配套粉煤气化装置的节能型合成气净化方法及其装置与流程

本发明涉及低温甲醇洗工艺，具体涉及一种配套粉煤气化装置的节能型合成气净化方法和一种配套粉煤气化装置的节能型合成气净化装置。

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。

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、低h2s甲醇的生成及充分利用仍然有待技术改进。中压闪蒸工序目的是回收有效气，但中压闪蒸工序的闪蒸级数及闪蒸压力、闪蒸出的酸性气二次洗涤吸收溶剂的选择等有待进一步优化。

3、cn201110260570.0公开了一种低温甲醇洗工艺，一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，其他具有吸收h2s气体的甲醇没有挖掘使用，装置能耗较高。二是中压闪蒸塔流程设置不够合理，造成全部富co2甲醇闪蒸出的co2气体转移到了富h2s甲醇中，co2气体溶解到富h2s甲醇中被污染，甲醇溶剂最终也需要通过热再生，不利于装置能耗的降低。三是有效气回收仅使用了一级中压闪蒸技术，有效气的循环压缩功率消耗较大。

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对非变换气洗涤后的非变换富h2s甲醇的使用效率低，以及能耗较高等问题，提供一种配套粉煤气化装置的节能型合成气净化方法和一种配套粉煤气化装置的节能型合成气净化装置，该方法具有非变换富h2s甲醇、低h2s甲醇使用效率高，中压闪蒸压力梯度设置合理以及低温甲醇洗装置综合能耗低的特点。

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合成气净化方法，所述方法包括以下步骤：

3、(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甲醇分为第一股非变换富h2s甲醇、第二股非变换富h2s甲醇和第三股非变换富h2s甲醇；

4、(2)将合成气、第一股非变换富h2s甲醇、低h2s甲醇和第一股富co2甲醇进行h2s吸收，得到第三富h2s甲醇和脱硫气；

5、(3)将所述脱硫气、第一股半贫甲醇和第二股贫甲醇进行co2吸收，得到的富co2甲醇分为第一股富co2甲醇和第二股富co2甲醇；

6、(4)将所述第二股富co2甲醇经第一冷却后，进行一级co2闪蒸，得到的一级闪蒸后富co2甲醇进行二级co2闪蒸，得到二级闪蒸后富co2甲醇；将所述第三富h2s甲醇经第二冷却后，进行一级h2s闪蒸，得到的一级闪蒸后富h2s甲醇进行二级h2s闪蒸，得到二级闪蒸后富h2s甲醇；

7、(5)将所述二级闪蒸后富co2甲醇进行第一闪蒸，得到的半贫甲醇分为第一股半贫甲醇、第二股半贫甲醇和第三股半贫甲醇；将所述二级闪蒸后富h2s甲醇进行第二闪蒸，得到的第二co2产品气和第二股半贫甲醇进行洗涤，得到的低h2s甲醇返回并进行所述h2s吸收；

8、其中，所述第一股半贫甲醇返回并进行所述co2吸收。

9、本发明第二方面提供一种配套粉煤气化装置的节能型合成气净化装置，所述装置包括：依次连接的非变换气洗涤塔、h2s吸收塔、co2吸收塔、一级闪蒸塔、二级闪蒸塔和再吸收塔，以及第一冷却器和第二冷却器；

10、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甲醇分为第一股非变换富h2s甲醇、第二股非变换富h2s甲醇和第三股非变换富h2s甲醇；所述h2s吸收塔用于将合成气、第一股非变换富h2s甲醇、低h2s甲醇和第一股富co2甲醇进行h2s吸收，得到第三富h2s甲醇和脱硫气；所述co2吸收塔用于将所述脱硫气、第一股半贫甲醇和第二股贫甲醇进行co2吸收，得到的富co2甲醇分为第一股富co2甲醇和第二股富co2甲醇；

11、其中，所述一级闪蒸塔自上而下分为一级co2闪蒸段和一级h2s闪蒸段；所述二级闪蒸塔自上而下分为二级co2闪蒸段和二级h2s闪蒸段；

12、其中，所述第二股富co2甲醇进入第一冷却器经第一冷却后，进入一级co2闪蒸段进行一级co2闪蒸，得到的一级闪蒸后富co2甲醇进入二级co2闪蒸段进行二级co2闪蒸，得到的二级闪蒸后富co2甲醇进入所述再吸收塔的上部进行第一闪蒸，得到的半贫甲醇分为第一股半贫甲醇、第二股半贫甲醇和第三股半贫甲醇；

13、其中，所述第三富h2s甲醇进入第二冷却器经第二冷却后，进入一级h2s闪蒸段进行一级h2s闪蒸，得到的一级闪蒸后富h2s甲醇进入二级h2s闪蒸段进行二级h2s闪蒸，得到的二级闪蒸后富h2s甲醇进入所述再吸收塔的下部进行第二闪蒸，得到的第二co2产品气和第二股半贫甲醇进行洗涤，得到的低h2s甲醇循环回用于所述h2s吸收塔；其中，将所述第一股半贫甲醇循环回用于所述co2吸收塔。

14、相比现有技术，本发明具有以下优势：

15、(1)本发明提供的方法，将非变换气和第一股贫甲醇经净化得到的非变换富h2s甲醇分为三股，其中，第一股非变换富h2s甲醇和第二股非变换富h2s甲醇作为洗涤溶剂，分别对非变换气和合成气进行洗涤，相比现有技术均使用富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，对降低低温甲醇洗装置能耗有积极意义；同时，第三股非变换富h2s甲醇，对二级co2闪蒸气和二级h2s闪蒸气的混合气体进行洗涤，从而得到闪蒸气；

16、(2)本发明采用二级中压闪蒸技术，一级闪蒸压力较高，闪蒸出的有效气较多，一级闪蒸气可以直接送到压缩工序压缩机的二段，减少压缩机功耗；二级闪蒸压力较低，确保把富co2甲醇和富h2s甲醇中的有效气进行回收，同时可以降低压缩工序压缩机的一段气缸进气量，同样可以降低压缩机功耗；

17、(3)本发明通过对再吸收塔内部结构的优化，实现了第二股半贫甲醇对二级闪蒸后富h2s甲醇闪蒸所产生第二co2产品气中硫组分的吸收，但又没有和闪蒸后的第四富h2s甲醇相互混合；因此，第二股半贫甲醇吸收闪蒸出的h2s气体后相对现有技术，溶液中的h2s含硫更低，称为低h2s甲醇，为接下来对该股低h2s甲醇的再次使用创造了条件；

18、(4)本发明通过引入低h2s甲醇吸收合成气中的h2s和co2气体，实现了对低h2s甲醇的循环使用，降低了h2s吸收塔主洗涤段第一股富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吸收塔通过低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，对降低co2吸收塔贫甲醇和半贫甲醇使用量也有积极意义。