分冷却至冰点以下结冰而堵塞管道和设备。降温后的原料气I进入闪蒸塔3进行闪蒸脱水，塔底分离出合成气中的水甲醇溶液48，塔顶得到的合成气进入吸收塔4。吸收塔4分为两部分，上塔为脱碳段，下塔为脱硫段，从甲醇热再生塔28输出的再生甲醇液37在泵38作用下经过多股冷却介质换热冷却后形成低温甲醇液47进入吸收塔4顶部，逆流而下溶解吸收原料气I中的酸性组分。吸收塔4上的脱碳段设置换热器8，将甲醇液弓丨出冷却，移走CO2的溶解热，维持吸收塔4内的吸收温度。从吸收塔4脱碳段输出的不含H2S的甲醇富液分成两股，一股直接引出吸收塔4，另一股甲醇富液则继续进入脱硫段，吸收H2S后从吸收塔4塔底流出。脱酸后得到的净化合成气5从吸收塔4塔顶送出。至此，低温甲醇洗工艺的吸收过程完成，接下来进行工艺中的解吸过程:从吸收塔4塔底出来的H2S甲醇富液6经过换热器10降温后依次在闪蒸塔12、C02解吸塔14的塔中间段及H2S浓缩塔19的下段进行闪蒸分离。从吸收塔4中部出来的不含H2S的甲醇富液7经换热器9冷却后依次在闪蒸塔11、闪蒸塔13、C02解吸塔14上段和H2S浓缩19的上段进行闪蒸分离；其中，闪蒸塔13塔底得到的不含H2S的甲醇富液分成两股，其中一股不含H2S的甲醇富液18直接引入CO2解吸塔14塔顶，另一股不含H2S的甲醇富液17送入H2S浓缩塔19的塔顶。CO2解吸塔14塔底引出甲醇富液16进入H2S浓缩塔19的塔下段；C02解吸塔14塔中段引出甲醇富液21降压后进入H2S浓缩塔19的塔中段，H2S浓缩塔19的塔中下段引出低温甲醇富液24经过换热器25换热升温后送入CO2解吸塔14塔下段，其目的在于利用H2S浓缩塔19中的冷量对进入吸收塔4之前的甲醇液进行冷却，使之成为符合工艺要求的低温甲醇液47。上述过程中，闪蒸塔11和闪蒸塔12的主要作用在于对甲醇富液中的H2XO等气体进行闪蒸分离，这些气体44经过压缩机43加压后与原料气I混合重新进入流程；闪蒸塔13的主要作用在于分离不含H2S的甲醇富液7中的CO2 ；C02解吸塔14的主要作用在于通过闪蒸分离H2S甲醇富液6中的CO2,同时利用自上而下的不含H2S的甲醇富液18吸收闪蒸气中的H2S。CO2解吸塔14中分离的CO2和闪蒸塔13中分离的CO2组合形成CO2产品气 15，该 CO2 产品气 15 中:C02>98.5%, C0+H2<1.2%, CH30H<250mg / m3，H2S〈2mg / m3。在H2S浓缩塔19塔底输入气提氮气23，与自上而下的甲醇富液逆流接触，逐层气提出甲醇富液中溶解的CO2等气体，气体中的H2S同时又被不含H2S的甲醇富液17吸收下来，使得塔底的甲醇富液22中H2S得到富集，同时也使排放尾气20的硫化物排放达到环保要求。H2S浓缩塔19的主要作用在于将CO2解吸塔14输出的甲醇富液中的CO2进一步进行气提分离，使从H2S浓缩塔19塔底流出的H2S甲醇富液22中的H2S得到浓缩。低温甲醇洗工艺中甲醇热再生过程:从H2S浓缩塔19塔底流出的H2S甲醇富液22经过泵26加压后经过换热器27升温预热，进入甲醇热再生塔28。换热器36加热产生的甲醇蒸汽使甲醇热再生塔28内溶解在甲醇富液中的气体全部解吸分离。甲醇热再生塔28塔底得到甲醇再生液，在工艺中循环使用。甲醇再生液37经过泵38加压后再送入工艺的吸收过程。从甲醇热再生塔28塔顶流出的塔顶蒸汽经过换热器29降温冷却后进入闪蒸塔30、经过换热器32降温冷却后进入闪蒸塔33进行两级闪蒸分离，得到含有H2S>25%的H2S产品气34，输送到克劳斯硫回收流程制硫磺；闪蒸塔30的塔底液经泵31送回甲醇热再生塔28，闪蒸塔33的塔底液35送入H2S浓缩塔19。闪蒸塔3塔底的水甲醇溶液48经过换热器42升温预热后从甲醇精馏塔43塔中部进入，甲醇再生液40从甲醇精馏塔43塔顶进入，在换热器46的加热作用下，塔内甲醇与水进行精馏分离。由甲醇精馏塔43的塔底排出水45含甲醇0.1%送污水处理装置，甲醇精馏塔43的塔顶排出的甲醇液44送入甲醇热再生塔28。上述现有的低温甲醇洗工艺中，CO2产品气15中CO2的收率只有60%左右，剩余部分的CO2大多在H2S浓缩塔19中被气提后作为排放尾气20排出。可见，现有的低温甲醇洗工艺中CO2的收率不高，很大一部分CO2作为废气排出，资源得不到充分的利用，同时造成了一定的温室气体排放。为此，现有技术中提供了多种提高低温甲醇洗工艺中CO2的收率的技术方案，但是效果仍然不佳，例如，专利CN1107382A涉及了一种采用提高0)2解吸塔中CO2的解吸温度提高C02收率的低温甲醇洗方法，CO2的收率仅可提高至70?72%;专利CN1063086A涉及了一种利用闪蒸气作为动力源进行抽吸CO2，可使CO2回收率达到96%，但该方法的操作弹性小，并且未考虑排放气中硫化物含量和H2S产品气中的H2S浓度的问题；专利CN101590356B涉及了一种分流式低温甲醇洗装置，在再吸收塔上段设置闪蒸段，但该装置分离出的CO2产品气的收率较低。综上所述，现有的低温甲醇洗工艺存在以下不足:(I) CO2产品气的收率较低，一般为58?65%;排放的CO2量大，难以达到碳捕集的目标。(2) H2S产品气中的H2S浓度偏低，只有20?26%;排放气中的H2S含量会偏高，需额外加甲醇贫液吸收，增加能耗。⑶CO2解吸塔与H2S浓缩塔之间的物流关联性大，稳定控制较为困难。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本技术的目的在于提供一种高CO2收率的低温甲醇洗方法及装置，该方法和装置可提高CO2产品气的收率，降低了流程的复杂性及物流关联度，提高H2S产品气中的H2S浓度。本技术的目的通过下述方案实现:一种高CO2收率的低温甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高CO2收率的低温甲醇洗装置，包括吸收塔(4)、CO2解吸塔(14)、H2S浓缩塔(19)、甲醇热再生塔(28)、甲醇精馏塔(43)、多个闪蒸塔、多个换热器、多个泵以及多个压缩机；其特征在于，所述吸收塔(4)与H2S浓缩塔(19)之间设有CO2闪蒸塔(50)，该CO2闪蒸塔(50)的进液端与吸收塔(4)的塔底连接，该CO2闪蒸塔(50)的塔底与H2S浓缩塔(19)连接，该CO2闪蒸塔(50)的塔顶与吸收塔(4)连接。

【技术特征摘要】
1.一种高CO2收率的低温甲醇洗装置，包括吸收塔(4)、CO2解吸塔(14)、H2S浓缩塔(19)、甲醇热再生塔(28)、甲醇精馏塔(43)、多个闪蒸塔、多个换热器、多个泵以及多个压缩机；其特征在于，所述吸收塔⑷与H2S浓缩塔(19)之间设有CO2闪蒸塔(50)，该CO2闪蒸塔(50)的进液端与吸收塔(4)的塔底连接，该CO2闪蒸塔(50)的塔底与H2S浓缩塔(19)连接，该CO2闪蒸塔(50)的塔顶与吸收塔(4)连接。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱宇，刘霞，杨思宇，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：