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、低温甲醇洗是一种以低温甲醇为吸收溶剂的气体净化工艺。该工艺具有气体净化度高、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，甲醇溶剂的再生通过分段减压闪蒸或热再生来实现。

2、目前，国内外低温甲醇洗技术创新研究主要集中在富co2甲醇的减压闪蒸循环使用方面，主要有两种典型工艺技术，分别是贫液-半贫液流程和贫液-准贫液流程，该技术对降低低温甲醇洗装置能耗发挥了积极作用，但围绕富co2甲醇的技术创新也达到了极限。因此，有必要将低温甲醇洗流程的技术创新方向调整到含h2s甲醇的综合利用方面。另外随着下游工序对合成气需求的多元化，国内多联产低温甲醇洗工艺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。

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，没有研究和循环使用系统中存在的低h2s甲醇溶液，让其发挥部分吸收合成气中h2s气体的潜能。其次是在co2再吸收塔的co2闪蒸段，富co2甲醇在洗涤富h2s甲醇闪蒸气的同时直接与富h2s甲醇混合，自身被富h2s甲醇深度污染，混合后的低浓度h2s甲醇也没有得到充分使用，而是送到了热再生系统进行再生，总体上不利于低温甲醇洗装置综合能耗的降低。

4、cn201810994082.4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，但仅作为富h2s甲醇经过中压闪蒸后的闪蒸气洗涤甲醇使用，对其使用不够充分高效，仍然有技术改进和能耗降低的空间。

5、因此，亟需一种新的多联产低温甲醇洗工艺。

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，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甲醇进行co2闪蒸，得到的闪蒸后富co2甲醇经第一冷却后，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，将所述第一股半贫甲醇返回并进行所述co2吸收；

7、(5)将所述第三富h2s甲醇经第二冷却后，进行h2s闪蒸，得到的闪蒸后富h2s甲醇进行第二闪蒸，得到第二co2产品气；

8、其中，所述第二股半贫甲醇作为吸收溶剂吸收所述第二co2产品气中含硫气体，得到的所述低h2s甲醇返回并进行所述h2s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，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、co2吸收塔、co2闪蒸塔、h2s闪蒸塔和再吸收塔，以及第一冷却器和第二冷却器；

10、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；

11、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；

12、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；

13、所述co2闪蒸塔用于将所述第二股富co2甲醇进行co2闪蒸，得到的闪蒸后富co2甲醇进入第一冷却器经第一冷却后，进入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；

14、所述第三富h2s甲醇进入第二冷却器经第二冷却后，进入所述h2s闪蒸塔进行h2s闪蒸，得到的闪蒸后富h2s甲醇进入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在再吸收塔的中部进行洗涤，得到的低h2s甲醇循环回用于所述h2s吸收塔；

15、其中，将所述第一股半贫甲醇循环回用于所述co2吸收塔。

16、相比现有技术，本发明具有以下优势：

17、(1)本发明提供的方法，将第一股贫甲醇洗涤非变换气后得到的非变换富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预洗涤，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；

18、(2)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；

19、(3)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。

技术特征：

1.一种配套粉煤气化装置的节能型合成气净化方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，所述净化的过程包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤(2)中，所述h2s吸收的过程包括：

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，步骤(3)中，所述co2吸收的过程包括：

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，步骤(4)中，所述闪蒸后富co2甲醇中h2s的摩尔含量为0.1-0.5ppm；co2的摩尔含量为18-22％；温度为-25至-20℃；压力为0.8-1mpa；

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，步骤(5)中，所述第二冷却后富h2s甲醇的温度为-38至-33℃；

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述方法还包括：将所述co2闪蒸得到的co2闪蒸气和所述h2s闪蒸得到的h2s闪蒸气混合后，与所述第三股非变换富h2s甲醇进行洗涤，得到含洗涤后co2闪蒸气和洗涤后h2s闪蒸气的闪蒸气；

8.一种配套粉煤气化装置的节能型合成气净化装置，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、co2吸收塔、co2闪蒸塔、h2s闪蒸塔和再吸收塔，以及第一冷却器和第二冷却器；

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述h2s闪蒸塔连接所述co2闪蒸塔的顶部和非变换气洗涤塔的非变换富h2s甲醇，用于将所述co2闪蒸还得到的co2闪蒸气和所述h2s闪蒸还得到的h2s闪蒸气混合后，与所述第三股非变换富h2s甲醇进行洗涤，得到含洗涤后co2闪蒸气和洗涤后h2s闪蒸气的闪蒸气。

10.根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述装置还包括：连接所述再吸收塔的低h2s甲醇出口和所述h2s吸收塔的管道上设置有第一泵，用于将所述低h2s甲醇经第一加压后循环回用于所述h2s吸收塔；

技术总结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及其装置，该方法将第一股贫甲醇洗涤非变换气后得到的非变换富H<subgt;2</subgt;S甲醇分为三股，其中，第一股非变换富H<subgt;2</subgt;S甲醇和第二股非变换富H<subgt;2</subgt;S甲醇作为洗涤溶剂，分别对非变换气和合成气进行预洗涤，相比现有技术均使用富CO<subgt;2</subgt;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CO<subgt;2</subgt;甲醇的使用量；同时，该方法还具有低H<subgt;2</subgt;S甲醇使用效率高，低温甲醇洗装置综合能耗低的特点。技术研发人员：许仁春,施程亮,黄剑平,李颖,肖琳琳,胡康宁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