一种低温甲醇洗工艺及装置的制作方法

本技术涉及低温甲醇洗，具体涉及一种低温甲醇洗工艺及装置。

背景技术：

1、以煤为原料的化工生产中，粗合成气中含有大量多余的co2、少量的h2s、cos等酸性气体，这些酸性气体对生产是不利的，其中的硫化物会造成下游生产中的触媒中毒，必须将其脱除和回收，因此低温甲醇洗的技术核心就是酸性气脱除技术。

2、煤化工行业比较常用的酸性气脱除技术有物理吸收法、化学吸收法，物理吸收法更加经济、成熟，广泛地应用于工业生产，其代表有低温甲醇洗法(rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(nhd)，其中，低温甲醇洗工艺具有举足轻重的地位，无论是煤的直接液化、间接液化，还是煤气化制取化工产品的工艺装置中，大多要有气体净化工艺，而低温甲醇洗工艺无疑是目前最具竞争实力、成熟的气体净化技术，已被广泛应用于国内外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中，尤其是对煤(水煤浆)或渣(重)油为原料制取合成气的净化，采用此方法则效果更佳；在国内，以煤、渣油为原料建成的大型合成氨、合成甲醇装置中也大都采用这一技术。

3、低温甲醇洗工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体(co2、h2s、cos等)溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体，是一种物理吸收法；低温甲醇洗工艺是目前国内外所公认的最为经济且净化度高的气体净化技术，具有其它脱硫、脱碳技术不能取代的特点，如：净化气质量好，净化度高，具有选择性吸收h2s、cos和co2的特性，溶剂价廉易得，能耗低，运转费用低，生产运行稳定、可靠等；常规的低温甲醇洗工艺通过喷淋甲醇的方式吸收原料气中的水分并得到含水甲醇，含水甲醇在甲醇水分离塔中精馏，塔顶得到甲醇蒸汽，塔底得到含甲醇废水，甲醇和水极难完全分离，甲醇蒸汽将水带入循环甲醇中，导致甲醇洗涤塔塔顶贫甲醇中含有0.1-0.5％的水分，最终导致富甲醇含水酸性和腐蚀性加强。

4、现有技术中为了克服上述技术中存在的缺点，有的对甲醇进行脱水处理，如专利申请号为202111027365x的一种无水型低温甲醇洗装置以及生产方法中，公开了一种技术方案，包括原料气管道以及甲醇洗涤塔，所述原料气管道通过原料气脱水单元与甲醇洗涤塔的原料气进口相连，甲醇洗涤塔的顶部与净化气管网相连；甲醇洗涤塔底部的液相出口通过富甲醇处理单元与甲醇洗涤塔中上部的贫甲醇喷淋管道进口相连；该申请具有结构简单、设计合理、通过原料气脱水单元将原料气中的水分完全脱除，并在甲醇洗涤塔中通过贫甲醇液进行喷淋，实现了贫甲醇/富甲醇/循环甲醇中的水含量小于0.01％的特点，从而实现了避免相关设备腐蚀，节省原料气甲醇喷淋装置和甲醇水分离塔的购置成本，以及省去了后续工艺中甲醇和水的分离的优点。

5、但是上述专利文件中，为了实现水分的脱除，单独设置了原料气脱水单元，提高设备的制造成本，不通过额外的脱水单元，无法实现满足co2指标的同时实现脱水，且上述专利文件中，未对系统内的高温热量进行充分利用，需要高温热量时，需要外接高温热量，导致整个设备的能耗较高。

6、综上所述，需要提供一种新的技术方案解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种低温甲醇洗工艺，包括如下步骤：

2、原料经过原料冷却器冷却后进入脱水塔，脱水塔顶部采出的气相经过冷却后进入吸收塔，脱水塔塔釜采出的含水甲醇进入甲醇水塔脱水后，返回至脱水塔循环使用；

3、吸收塔塔顶采出气相，吸收塔塔釜采出的甲醇通过原料冷却器回收冷量升温后，进行闪蒸；

4、闪蒸得到的气相冷却后进行气液分离，气液分离得到的气相先经过压缩机一增压，然后冷却后进入co2产品塔，co2产品塔的塔釜采出液态co2；气液分离得到的液相、闪蒸得到的液相进入缓冲罐，缓冲罐内的贫甲醇部分进入甲醇水塔，部分冷却后返回至吸收塔循环使用；

5、甲醇水塔的塔釜采出废水，甲醇水塔顶部的气相经过冷凝后进入甲醇水塔回流罐，甲醇水塔回流罐内的甲醇部分回流至甲醇水塔，部分返回至脱水塔循环使用。

6、作为一种优选方案，所述甲醇水塔回流罐内的气相经过冷却后进行气液分离处理，经过气液分离处理的液相返回至脱水塔循环使用，经过气液分离处理的气相与末级闪蒸得到的气相混合，混合后的气相与前几级闪蒸气再混合，混合后先进行冷却，然后进行气液分离。

7、作为一种优选方案，吸收塔塔釜采出的甲醇先通过贫甲醇换热器进行回收冷量升温，然后通过原料冷却器回收冷量升温，最后通过升温换热器加热升温后进行闪蒸；缓冲罐内的部分贫甲醇先经过贫甲醇换热器进行冷却，然后经过贫甲醇冷却器冷却后返回至吸收塔循环使用。

8、作为一种优选方案，吸收塔塔顶采出的气相经过脱水塔塔顶的脱水塔顶部换热器进行冷量回收对其进行升温后，进行甲醇回收处理，甲醇回收处理完成后得到co2符合产品标准的净化气。

9、作为一种优选方案，所述co2产品塔顶部的汽相经过冷凝后部分回流至co2产品塔，汽相部分经过压缩机二增压后进行脱碳处理，脱碳处理完成后经过脱水塔顶部换热器回收冷量对其升温后，进行甲醇回收处理。

10、作为一种优选方案，所述闪蒸包括四级闪蒸，其中，一级闪蒸的液相进入二级闪蒸、二级闪蒸的液相进入三级闪蒸、三级闪蒸的液相进入四级闪蒸，四级闪蒸的液相进入缓冲罐，一级闪蒸的气相、二级闪蒸的气相、三级闪蒸的气相、四级闪蒸的气相混合后进行冷却，冷却后进行气液分离；其中，四级闪蒸的气相先经过压缩机三增压，然后冷却后再与一级闪蒸的气相、二级闪蒸的气相、三级闪蒸的气相混合；甲醇水塔回流罐内的气相经过冷却后进行气液分离处理，经过气液分离处理的气相与四级闪蒸的气相混合，混合后经过压缩机三增压。

11、作为一种优选方案，压缩机一、压缩机二、压缩机三中至少一个压缩机的余热用于对升温换热器提供热源。

12、作为一种优选方案，压缩机一、压缩机二、压缩机三中至少一个压缩机的余热用于对产品塔再沸器提供热源。

13、作为一种优选方案，压缩机一、压缩机二、压缩机三中至少一个压缩机的余热用于对甲醇水塔再沸器提供热源。

14、一种低温甲醇洗装置，包括脱水塔，所述脱水塔的塔釜设置有进料管线，所述进料管线上设置有原料冷却器，所述脱水塔的顶部通过脱水塔采出管线与吸收塔连接，所述脱水塔采出管线上设置有脱水塔冷却装置，所述脱水塔的塔釜通过脱水塔塔釜采出管线与甲醇水塔连接；

15、所述吸收塔的顶部设置有吸收塔顶部采出管线，所述吸收塔塔釜设置有吸收塔塔釜采出管线，吸收塔塔釜采出管线经过原料冷却器、升温换热器与闪蒸罐连接，闪蒸罐包括至少两个闪蒸罐；

16、上一级闪蒸罐中的液相减压后进入下一级的闪蒸罐，每个闪蒸罐顶部通过闪蒸罐气相采出管线与气液分离罐连接，闪蒸罐气相采出管线上设置有闪蒸罐气相冷凝器，气液分离罐的顶部通过气液分离罐气相管线与co2产品塔连接，所述气液分离罐气相管线上设置有压缩机一、气液分离罐气相冷凝器，co2产品塔的底部设置有液相co2采出管线，气液分离罐的底部通过气液分离罐液相采出管线与缓冲罐连接，缓冲罐通过闪蒸罐液相采出管线与末级的闪蒸罐的底部连接，所述缓冲罐通过甲醇水塔进料线与甲醇水塔连接，缓冲罐还通过贫甲醇循环管线与吸收塔的上部连接，贫甲醇循环管线上设置有贫甲醇循环泵、贫甲醇冷却器；

17、甲醇水塔的塔釜设置有甲醇水塔塔釜采出管线，所述甲醇水塔的下部还设置有甲醇水塔再沸器；甲醇水塔的塔顶通过甲醇水塔塔顶采出管线与甲醇水塔回流罐连接，甲醇水塔塔顶采出管线上设置有甲醇水塔顶部冷凝器，甲醇水塔回流罐通过甲醇水塔回流管线与甲醇水塔的上部连接，甲醇水塔回流罐通过循环甲醇管线一与循环甲醇管线连接，循环甲醇管线与脱水塔连接，甲醇水塔回流罐的上部设置有甲醇水塔回流罐气相采出管线。

18、作为一种优选方案，甲醇水塔回流罐通过甲醇水塔回流罐气相采出管线与气液分离罐二连接，所述甲醇水塔回流罐气相采出管线上设置有甲醇水塔回流罐气相冷凝器，气液分离罐二的底部通过循环甲醇管线二与循环甲醇管线连接；气液分离罐二上部通过气液分离罐二气相采出管线与闪蒸罐气相采出管线连接，气液分离罐二气相采出管线上设置有真空泵。

19、作为一种优选方案，吸收塔塔釜采出管线经过贫甲醇换热器、原料冷却器、升温换热器与闪蒸罐连接；贫甲醇循环管线经过贫甲醇换热器。

20、作为一种优选方案，所述脱水塔冷却装置包括依次连接的脱水塔顶部换热器和吸收塔进气冷却器。

21、作为一种优选方案，所述吸收塔顶部采出管线与脱水塔顶部换热器连接，脱水塔顶部换热器的输出端与甲醇回收模块连接。

22、作为一种优选方案，所述co2产品塔的塔顶通过co2产品塔塔顶采出管线与co2产品塔回流罐连接，所述co2产品塔塔顶采出管线上设置有co2产品塔塔顶冷凝器，所述co2产品塔回流罐通过co2产品塔回流管线与co2产品塔的上部连接，co2产品塔回流罐的上部设置有co2产品塔气相管线，所述co2产品塔气相管线与脱水塔顶部换热器连接，所述co2产品塔气相管线上设置有压缩机二、脱碳模块。

23、作为一种优选方案，所述闪蒸罐包括依次连接的一级闪蒸罐、二级闪蒸罐、三级闪蒸罐、四级闪蒸罐，一级闪蒸罐、二级闪蒸罐、三级闪蒸罐、四级闪蒸罐顶部分别连接有一级闪蒸罐气相采出管线、二级闪蒸罐气相采出管线、三级闪蒸罐气相采出管线、四级闪蒸罐气相采出管线，一级闪蒸罐气相采出管线、二级闪蒸罐气相采出管线、三级闪蒸罐气相采出管线、四级闪蒸罐气相采出管线均与闪蒸罐气相采出总管线连接，闪蒸罐气相采出总管线与气液分离罐连接，闪蒸罐气相总采出管线上设置有闪蒸罐气相冷凝器；其中，四级闪蒸罐气相采出管线上设置有压缩机三、闪蒸罐气相冷凝器一。

24、作为一种优选方案，所述气液分离罐二气相采出管线与四级闪蒸罐气相采出管线连接。

25、作为一种优选方案，所述压缩机一的输出端或压缩机一的级间管线、压缩机二的输出端或压缩机二的级间管线、压缩机三的输出端或压缩机三的级间管线中至少有一个与升温换热器连接。

26、作为一种优选方案，所述压缩机一的输出端或压缩机一的级间管线、压缩机二的输出端或压缩机二的级间管线、压缩机三的输出端或压缩机三的级间管线中至少有一个与产品塔再沸器连接。

27、作为一种优选方案，所述压缩机一的输出端或压缩机一的级间管线、压缩机二的输出端或压缩机二的级间管线、压缩机三的输出端或压缩机三的级间管线中至少有一个与甲醇水塔再沸器连接。

28、本技术具有如下优点：

29、1、不需要额外单独设置脱水设备，产出合格液态co2的同时完成对原料气的脱水，保证净化气中不含水，不用进一步脱水；且避免甲醇蒸汽将水带入循环甲醇中，避免富甲醇含水酸性和腐蚀性的加强；

30、2、co2产品直接液态采出，方便利用；

31、3、对系统内部高温热源进行利用，不需要外接高温热源(高于100摄氏度的热源)，仅需要外接低温热源即可，降低了热量的消耗。