專利名稱：用于粗煤氣或粗煤氣的變換氣中酸性氣體的脫除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于粗煤氣或粗煤氣的變換氣中酸性氣體的脫除方法，屬于酸性氣體脫除方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的煤化工裝置中，其粗煤氣(或粗煤氣經(jīng)變換后所得到的變換氣，以下簡(jiǎn)稱變換氣)所含酸性氣體的脫除，采用“低溫甲醇洗法”進(jìn)行凈化已被國(guó)內(nèi)、外所公認(rèn)是最有效、最經(jīng)濟(jì)和最節(jié)能的方法。在粗煤氣被凈化的過(guò)程中，用低溫的甲醇(進(jìn)入吸收塔的貧甲醇)吸收粗煤氣中·的酸性氣體，其吸收了酸性氣體的叫富甲醇。富甲醇經(jīng)熱量交換、減壓、氮?dú)馓岷蜔嵩偕冗^(guò)程把所吸收的酸性氣體放出而變成為貧甲醇。貧甲醇經(jīng)加壓、再與富甲醇進(jìn)行熱量的交換并循環(huán)使用，即完成了吸收——解吸——再吸收——再解吸的循環(huán)過(guò)程。由于煤化工裝置是ー個(gè)很復(fù)雜的裝置，即包括很多個(gè)子裝置構(gòu)成ー個(gè)エ廠，而粗煤氣(或變換氣)的浄化裝置只是復(fù)雜的煤化工裝置中的ー個(gè)子裝置。エ廠中的エ藝子裝置或其他如公用工程子裝置任ー發(fā)生故障均會(huì)造成“低溫甲醇洗裝置”的停車?！暗蜏丶状枷囱b置”的停車和再開(kāi)車，是造成循環(huán)甲醇中水含量的増加的原因。循環(huán)甲醇中水含量的設(shè)計(jì)值為彡0. 5% (Wt% )，此時(shí)系統(tǒng)無(wú)腐蝕。當(dāng)循環(huán)甲醇中水含量為<1.0% (Wt% )，系統(tǒng)會(huì)有輕微腐蝕；循環(huán)甲醇中水含量為< 2.0% (Wt% ),系統(tǒng)會(huì)有明顯腐蝕；循環(huán)甲醇中水含量為'く 5. 0% (Wt% )，系統(tǒng)會(huì)有嚴(yán)重腐蝕。為此，為了維持エ廠的長(zhǎng)周期運(yùn)轉(zhuǎn)和節(jié)能降耗，必須嚴(yán)格控制循環(huán)甲醇中水含量能穩(wěn)定在設(shè)計(jì)值，也就是說(shuō)一旦循環(huán)甲醇中水含量出現(xiàn)超標(biāo)，必須很快的把它降下來(lái)，以杜絕或迅速減少設(shè)備與管道的腐蝕發(fā)生。但是，現(xiàn)有的低溫甲醇洗裝置對(duì)循環(huán)甲醇中水含量的控制和穩(wěn)定缺乏有效的控制手段。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的方法對(duì)循環(huán)甲醇中水含量的控制和穩(wěn)定缺乏有效的控制手段的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種用于粗煤氣或粗煤氣的變換氣中酸性氣體的脫除方法。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種用于粗煤氣或粗煤氣的變換氣中酸性氣體的脫除方法，包括一、用低溫的甲醇，吸收粗煤氣或變換氣中的酸性氣體，其吸收了酸性氣體的貧甲醇即為富甲醇；ニ、富甲醇經(jīng)熱量交換、減壓、進(jìn)到CO2產(chǎn)品塔，塔頂?shù)玫紺O2產(chǎn)品，復(fù)熱后CO2送入尿素裝置；三、富甲醇繼續(xù)減壓并到H2S濃縮塔，H2S濃縮塔的上段、H2S+C0S的再吸收段，H2S濃縮塔的下段為氮?dú)馓岫危訦2S濃縮塔頂引出尾氣，復(fù)熱后排入大氣；四、從H2S濃縮塔上段引出的富甲醇是系統(tǒng)中的最低溫度，它先與來(lái)自熱再生塔釜的貧甲醇換冷，再與自吸收塔引出的富甲醇換冷后，導(dǎo)入CO2產(chǎn)品塔的下塔，最終是導(dǎo)入H2S濃縮塔下段的氮?dú)馓岫?，五、自氮?dú)馓岫我龅母患状冀?jīng)換熱后送熱再生塔，熱再生塔頂逸出的氣體經(jīng)水冷、氨冷后得到含(h2s+cos)+co2+n2的酸性氣體，所述酸性氣體被送入到克勞斯硫回收裝置；六、熱再生塔的大部份抽出液，即貧甲醇，經(jīng)泵和預(yù)冷后到吸收塔繼續(xù)循環(huán)吸收；少部分則被送入甲醇/水分離塔作為進(jìn)料液；七、原設(shè)計(jì)的甲醇/水分離塔僅有兩股進(jìn)料，其ー即熱再生塔的抽出液；其ニ即進(jìn)料氣分離器的分離液相；八、把來(lái)自熱再生塔頂分離器的純甲醇用泵壓送一部分到熱再生塔，另一部分到甲醇/水分離塔，并分別作為熱再生塔和甲醇/水分離塔的塔頂回流液；九、熱再生塔頂?shù)呐懦鰵怏w被送到克勞斯硫回收裝置作原料氣，把原料氣配入化學(xué)當(dāng)量的空氣經(jīng)加熱后進(jìn)到ニ級(jí)或三級(jí)克勞斯催化劑床層，在克勞斯催化劑床層上發(fā)生克勞斯反應(yīng)；十、反應(yīng)后的氣體經(jīng)冷卻、冷凝而進(jìn)入分離器中被分離成氣、液兩相，液相為液體硫黃；氣相為含H2S、C0S和游離氧的氧化性氣體，該氧化性氣體經(jīng)加熱到Co-Mo加氫催化劑(或水解催化劑)的活性溫度，并被送到裝有Co-Mo加氫催化劑(或水解催化劑)的反應(yīng)器中；十一、在所述反應(yīng)器中，氧化性氣體被還原，即S02、C0S被還原成H2S、游離氧則被加氫成水；所述還原性氣體再經(jīng)初冷、脫水干燥和終冷后，送到低溫甲醇洗裝置的H2S濃縮塔 下塔的氮?dú)馓岫?；在H2S濃縮塔的下塔被來(lái)自從上塔流下的循環(huán)甲醇所吸收，吸收了酸性氣體的循環(huán)甲醇則自塔底引出，經(jīng)復(fù)熱后被壓送到熱再生塔；十二、熱再生塔頂排出的混合酸性氣體再經(jīng)冷卻、冷凝和分離后又被送到克勞斯硫回收裝置，在克勞斯硫回收裝置中，混合酸性氣體經(jīng)ニ級(jí)或三級(jí)克勞斯催化劑床層反應(yīng)后，經(jīng)冷卻和兩相分離，液相為液體硫黃，氣相為含有SO2的氧化性氣體；十三、把氧化性氣體加熱，加熱溫度為200±5°C，壓カ為0. 04Mpa并送到裝有Co-Mo加氫催化劑的反應(yīng)器(或水解催化劑)中，并把氧化性氣體中的SO2XOS被還原成H2S,游離氧還原成水，最后為h2s+h2o+惰性氣的混合氣；十四、H2S+H20+情性氣的混合氣，再經(jīng)0±5°C初冷、脫水干燥、0. 45Mpa加壓和終冷后，終冷溫度為_(kāi)33±5°C，壓カ為0. 40Mpa，重又返回到低溫甲醇洗裝置H2S濃縮塔的下塔，并被自塔上部流下的循環(huán)甲醇吸收，自塔底引出的循環(huán)甲醇經(jīng)加熱被送到熱再生塔，如此實(shí)現(xiàn)循環(huán)操作。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明的方法由于嚴(yán)格控制住了循環(huán)甲醇中的水含量，因此使設(shè)備的使用壽命延長(zhǎng)。另外腐蝕的減少使得流程中的換熱器的換熱熱阻降低，傳熱溫差減少，使冷凍量節(jié)省，達(dá)到了節(jié)能降耗的目的。另外，本發(fā)明不僅大大地簡(jiǎn)化了克勞斯硫回收裝置中尾氣處理系統(tǒng)的流程，還可以使酸性尾氣達(dá)到“零排放”，是兩全齊美的好辦法。
具體實(shí)施例方式下面將對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。本實(shí)施例所涉及的一種用于粗煤氣或粗煤氣的變換氣中酸性氣體的脫除方法，包括一、用低溫的甲醇，(即入吸收塔頂?shù)呢毤状?吸收粗煤氣或變換氣中的酸性氣體，其吸收了酸性氣體的貧甲醇即為富甲醇；ニ、富甲醇經(jīng)熱量交換、減壓、進(jìn)到CO2產(chǎn)品塔，塔頂?shù)玫紺O2產(chǎn)品，復(fù)熱后CO2送入尿素裝置；三、富甲醇繼續(xù)減壓并到H2S濃縮塔，H2S濃縮塔的上段、H2S+C0S的再吸收段，H2S濃縮塔的下段為氮?dú)馓岫?，自H2S濃縮塔頂引出尾氣，復(fù)熱后排入大氣；四、從H2S濃縮塔上段引出的富甲醇是系統(tǒng)中的最低溫度，它先與來(lái)自熱再生塔釜的貧甲醇換冷，再與自吸收塔弓I出的富甲醇換冷后，導(dǎo)入CO2產(chǎn)品塔的下塔，最終是導(dǎo)入H2S濃縮塔下段的氮?dú)馓岫?；五、自氮?dú)馓岫我龅母患状冀?jīng)換熱后送熱再生塔，熱再生塔頂逸出的氣體經(jīng)水冷、氨冷后得到含(h2s+cos)+co2+n2的酸性氣體，所述酸性氣體被送入到克勞斯硫回收裝置；六、熱再生塔的大部份抽出液，即貧甲醇，經(jīng)泵和預(yù)冷后到吸收塔繼續(xù)循環(huán)吸收；少部分被送入甲醇/水分離塔作為進(jìn)料液；七、原低溫甲醇洗裝置中的甲醇/水分離塔有兩股進(jìn)料，其ー即熱再生塔的抽出液；其ニ即進(jìn)料氣分離器的分離液相；八、把來(lái)自熱再生塔頂分離器的純甲醇(即100%甲醇)、用泵壓送一部分到熱再生塔，另一部分到甲醇/水分離塔，并分別作 為作為熱再生塔和甲醇/水分離塔的塔頂回流液；九、熱再生塔頂?shù)呐懦鰵怏w被送到克勞斯硫回收裝置作原料氣，把原料氣配入化學(xué)當(dāng)量的空氣經(jīng)加熱后進(jìn)到ニ級(jí)或三級(jí)克勞斯催化劑床層，在克勞斯催化劑床層上發(fā)生克勞斯反應(yīng)；十、反應(yīng)后的氣體經(jīng)冷卻、冷凝而進(jìn)入分離器中被分離成氣、液兩相，液相為液體硫黃；氣相為氧化性(含S02、C0S和游離氧等)氣體，該氧化性氣體經(jīng)加熱到Co-Mo加氫催化劑(或水解催化劑)的活性溫度，并被送到裝有Co-Mo加氫催化劑(或水解催化劑)的反應(yīng)器中；十一、在所述反應(yīng)器中，氧化性氣體被還原，即S02、COS還原成H2S、游離氧則被加氫成水；所述還原性氣體再經(jīng)初冷、脫水干燥和終冷后，送到低溫甲醇洗裝置的H2S濃縮塔下塔的氮?dú)馓岫?；在H2S濃縮塔的下塔被來(lái)自從上塔流下的循環(huán)甲醇所吸收，吸收了酸性氣體的循環(huán)甲醇則自塔底引出，經(jīng)復(fù)熱后被壓送到熱再生塔；十二、熱再生塔頂排出的混合酸性氣體(包括新進(jìn)到低溫甲醇洗裝置的進(jìn)料氣中的酸性氣和克勞斯硫回收裝置中、未轉(zhuǎn)化的H2S(< 10%)等氣體兩部分)再經(jīng)冷卻、分離和復(fù)熱后又被送到克勞斯硫回收裝置，在克勞斯硫回收裝置中，混合酸性氣體經(jīng)ニ級(jí)或三級(jí)克勞斯催化劑床層反應(yīng)后，經(jīng)冷卻和兩相分離，液相為液體硫黃，氣相為含有S02、COS和游離氧的氧化性氣體(溫度:約170 0C ;壓力0. 04Mpa(G))；十三、把氧化性氣體加熱，加熱溫度為200±5°C (取決于Co-Mo加氫催化劑或水解催化劑的活性溫度)；壓カ為0. 04Mpa(G))并送到裝有Co-Mo加氫催化劑或水解催化劑的反應(yīng)器中，并把氧化性氣體中的S02、COS還原成H2S、游離氧還原成水，最終為含有H2S+H20+惰性氣的混合氣；十四、H2S+H20+惰性氣的混合氣再經(jīng)0±5°C初冷、脫水干燥、0. 45Mpa加壓和終冷后，終冷溫度為_(kāi)33±5°C，壓カ為0. 40Mpa，重又送到低溫甲醇洗裝置H2S濃縮塔的下塔(即氮?dú)馓岫?，并被自塔上部流下的循環(huán)甲醇吸收，自塔底引出的循環(huán)甲醇經(jīng)加熱被送到熱再生塔，如此實(shí)現(xiàn)循環(huán)操作。所述甲醇/水分離塔的塔頂溫度為85 95°C，塔頂回流液的入塔溫度為35 450C，來(lái)自熱再生塔塔釜液的溫度為65 75°C，來(lái)自進(jìn)料氣分離器的甲醇/水液相溫度為46 55°C，甲醇/水分離塔的塔釜溫度為126 136°C ;所述甲醇/水分離塔的塔頂操作壓カ為0. 24 0. 3Mpa，塔釜操作壓カ為0. 25 0. 3IMpa0本發(fā)明用無(wú)水甲醇作甲醇/水分離塔的塔頂回流液時(shí)，隨著塔頂回流量的増加，就可能大大降低甲醇/水分離塔塔頂逸出氣體的含水量、甚致于可以無(wú)水。即不會(huì)再出現(xiàn)水分在甲醇/水分離塔和熱再生塔之間的循環(huán)，從而會(huì)很快地使循環(huán)甲醇中的水含量降到設(shè)計(jì)值。本發(fā)明把未轉(zhuǎn)化的H2S(彡10% )等氣體再送回到“低溫甲醇洗裝置”的H2S濃縮塔中重新被循環(huán)甲醇吸收。從而，在“克勞斯硫回收裝置”中不需再新建既復(fù)雜、投資又高的尾氣處理系統(tǒng)，既簡(jiǎn)化了操作、降低了エ廠的投資，又達(dá)到含H2S尾氣的“零排放”減少對(duì)環(huán)境大氣的污染。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，這些具體實(shí)施方式
都是基于本發(fā)明整體構(gòu)思下的不同實(shí)現(xiàn)方式，而且本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域
的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種用于粗煤氣或粗煤氣的變換氣中酸性氣體的脫除方法，其特征在于，一、用低溫的甲醇，吸收粗煤氣或變換氣中的酸性氣體，其吸收了酸性氣體的貧甲醇即為富甲醇；二、富甲醇經(jīng)熱量交換、減壓、進(jìn)到CO2產(chǎn)品塔，塔頂?shù)玫紺O2產(chǎn)品，復(fù)熱后CO2送入尿素裝置；三、富甲醇繼續(xù)減壓并到H2S濃縮塔，H2S濃縮塔的上段為H2S+C0S的再吸收段，H2S濃縮塔的下段為氮?dú)馓岫?，自H2S濃縮塔頂引出尾氣，復(fù)熱后排入大氣；四、從H2S濃縮塔上段引出的富甲醇是系統(tǒng)中的最低溫度，它先與來(lái)自熱再生塔釜的貧甲醇換冷，再與自吸收塔引出的富甲醇換冷后，導(dǎo)入CO2產(chǎn)品塔的下塔，最終導(dǎo)入H2S濃縮塔下段的氮?dú)馓岫危晃?、自氮?dú)馓岫我龅母患状冀?jīng)換熱后送熱再生塔，熱再生塔頂逸出的氣體經(jīng)水冷、氨冷后得到含(H2S+C0S)+C02+N2的酸性氣體，并被送入到克勞斯硫回收裝置；六、熱再生塔的抽出液，即貧甲醇，絕大部分經(jīng)泵壓送和予冷后到吸收塔繼續(xù)循環(huán)吸收；少部分則被送入甲醇/水分離塔作為進(jìn)料液；七、甲醇/水分離塔有兩股進(jìn)料，其一即熱再生塔的抽出液；其二即進(jìn)料氣分離器的分離液相；八、把來(lái)自熱再生塔頂分離器并用泵壓送的純甲醇除一部分仍送到熱再生塔外，另一部分則送到甲醇/水分離塔，并作為塔頂回流液；九、熱再生塔頂?shù)呐懦鰵怏w經(jīng)冷卻、冷凝和分離后，被送到克勞斯硫回收裝置作原料氣，把原料氣配入化學(xué)當(dāng)量的空氣經(jīng)加熱后進(jìn)到二級(jí)或三級(jí)克勞斯催化劑床層，在克勞斯催化劑床層上發(fā)生克勞斯反應(yīng)；十、反應(yīng)后的氣體經(jīng)冷卻、冷凝而進(jìn)入分離器中被分離成氣、液兩相，液相為液體硫黃；氣相為含有化學(xué)硫的氧化性氣體，該氧化性氣體經(jīng)加熱到Co-Mo加氫催化劑的活性溫度后，再送到裝有Co-Mo加氫催化劑的反應(yīng)器中；十一、在所述反應(yīng)器中，氧化性氣體被還原，即SO2還原成H2S、COS還原成H2S、游離氧則被加氫成水；所述還原性氣體再經(jīng)初冷、脫水干燥和終冷后，又被送到低溫甲醇洗裝置的H2S濃縮塔下塔的氮?dú)馓岫?；所述還原性氣體在H2S濃縮塔的下塔被來(lái)自從上塔流下的循環(huán)甲醇所吸收，循環(huán)甲醇則從塔底引出，復(fù)熱后被壓送到熱再生塔；十二、熱再生塔頂排出的混合酸性氣體經(jīng)冷卻、冷凝和分離后又被送到克勞斯硫回收裝置。在克勞斯硫回收裝置中，混合酸性氣體經(jīng)二級(jí)或三級(jí)克勞斯催化劑床層反應(yīng)后，經(jīng)冷卻和兩相分離，液相為液體硫黃，氣相為含有S02、COS和游離氧的氧化性氣體；十三、把氧化性氣體加熱，加熱溫度約為200±5°C，壓力為0. 04Mpa并送到裝有Co-Mo加氫催化劑或水解催化劑的反應(yīng)器中，并把氧化性氣體中的S02、COS和游離氧還原成H2S+H20+惰性氣；十四、H2S+H20+惰性氣再經(jīng)0±5°C初冷、脫水干燥、O. 45Mpa加壓和終冷后，終冷溫度為_(kāi)33±5°C，壓力為O. 40Mpa，重又送到低溫甲醇洗裝置H2S濃縮塔的下塔，并被自塔上部流下的循環(huán)甲醇吸收，自塔底引出的循環(huán)甲醇經(jīng)加熱被送到熱再生塔，如此實(shí)現(xiàn)循環(huán)操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于粗煤氣或粗煤氣的變換氣中酸性氣體的脫除方法，其特征在于，所述甲醇/水分離塔的塔頂溫度為85 95°C，新增塔頂回流液的入塔溫度為35 450C，來(lái)自熱再生塔塔釜液的溫度為65 75°C，來(lái)自進(jìn)料氣分離器的甲醇/水液相溫度為46 55°C，甲醇/水分離塔的塔釜溫度為126 136°C ;甲醇/水分離塔的塔頂操作壓力為O. 24 O. 3Mpa，塔釜操作壓力為O. 25 O. 3IMpa0
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于粗煤氣或變換氣中酸性氣體的脫除方法。其第一特點(diǎn)是由于能嚴(yán)格地控制循環(huán)甲醇中的水含量、故減輕或杜絕了濕酸性氣對(duì)設(shè)備的腐蝕，因此使設(shè)備的壽命延長(zhǎng)；又因減少了換熱器的傳熱熱阻降低，使冷凍量得以節(jié)省，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。另一特點(diǎn)是把在“克勞斯硫回收裝置”中經(jīng)克勞斯催化劑床層處理后的氣體，其中所含的硫化氫、90％以上是作為液體硫黃被回收，排出尾氣(含小于10％的殘余硫化氫)則經(jīng)工藝過(guò)程處理后，再送回到低溫甲醇洗裝置的硫化氫濃縮塔下塔處理，使克勞斯酸性尾氣中的化學(xué)硫再次被循環(huán)甲醇吸收。從而既簡(jiǎn)化“克勞斯硫回收裝置”中的尾氣處理流程，又能使酸性尾氣達(dá)到“零排放”。
文檔編號(hào)C01B17/04GK102952589SQ201210411930
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者李紅凱, 薛天祥, 葛雄 申請(qǐng)人:李紅凱, 薛天祥