一种低温甲醇洗中压闪蒸装置的制作方法

1.本实用新型属于煤化工气体净化技术领域，具体为一种低温甲醇洗中压闪蒸装置。


背景技术：

2.低温甲醇洗工艺是通过低温高压的条件吸收煤化工工艺气中的二氧化碳、硫化氢等，一般配套中压闪蒸装置回收富甲醇中的氢气。常规的低温甲醇洗中压闪蒸工艺配套两个闪蒸罐分别闪蒸回收含硫甲醇和无硫甲醇中氢气，并通过循环氢压缩机升压返回甲醇洗涤塔。无硫甲醇和含硫甲醇均为富二氧化碳甲醇，闪蒸过程中逸出大量的二氧化碳，造成循环氢气体总量升高，循环氢压缩机能耗高以及发热严重的缺陷，影响了设备的正常安全运行。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，而提供一种结构简单、设计合理、通过高压闪蒸、中压闪蒸和半贫甲醇洗涤降低循环氢中二氧化碳含量，能够在提高氢气回收率的同时减少循环氢总量，进一步达到降低循环氢压缩机负荷的低温甲醇洗中压闪蒸装置。
4.为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
5.一种低温甲醇洗中压闪蒸装置，包括变换气管道，所述变换气管道通过第一三通和原料冷却器与甲醇洗涤塔相连；所述甲醇洗涤塔从上至下分别为精洗段、主洗段、脱碳段和脱硫段；所述精洗段顶部设有与净化气工段相连的净化气管道，精洗段的侧部与贫甲醇储罐相连；所述甲醇洗涤塔的脱碳段与无硫甲醇系统相连；所述甲醇洗涤塔的脱硫段与含硫甲醇系统相连；所述无硫甲醇系统和含硫甲醇系统的气相分别与循环氢两级压缩机单元的前部相连，循环氢两级压缩机单元的末端与第一三通的第三端相连。
6.优选的，所述的无硫甲醇系统包括与脱碳段下部相连的无硫甲醇冷却器，无硫甲醇冷却器通过第一减压阀与无硫甲醇高压闪蒸罐相连，无硫甲醇高压闪蒸罐底部的液相出口通过第二减压阀与无硫甲醇中压闪蒸罐相连，无硫甲醇中压闪蒸罐底部的液相出口通过第四减压阀与二氧化碳解析塔相连；所述的脱碳段下部和无硫甲醇冷却器之间设有第二三通，第二三通的第三端通过带甲醇回流阀的回流管道与脱硫段上部相连。
7.优选的，所述无硫甲醇中压闪蒸罐底部的液相出口和第四减压阀之间设有第三三通，第三三通的第三端通过第七减压阀与无硫甲醇低压闪蒸罐的进口相连；无硫甲醇低压闪蒸罐的顶部气相出口与二氧化碳尾气储罐相连。
8.优选的，所述含硫甲醇系统包括与脱硫段底部液相出口相连的含硫甲醇冷却器，含硫甲醇冷却器通过液力透平与含硫甲醇高压闪蒸罐相连，含硫甲醇高压闪蒸罐的底部液相出口通过第三减压阀与含硫甲醇中压闪蒸罐相连，含硫甲醇中压闪蒸罐的底部液相出口通过第六减压阀减压与硫化氢浓缩塔的第一进口相连。
9.优选的，所述循环氢两级压缩机单元包括循环氢洗涤塔，循环氢洗涤塔的气体出
口通过一级氢压缩机和二级氢压缩机与第一三通的第三端相连。
10.优选的，所述循环氢洗涤塔底部的液相出口通过第五减压阀与硫化氢浓缩塔的第二进口相连。
11.优选的，所述循环氢洗涤塔的第一进口通过第八减压阀以及贫甲醇泵与无硫甲醇低压闪蒸罐底部的液相出口相连；所述第八减压阀和贫甲醇泵之间设有第四三通，第四三通的第三端与主洗段的上部回液口相连通。
12.优选的，所述贫甲醇泵与液力透平相连。
13.优选的，所述循环氢洗涤塔的第二进口分别与无硫甲醇中压闪蒸罐顶部的气相出口和含硫甲醇中压闪蒸罐顶部的气相出口相连。
14.优选的，所述一级氢压缩机和二级氢压缩机之间的进气口分别与无硫甲醇高压闪蒸罐顶部的气相出口和含硫甲醇高压闪蒸罐顶部的气相出口相连。
15.本实用新型具有结构简单、设计合理、通过高压闪蒸、中压闪蒸和半贫甲醇洗涤降低循环氢中二氧化碳含量，能够在提高氢气回收率的同时减少循环氢总量，达到降低循环氢压缩机负荷的优点。
附图说明
16.图1本实用新型的结构示意图。
17.图中：
18.1、变换气管道；2、甲醇洗涤塔；3、无硫甲醇高压闪蒸罐；4、无硫甲醇中压闪蒸罐；5、含硫甲醇高压闪蒸罐；6、含硫甲醇中压闪蒸罐；7、二氧化碳解析塔；8、硫化氢浓缩塔；9、无硫甲醇低压闪蒸罐；10、循环氢洗涤塔；11、贫甲醇储罐；12、净化气工段；13、二氧化碳尾气储罐；14、贫甲醇泵；15、液力透平；16、第八减压阀；17、含硫甲醇冷却器；18、无硫甲醇冷却器；19、一级氢压缩机；20、二级氢压缩机；21、甲醇回流阀；22、第一减压阀；23、第二减压阀；24、第七减压阀；25、第三减压阀；26、第四减压阀；27、第五减压阀；28、第六减压阀；29、原料冷却器；30、第一三通；31、第二三通；32、第三三通；33、第四三通。
具体实施方式
19.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.参看图1：本实用新型为一种低温甲醇洗中压闪蒸装置，包括变换气管道1，所述变换气管道1通过第一三通30和原料冷却器29与甲醇洗涤塔2相连；所述甲醇洗涤塔2从上至下分别为精洗段、主洗段、脱碳段和脱硫段；所述精洗段顶部设有与净化气工段12相连的净化气管道，精洗段的侧部与贫甲醇储罐11相连；所述甲醇洗涤塔2的脱碳段与无硫甲醇系统相连；所述甲醇洗涤塔2的脱硫段与含硫甲醇系统相连；所述无硫甲醇系统和含硫甲醇系统的气相分别与循环氢两级压缩机单元的前部相连，循环氢两级压缩机单元的末端与第一三通30的第三端相连。所述的无硫甲醇系统包括与脱碳段下部相连的无硫甲醇冷却器18，无
硫甲醇冷却器18通过第一减压阀22与无硫甲醇高压闪蒸罐3相连，无硫甲醇高压闪蒸罐3底部的液相出口通过第二减压阀23与无硫甲醇中压闪蒸罐4相连，无硫甲醇中压闪蒸罐4底部的液相出口通过第四减压阀26与二氧化碳解析塔7相连；所述的脱碳段下部和无硫甲醇冷却器18之间设有第二三通31，第二三通31的第三端通过带甲醇回流阀21的回流管道与脱硫段上部相连。所述无硫甲醇中压闪蒸罐4底部的液相出口和第四减压阀26之间设有第三三通32，第三三通32的第三端通过第七减压阀24与无硫甲醇低压闪蒸罐9的进口相连；无硫甲醇低压闪蒸罐9的顶部气相出口与二氧化碳尾气储罐13相连。所述含硫甲醇系统包括与脱硫段底部液相出口相连的含硫甲醇冷却器17，含硫甲醇冷却器17通过液力透平15与含硫甲醇高压闪蒸罐5相连，含硫甲醇高压闪蒸罐5的底部液相出口通过第三减压阀25与含硫甲醇中压闪蒸罐6相连，含硫甲醇中压闪蒸罐6的底部液相出口通过第六减压阀28减压与硫化氢浓缩塔8的第一进口相连。所述循环氢两级压缩机单元包括循环氢洗涤塔10，循环氢洗涤塔10的气体出口通过一级氢压缩机19和二级氢压缩机20与第一三通30的第三端相连。所述循环氢洗涤塔10底部的液相出口通过第五减压阀27与硫化氢浓缩塔8的第二进口相连。所述循环氢洗涤塔10的第一进口通过第八减压阀16以及贫甲醇泵14与无硫甲醇低压闪蒸罐9底部的液相出口相连；所述第八减压阀16和贫甲醇泵14之间设有第四三通33，第四三通33的第三端与主洗段的上部回液口相连通。所述贫甲醇泵14与液力透平15相连。所述循环氢洗涤塔10的第二进口分别与无硫甲醇中压闪蒸罐4顶部的气相出口和含硫甲醇中压闪蒸罐6顶部的气相出口相连。所述一级氢压缩机19和二级氢压缩机20之间的进气口分别与无硫甲醇高压闪蒸罐3顶部的气相出口和含硫甲醇高压闪蒸罐5顶部的气相出口相连。在使用本实用新型时，变换气管道1内的变换工艺气经原料冷却器29降温后进入甲醇洗涤塔2。所述甲醇洗涤塔2从上至下分别为精洗段、主洗段、脱碳段和脱硫段，所述脱碳段无硫甲醇通过甲醇回流阀21进入脱硫段，所述甲醇洗涤塔塔顶出气为净化气12，所述贫甲醇进入甲醇洗涤塔精洗段；所述脱硫段含硫甲醇经含硫甲醇冷却器17降温后进入液力透平15减压并回收能量，所述含硫甲醇依次进入含硫甲醇高压闪蒸罐5、第三减压阀25和含量甲醇中压闪蒸罐6闪蒸出氢气，最终经第六减压阀28减压进入硫化氢浓缩塔8。所述含硫甲醇高压闪蒸罐5闪蒸气进入二级氢压缩机20，所述含硫甲醇中压闪蒸罐6闪蒸气进入循环氢洗涤塔10。所述脱碳段无硫甲醇经无硫甲醇冷却器18降温后经第一减压阀22减压后依次进入无硫甲醇高压闪蒸罐3、第二减压阀23和无硫甲醇中压闪蒸罐4，最终经第四减压阀26减压进入二氧化碳解析塔7。所述无硫甲醇高压闪蒸罐3闪蒸气进入二级氢压缩机20，所述无硫甲醇中压闪蒸罐4闪蒸气进入循环氢洗涤塔10。所述出无硫甲醇中压闪蒸罐4的部分无硫甲醇经第七减压阀24减压后进入无硫甲醇低压闪蒸罐9闪蒸得到二氧化碳尾气13和半贫甲醇。所述无硫甲醇低压闪蒸罐9底泵贫甲醇泵14被液力透平15驱动。所述半贫甲醇经贫甲醇泵14加压后返回甲醇洗涤塔2的主洗段，少量半贫甲醇经第八减压阀16减压后进入循环氢洗涤塔10脱除循环氢中二氧化碳。所需循环氢洗涤塔10塔底甲醇经第五减压阀27减压后进入硫化氢浓缩塔8。所述循环氢洗涤塔10出口循环氢经一级氢压缩机19升压后和来自无硫甲醇中压闪蒸罐4、含硫甲醇中压闪蒸罐6的循环氢共同进入二级氢压缩机20加压，并在原料冷却器29之前和变换气管道1内的变换工艺气汇合。
21.本实用新型在运行的过程中具体包括如下步骤：步骤一：所述变换气管道1内的变换工艺气经原料冷却器29降温后进入甲醇洗涤塔2。所述原料冷却器29出口工艺气温度
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10
～
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15℃。所述甲醇洗涤塔2塔顶压力5.0～5.6mpa。所述甲醇洗涤塔2从上至下包括精洗段、主洗段、脱碳段和脱硫段。所述贫甲醇11进入精洗段，所述来自无硫甲醇低压闪蒸罐9的半贫甲醇进入主洗段。所述甲醇洗涤塔2脱碳段无硫甲醇通过甲醇回流阀21进入脱硫段吸收工艺气中硫化氢。步骤二：所述含硫甲醇经含硫甲醇冷却器17降温后进入液力透平15减压并回收能量。所述含硫甲醇依次进入含硫甲醇高压闪蒸罐5、第三减压阀25和含硫甲醇中压闪蒸罐6闪蒸出氢气，最终经第六减压阀28减压进入硫化氢浓缩塔8。所述含硫甲醇高压闪蒸罐5闪蒸气进入二级氢气压缩机20，所述含硫甲醇中压闪蒸罐6闪蒸气进入循环氢洗涤塔10。所述含硫甲醇冷却器17出口温度
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29～
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32℃。所述液力透平15出口压力3.0～3.5mpa，所述液力透平15回收的能量用来驱动贫甲醇泵14。所述含硫甲醇高压闪蒸罐5闪蒸压力3.0～3.5mpa,所述第三减压阀25出口压力1.5～1.7mpa。所述含硫甲醇中压闪蒸罐6闪蒸压力1.5～1.7mpa，所述第六减压阀28出口压力0.1～0.3mpa。步骤三：所述脱碳段无硫甲醇经无硫甲醇冷却器18降温后经第一减压阀22减压后依次进入无硫甲醇高压闪蒸罐3、第二减压阀23和无硫甲醇中压闪蒸罐4，最终经第四减压阀26减压进入二氧化碳解析塔7。所述无硫甲醇高压闪蒸罐3闪蒸气进入二级氢压缩机，所述无硫甲醇中压闪蒸罐4闪蒸气进入循环氢洗涤塔10。所述无硫甲醇冷却器18出口温度
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29～
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32℃。所述无硫甲醇高压闪蒸罐3闪蒸压力3.0～3.5mpa,所述第二减压阀23出口压力1.5～1.7mpa。所述无硫甲醇中压闪蒸罐4闪蒸压力1.5～1.7mpa，所述第四减压阀26出口压力0.1～0.3mpa。步骤四：所述出无硫甲醇中压闪蒸罐4的部分无硫甲醇经第七减压阀24减压后进入无硫甲醇低压闪蒸罐9闪蒸得到二氧化碳尾气13和半贫甲醇。所述无硫甲醇低压闪蒸罐9闪蒸压力0.05～0.1mpa，所述第七减压阀24出口压力0.05～0.1mpa。步骤五：所述半贫甲醇经贫甲醇泵14加压后返回甲醇洗涤塔2的主洗段，少量半贫甲醇经第八减压阀16减压后进入循环氢洗涤塔10脱除循环氢中二氧化碳。所述贫甲醇泵14出口压力5.0～5.6mpa，所述半贫甲醇进入甲醇洗涤塔2和循环氢洗涤塔10的比例为10～20:1。所述第八减压阀16出口压力1.5～1.7mpa。步骤六：所需循环氢洗涤塔10塔底甲醇经第五减压阀27减压后进入硫化氢浓缩塔8。所述第五减压阀27出口压力0.1～0.3mpa。步骤七：所述循环氢洗涤塔10出口循环氢经一级氢压缩机19升压后和来自无硫甲醇中压闪蒸罐4、含硫甲醇中压闪蒸罐6的循环氢共同进入二级氢压缩机20加压，并在原料冷却器29之前和变换气管道1内的变换工艺气汇合。所述循环氢洗涤塔10出口循环氢温度
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32～
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38℃，所述一级氢压缩机19出口温度10～25℃，所述二级氢压缩机出口温度25～40℃。所述一级氢压缩机19出口压力3.0～3.5mpa，所述二级氢压缩机20出口压力5.2～5.8mpa。本实用新型通过高压闪蒸、中压闪蒸和半贫甲醇洗涤降低循环氢中二氧化碳含量，保证氢气回收率的同时减少循环氢总量，降低循环氢压缩机负荷。通过上述实施例实施后，甲醇中氢气回收率达到99.7％～99.9％，循环氢中二氧化碳含量降低15％～20％，循环氢总气量降低30％～40％，循环氢压缩机每小时功耗降低100～150kw。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实
施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。