配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收装置及其方法与流程

本发明涉及低温甲醇洗，具体涉及一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收装置和一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收方法。

背景技术：

1、低温甲醇洗技术是一种以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对h2s、co2等酸性气体溶解度极大的特性，采用物理吸收脱除合成气中的酸性气体。该技术具有气体净化度高、选择性好、甲醇吸收能力大等优点，甲醇能够选择性地脱除合成气中的co2和h2s等酸性气体组分，同时脱除hcn、nh3等微量组分，是配套粉煤气化技术的主要合成气净化技术之一。

2、目前，低温甲醇洗技术创新主要集中在富co2甲醇的减压闪蒸循环使用方面，但对富co2甲醇循环使用的持续创新遇到了技术瓶颈。随着下游装置对合成气组分需求的多元化，国内多联产低温甲醇洗技术也得到了蓬勃发展，但对多联产技术中非变换气洗涤后的非变换富h2s甲醇的高效利用仍然有待改进。另外co2吸收塔主要功能是脱除酸性气中的co2气体，但现有技术存在如果h2s吸收塔运行有波动，h2s气体吸收不够彻底，则h2s气体会随着脱硫气进入co2吸收塔下塔，将整个低温甲醇洗体系富co2甲醇污染的技术问题。

3、cn201110260570.0公开了一种低温甲醇洗工艺，首先是该低温甲醇洗工艺在h2s吸收塔全部使用富co2甲醇对合成气进行洗涤，没有研究使用系统中可能存在的低h2s甲醇溶液，让其发挥吸收合成气中部分h2s气体的潜能。其次是co2吸收塔产生的富co2甲醇全部汇集在塔底，然后分成两股后分别送后系统和前系统使用，存在h2s吸收塔出口的脱硫气中h2s一旦超标，则会污染co2吸收塔塔釜全部富co2甲醇的风险，且如果被污染，则所有被污染富co2甲醇均需重新进行再生，能耗高且不利于装置的稳定运行。

4、cn108977236a公开了一种低温甲醇洗系统以及合成气的提供方法，该技术对非变换气洗涤后的非变换富h2s甲醇进行了二次利用，但仅作为中压闪蒸塔的闪蒸气洗涤甲醇使用，对其使用不够高效，仍然有技术改进和能耗降低的空间。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述技术问题，提供一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收装置和一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收方法，该装置具有运行稳定和综合能耗低的特点，该装置还扩展了非变换富h2s甲醇的使用效率，并有效降低了富co2甲醇的使用量。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收装置，所述装置包括依次连接的非变换气洗涤塔、h2s吸收塔和co2吸收塔；

3、所述非变换气洗涤塔用于将非变换气和第一股贫甲醇进行净化，得到的非变换富h2s甲醇分为四股，第一股非变换富h2s甲醇循环回用于非变换气洗涤塔；第二股非变换富h2s甲醇和第三股非变换富h2s甲醇循环回用于h2s吸收塔；所述h2s吸收塔用于将合成气进行h2s吸收，得到脱硫气；

4、其中，所述co2吸收塔自下而上分为第一co2吸收段、第二co2吸收段和第三co2吸收段；第二co2吸收段的底部和第一co2吸收段的连接管道上设置有第一冷却器，用于将经第一冷却后的部分第二富co2甲醇循环回用于第一co2吸收段；第三co2吸收段的底部和第二co2吸收段的连接管道上设置有第二冷却器，用于将经第二冷却后的第三富co2甲醇循环回用第二co2吸收段；第三co2吸收段还连接来自后续工序的半贫甲醇；其中，第一co2吸收段的底部连接h2s吸收塔。

5、本发明第二方面提供一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收方法，所述方法包括以下步骤：

6、(1)将非变换气和第一股贫甲醇进行净化，得到非变换富h2s甲醇；

7、(2)将合成气、第二股非变换富h2s甲醇、第三股非变换富h2s甲醇和部分第一富co2甲醇进行h2s吸收，得到脱硫气；

8、(3)将所述脱硫气和经第一冷却后的部分第二富co2甲醇进行第一co2吸收，得到第一脱碳气体和第一富co2甲醇；将所述第一脱碳气体和经第二冷却后的第三富co2甲醇进行第二co2吸收，得到第二脱碳气体和第二富co2甲醇；将所述第二脱碳气体、第二股贫甲醇和半贫甲醇进行第三co2吸收，得到净化气和第三富co2甲醇；

9、其中，将所述非变换富h2s甲醇分为四股，第一股非变换富h2s甲醇返回并进行所述净化，第二股非变换富h2s甲醇和第三股非变换富h2s甲醇返回并进行所述h2s吸收；将部分第一富co2甲醇返回并进行所述h2s吸收。

10、相比现有技术，本发明具有以下优势：

11、(1)本发明将co2吸收塔分成三段，在对co2气体洗涤吸收过程中分两次进行冷量补充，co2吸收塔整体运行温度均匀，有利于甲醇对co2气体的吸收，相应可降低co2吸收塔的塔盘数量和塔体高度。

12、(2)本发明在co2吸收塔中使用了富co2甲醇分级抽出技术，co2吸收塔底的部分第一富co2甲醇送到h2s吸收塔，送后系统的剩余部分第二富co2甲醇在co2吸收塔中段提前被抽走，有效避免了h2s气体在h2s吸收塔吸收不够彻底，污染co2吸收塔底送往后系统的富co2甲醇问题，有利于低温甲醇洗装置的稳定运行和综合能耗降。

13、(3)本发明在h2s吸收塔中，通过使用非变换富h2s甲醇吸收合成气中的h2s和co2气体，实现了对非变换富h2s甲醇有效使用，降低了h2s吸收塔主洗涤段富co2甲醇的使用量，相当于降低了需要热再生的富h2s甲醇。另外在h2s吸收塔通过非变换富h2s甲醇对co2气体的前置吸收，相应的减轻了后续co2吸收塔的工作负荷，进而降低co2吸收塔洗涤甲醇的使用量。

14、(4)本发明在h2s吸收塔和非变换气洗涤塔，通过使用非变换富h2s甲醇进行预洗涤，相比现有技术使用富co2甲醇进行预洗涤而言，在取得同样洗涤效果的前提下减少了富co2甲醇的使用量，进而降低整个装置能耗。

技术特征：

1.一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收装置，其特征在于，所述装置包括依次连接的非变换气洗涤塔、h2s吸收塔和co2吸收塔；

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述非变换气洗涤塔分为预净化段和主净化段；其中，预净化段连接主净化段的底部，用于将所述非变换气和第一股非变换富h2s甲醇接触并进行预净化，得到预净化后非变换气和第一富h2s甲醇；主净化段连接来自后续工序的贫甲醇，用于将所述预净化后非变换气和第一股贫甲醇接触并进行主净化，得到净化非变换气和非变换富h2s甲醇；

3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述h2s吸收塔自下而上分为第一h2s吸收段和第二h2s吸收段；其中，第一h2s吸收段连接所述非变换气洗涤塔，用于将合成气与第二股非变换富h2s甲醇接触并进行第一h2s吸收，得到第二富h2s甲醇和预洗涤后合成气；第二h2s吸收段连接所述非变换气洗涤塔和co2吸收塔，用于将所述预洗涤后合成气依次与第三股非变换富h2s甲醇、部分第一富co2甲醇接触并进行第二h2s吸收，得到脱硫气和第三富h2s甲醇；

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其中，所述co2吸收塔中，第一co2吸收段用于将所述脱硫气和经第一冷却后的部分第二富co2甲醇接触并进行第一co2吸收，得到第一脱碳气体和第一富co2甲醇；第二co2吸收段用于将所述第一脱碳气体和经第二冷却后的第三富co2甲醇接触并进行第二co2吸收，得到第二脱碳气体和第二富co2甲醇；第三co2吸收段连接来自后续工序的贫甲醇和半贫甲醇，用于将所述第二脱碳气体、第二股贫甲醇和半贫甲醇接触并进行第三co2吸收，得到净化气和第三富co2甲醇；

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的装置，其中，所述装置还包括：连接第一co2吸收段的底部和h2s吸收塔管道上依次设置有泵和第三冷却器，用于将部分第一富co2甲醇依次经加压、第三冷却后，循环回用于所述h2s吸收塔。

6.一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的方法，其中，步骤(1)中，所述净化的过程包括：将所述非变换气和第一股非变换富h2s甲醇接触并进行预净化，得到预净化后非变换气和第一富h2s甲醇；将所述预净化后非变换气和第一股贫甲醇接触并进行主净化，得到净化非变换气和非变换富h2s甲醇；

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中，步骤(2)中，所述h2s吸收的过程包括：将合成气与第二股非变换富h2s甲醇接触并进行第一h2s吸收，得到第二富h2s甲醇和预洗涤后合成气；将所述预洗涤后合成气依次与第三股非变换富h2s甲醇、部分第一富co2甲醇接触并进行第二h2s吸收，得到脱硫气和第三富h2s甲醇；

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述第一富co2甲醇分为摩尔流量比为1：2.5-3.5的部分第一富co2甲醇和剩余部分第一富co2甲醇；

10.根据权利要求6-9中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：将所述部分第一富co2甲醇依次经加压、第三冷却后，返回并进行h2s吸收；

技术总结
本发明涉及低温甲醇洗技术领域，具体涉及一种配套粉煤气化装置的多联产酸性气吸收装置及其方法。本发明将CO<subgt;2</subgt;吸收塔分成三段，在对CO<subgt;2</subgt;气体洗涤吸收过程中分两次进行冷量补充，CO<subgt;2</subgt;吸收塔整体运行温度均匀，有利于甲醇对CO<subgt;2</subgt;气体的吸收，相应可降低CO<subgt;2</subgt;吸收塔的塔盘数量；同时，在CO<subgt;2</subgt;吸收塔中使用了富CO<subgt;2</subgt;甲醇分级抽出技术，CO<subgt;2</subgt;吸收塔底的部分第一富CO<subgt;2</subgt;甲醇送到H<subgt;2</subgt;S吸收塔，送后系统的剩余部分第二富CO<subgt;2</subgt;甲醇在CO<subgt;2</subgt;吸收塔中段提前被抽走，有效避免了H<subgt;2</subgt;S气体在H<subgt;2</subgt;S吸收塔吸收不够彻底，污染CO<subgt;2</subgt;吸收塔底送往后系统的富CO<subgt;2</subgt;甲醇问题，有利于低温甲醇洗装置的稳定运行和综合能耗降。

技术研发人员：许仁春,孟令凯,刘芳芳,庞鑫健,胡俊生,田贵春
受保护的技术使用者：中石化宁波工程有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19