配套粉煤气化装置的多联产合成气净化方法及其装置与流程

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合成气净化方法和一种配套粉煤气化装置的多联产合成气净化装置。

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甲醇如何充分利用仍然有待技术改进。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，则对h2s气体吸收不够彻底，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的富co2甲醇污染技术问题。最后是中压闪蒸塔闪蒸出的酸性气二次洗涤液吸收流程设置也有待进一步改进。

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，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co2吸收塔产生的富co2甲醇全部汇集在塔底，然后从塔底抽出分成两股，分别送后系统和前系统使用，存在h2s吸收塔出口脱硫气中的h2s如果超标，则会污染co2吸收塔底全部富co2甲醇的风险，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。最后是中压闪蒸塔流程设置不够合理，造成富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，最终也需要通过热再生，不利于装置能耗的降低。

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co2吸收塔底的富co2甲醇容易被h2s气体污染，以及co2闪蒸气和h2s闪蒸气相互污染等问题，提供一种配套粉煤气化装置的多联产合成气净化方法和一种配套粉煤气化装置的多联产合成气净化装置，该方法不仅有利于提升co2气体吸收效果，避免了co2闪蒸气和h2s闪蒸气的相互污染，还具有富h2s甲醇、非变换富h2s甲醇和低h2s甲醇使用效率高，综合能耗低等特点。

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多联产合成气净化方法，所述方法包括以下步骤：

3、(1)将来自h2s吸收工序的脱硫气和经第一冷却的部分第二富co2甲醇进行第一co2吸收，得到的第一富co2甲醇返回所述h2s吸收工序，得到的第一脱碳气体与经第二冷却的第三富co2甲醇进行第二co2吸收，得到的第二富co2甲醇分为部分第二富co2甲醇和剩余部分第二富co2甲醇，以及得到的第二脱碳气体与a股半贫甲醇和第二股贫甲醇进行第三co2吸收，得到所述第三富co2甲醇和净化气；

4、(2)将所述剩余部分第二富co2甲醇经第三冷却后，进行co2闪蒸，得到闪蒸后富co2甲醇，以及得到的co2闪蒸气与b股半贫甲醇进行第一洗涤，得到洗涤后富co2甲醇；将来自h2s吸收工序的第三富h2s甲醇经第四冷却后，进行h2s闪蒸，得到闪蒸后富h2s甲醇，以及得到的h2s闪蒸气与来自非变换气净化工序的第四股非变换富h2s甲醇进行第二洗涤，得到洗涤后富h2s甲醇；

5、(3)将所述闪蒸后富co2甲醇和洗涤后富co2甲醇混合后进行第一闪蒸，得到半贫甲醇；将所述闪蒸后富h2s甲醇和洗涤后富h2s甲醇混合后进行第二闪蒸，得到含硫气体；

6、其中，将所述半贫甲醇分为三股，第一股半贫甲醇分为a股半贫甲醇和b股半贫甲醇，再分别循环回用于所述第三co2吸收和第一洗涤；第二股半贫甲醇和含硫气体进行第三洗涤，得到的低h2s甲醇循环回用于所述h2s吸收工序。

7、本发明第二方面提供一种配套粉煤气化装置的多联产合成气净化装置，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、co2闪蒸塔、h2s闪蒸塔和再吸收塔；

8、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，第一co2吸收段和第二co2吸收段连接管道上设置有第一冷却器，第二co2吸收段和第三co2吸收段的连接管道上设置有第二冷却器；co2闪蒸塔包括设置在上的co2洗涤段和设置在下的co2闪蒸段；h2s闪蒸塔包括设置在上的h2s洗涤段和设置在下的h2s闪蒸段；

9、其中，来自h2s吸收塔的脱硫气进入第一co2吸收段，与经第一冷却的部分第二富co2甲醇进行第一co2吸收，得到的第一脱碳气体进入第二co2吸收段，与经第二冷却的第三富co2甲醇进行第二co2吸收，得到的第二脱碳气体进入第三co2吸收段，与来自再吸收塔的a股半贫甲醇和来自后续工序的b股贫甲醇进行第三co2吸收；

10、其中，来自第二co2吸收段的剩余部分第二富co2甲醇经第三冷却器冷却后，进入co2闪蒸段进行co2闪蒸，得到闪蒸后富co2甲醇，以及得到的co2闪蒸气进入co2洗涤段，与来自再吸收塔的b股半贫甲醇进行第一洗涤，得到洗涤后富co2甲醇；来自h2s吸收塔的第三富h2s甲醇经第四冷却器冷却后，进入h2s闪蒸段进行h2s闪蒸，得到闪蒸后富h2s甲醇，以及得到的h2s闪蒸气进入h2s洗涤段，与来自非变换气洗涤塔的第四股非变换富h2s甲醇进行第二洗涤，得到洗涤后富h2s甲醇；

11、其中，所述闪蒸后富co2甲醇和洗涤后富co2甲醇混合后进入再吸收塔的上段进行第一闪蒸，得到的半贫甲醇分为三股，第一股半贫甲醇分为a股半贫甲醇和b股半贫甲醇再分别循环回用于第三co2吸收段和co2洗涤段；所述闪蒸后富h2s甲醇和洗涤后富h2s甲醇混合后进入再吸收塔的下段进行第二闪蒸，得到的含硫气体进入再吸收塔的中段，与第二股半贫甲醇进行第三洗涤，得到的低h2s甲醇循环回用于h2s吸收塔。

12、相比现有技术，本发明具有以下优势：

13、(1)本发明将co2吸收塔分成三段，对脱硫气中co2气体的洗涤吸收分两次进行冷量补充，co2吸收塔整体运行温度较为均匀，有利于co2气体的均匀快速高效吸收，相应的可以降低co2吸收塔的塔板数量和塔体高度。

14、(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。送后系统的第二富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，污染co2吸收塔底送往后系统的富co2甲醇问题，从而有利于低温甲醇洗装置的稳定运行和综合能耗降低；

15、(3)本发明使用分类闪蒸洗涤技术，将富co2甲醇和富h2s甲醇分类进行闪蒸和洗涤，解决了co2闪蒸气和h2s闪蒸气的相互污染。

16、(4)本发明通过对再吸收塔内部结构的优化，实现了半贫甲醇对富h2s甲醇混合液闪蒸所产生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，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先决条件。

17、(5)本发明在h2s吸收塔的第二h2s吸收段中，通过引入低h2s甲醇和非变换富h2s甲醇联合吸收合成气中的h2s和co2气体，实现了对低h2s甲醇的循环使用和非变换富h2s甲醇的高效利用，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；同时，在h2s吸收塔通过低h2s甲醇对合成气中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，也降低co2吸收塔中的贫甲醇和半贫甲醇使用量。

18、(6)本发明在h2s吸收塔的第一h2s吸收段和非变换气洗涤塔的预净化段，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，进而降低低温甲醇洗装置能耗。