配套粉煤气化装置的节能型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节能型酸性气吸收装置和一种配套粉煤气化装置的节能型酸性气吸收方法。

背景技术：

1、粉煤气化制得的h2和co是生产c1化工及其衍生物产品的主要原料。采用粉煤气化技术生产的合成气中除含有h2、co、co2外，还含有微量的h2s、cos、nh3、hcn等组分，酸性气体co2和h2s一般是合成催化剂的毒物，所以必须在合成工序之前给予脱除。

2、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。

3、目前，低温甲醇洗技术创新主要在富co2甲醇减压闪蒸循环利用方面，但对富co2甲醇利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，多联产酸性气体脱除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甲醇如何有效利用仍然有待优化改进。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，则在h2s气体吸收不够彻底的情况下，h2s气体会随着脱硫气进入co2吸收塔下塔，将整个酸性气体装置正在运行的全部富co2甲醇污染的技术问题，

4、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，消耗的富co2甲醇量较大，吸收了h2s气体的富h2s甲醇需要热再生，装置能耗较高。其次是在装置运行过程中co2吸收塔的富co2甲醇全部汇集在塔底，然后抽出后分成两股，分别送后系统和前系统使用，存在h2s吸收塔出口脱硫气h2s如果超标，则会污染co2吸收塔底全部富co2甲醇的风险，且如果被污染，则所有被污染富co2甲醇均需重新进行热再生，能耗高且不利于装置的稳定运行。

5、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，仍然有技术改进空间。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服现有多联产低温甲醇洗技术存在能耗较高、h2s污染富co2甲醇等问题，提供一种配套粉煤气化装置的节能型酸性气吸收装置及其方法，该装置具有非变换富h2s甲醇用途多、低h2s甲醇使用效率高，富co2甲醇分级抽出，避免被h2s气体污染，低温甲醇洗装置综合能耗低，运行稳定的特点。

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节能型酸性气吸收装置，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、其中，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；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，其中，所述脱硫气进入第一co2吸收段与来自第三co2吸收段的剩余部分第三富co2甲醇进行第一co2吸收，得到的第一co2吸收后气体进入第二co2吸收段，与来自第三co2吸收段的部分第三富co2甲醇进行第二co2吸收，得到的第二co2吸收后气体进入第三co2吸收段，与来自后续工序的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；

5、其中，将第一股非变换富h2s甲醇循环回用于非变换气洗涤塔；将第二股非变换富h2s甲醇、第三股非变换富h2s甲醇和第一富co2甲醇循环回用于所述h2s吸收塔。

6、本发明第二方面提供一种配套粉煤气化装置的节能型酸性气吸收方法，所述方法包括以下步骤：

7、(1)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；

8、(2)将合成气进行h2s吸收，得到脱硫气；

9、(3)将所述脱硫气和剩余部分第三富co2甲醇进行第一co2吸收，得到第一co2吸收后气体和第一富co2甲醇；将所述第一co2吸收后气体和部分第三富co2甲醇进行第二co2吸收，得到第二co2吸收后气体和第二富co2甲醇；将所述第二co2吸收后气体、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；

10、其中，将第一股非变换富h2s甲醇返回并进行所述净化；将第二股非变换富h2s甲醇、第三股非变换富h2s甲醇和和第一富co2甲醇各自独立地返回并进行所述h2s吸收。

11、相比现有技术，本发明具有以下优势：

12、(1)本发明将co2吸收塔分成三段，在co2吸收塔中使用了富co2甲醇分级抽出技术，co2吸收塔底的第一富co2甲醇全部送到h2s吸收塔，即使被污染也不会产生污染扩散问题；送至后续系统的第二富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时污染全部富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低；尤其是在co2吸收塔通过使用第一冷却器对第三富co2甲醇进行冷却后，再分股使用，简化了co2吸收塔的冷量补充流程，减少了换热设备投资；

13、(2)本发明在h2s吸收塔中，使用低h2s甲醇和非变换富h2s甲醇对合成气中co2气体进行双重前置吸收，相应的减轻了co2吸收塔的工作负荷，可以有效降低co2吸收塔贫甲醇和半贫甲醇的使用量；

14、具体而言，在h2s吸收塔中第一h2s吸收段，通过使用第二股非变换富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，进而降低装置能耗；在h2s吸收塔中第二h2s吸收段，通过引入低h2s甲醇和第三股非变换富h2s甲醇共同吸收合成气中的h2s和co2气体，实现了对低h2s甲醇的循环使用和非变换富h2s甲醇的再次使用，有效降低了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。

技术特征：

1.一种配套粉煤气化装置的节能型酸性气吸收装置，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自下而上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，用于将非变换气和第一股非变换富h2s甲醇接触并进行第一净化，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进行第二净化，得到非变换富h2s甲醇和净化非变换气；

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吸收段连接非变换气洗涤塔的非变换富h2s甲醇出口，用于将合成气和第二股非变换富h2s甲醇接触并进行第一h2s吸收，得到第二富h2s甲醇和预净化后合成气；第二h2s吸收段连接非变换气洗涤塔的非变换富h2s甲醇出口、来自后续工序的低h2s甲醇和co2吸收塔的第一富co2甲醇出口，用于将预净化后合成气依次与第三股非变换富h2s甲醇、低h2s甲醇、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吸收塔的第三富co2甲醇出口分别连接第二co2吸收段和第一co2吸收段，用于将所第三富co2甲醇分为部分第三富co2甲醇和剩余部分第三富co2甲醇，再分别进行第二co2吸收和第一co2吸收；

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述装置还包括：连接所述co2吸收塔的第三富co2甲醇出口、第二co2吸收段和第一co2吸收段的管道上设置有第一冷却器，用于将所述第三富co2甲醇进行第一冷却后，再分为部分第三富co2甲醇和剩余部分第三富co2甲醇；

6.一种配套粉煤气化装置的节能型酸性气吸收方法，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，第一股非变换富h2s甲醇、第二股非变换富h2s甲醇、第三股非变换富h2s甲醇和第四股非变换富h2s甲醇的摩尔流量比为1：5-7：40-45：30-35；

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：将所述合成气和第二股非变换富h2s甲醇进行第一h2s吸收，得到预净化后合成气和第二富h2s甲醇；将所述预净化后合成气、第三股非变换富h2s甲醇、低h2s甲醇和第一富co2甲醇进行第二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，所述脱硫气和第三富co2甲醇的摩尔流量比为1：1.8-2.2；

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：将所述第三富co2甲醇经第一冷却后，再分为所述部分第三富co2甲醇和剩余部分第三富co2甲醇；

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节能型酸性气吸收装置及其方法。该装置将CO<subgt;2</subgt;吸收塔分成三段，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;吸收塔底的第一富CO<subgt;2</subgt;甲醇全部送到H<subgt;2</subgt;S吸收塔，即使被污染也不会产生污染扩散问题；送至后续系统的第二富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时污染全部富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低。技术研发人员：许仁春,张玮,贾隆禛,陈冬景,雍丰荣,王鹏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