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99低温甲醇洗操作规程


低温甲醇洗操作规程

第一章 工艺原理及流程简述 第一节 工艺和操作原理 1、基本原理 其原理是以拉乌尔定律和亨利定律为基础,依据低温状态下的甲醇具有对 H2S 和 CO2 等酸性气体 的溶解吸收性大、而对 H2 和 CO 溶解吸收性小的这种选择性,来脱除粗变换气中的 H2S 和 CO2 等酸性气体,从而达到净化粗变换气的目的。上述过程是物理吸收过程,吸收后的甲醇经过减压加 热再生,分别释放 CO2、 H2S 气体。 2、低温甲醇洗工艺的特点 (1)工艺成熟,有多套大型装置长期稳定运行的经验; (2)对原料气的净化程度较高; (3)运行费用较低; (4)洗涤用的甲醇溶剂容易获取。 3、操作条件 (1)温度 本装置洗涤塔采用五段吸收,各段吸收剂-甲醇的温度较低,温度一般在-40~-60℃左右;在较低温 度条件下,可以大大提高甲醇的吸收效果;粗煤气的进入 C5201 的温度愈低,则冷量损失愈少, 就可以大大降低冰机的负荷。 (2)压力 吸收压力高,吸收的推动力增大,既可以提高气体的净化度,又可以增加甲醇的吸收能力,减 少甲醇的循环量。低温甲醇洗工序的压力由前后工序的压力确定。对于甲醇再生而言,压力愈低愈 有利,但是为了把再生过程中释放的 CO2 和 H2S 气体分别送往 CO2 压缩机和硫回收装置,一般情 况下再吸收塔、热再生塔的塔顶压力略高于大气压。 (3)溶液循环量 溶液循环量取决于生产负荷和溶液的吸收能力,在保证气体净化度的前提条件下,增加主洗流 量,减少精洗流量,可减少再生热负荷,达到节能目的。 第二节 工艺流程叙述 1、原料气冷却 从变换装置来的原料气(40℃,3.45MPaA)进入到低温甲醇洗的原料气/合成气换热器 E-5201 的 管程,与壳程的净化气换热回收其冷量后,再进入到原料气深冷器 E-15202 的管程,被壳程的 4℃ 级氨冷却到 10℃左右,再进入到氨洗涤器 C-5207 的下部。 来自界区的锅炉给水(158℃,6.0MPag)进入到锅炉给水冷却器 E-5224 的管程,被壳程的循环水 冷却降温后,进入氨洗涤器 C-5207 的上部,对来自下部的原料气进行洗涤,以减少氨和氢氰酸含 量,洗涤水出界区; 向从氨洗涤器 C-5207 顶部出来的原料气中喷入一定量的低温甲醇,以防气相中的水分在下一步的 冷却过程中冷凝结霜,然后原料气再进入原料气最终冷却器 E-5203 壳程,被管程的低温净化气、 CO2 产品气和循环气冷却到-17.1℃左右。 2、H2S/CO2 吸收 -17.1℃左右的原料气进入吸收塔 C-5201 的预洗段,在这里,微量成份如 NH3、H2O、羰基化合物 和 HCN 等被一小股饱和了 CO2 的低温甲醇洗涤吸收下来。 粗煤气然后通过升气管进入到 C-5201 的 H2S 洗涤吸收段,在此 H2S 和 COS 被来自 E-5205 饱和 了 CO2 的低温甲醇洗涤下来。富 H2S 甲醇通过液位控制离开 C-5201 的集液区被送到中压闪蒸塔 C-15202 的下段进行闪蒸再生。 脱硫后的气体然后通过另一升气管进入 C-5201 的 CO2 洗涤吸收段,煤气依次被经-40℃级氨冷却 后的含一定量二氧化碳的甲醇、经过闪蒸再生的半贫甲醇、经过热再生的贫甲醇进行洗涤吸收;在

C-5201 的 CO2 吸收工段,气体用冷的、经过闪蒸再生的半贫甲醇作为主洗甲醇,用冷的、经过热 再生的贫甲醇作为精洗甲醇进行洗涤; 后者通过与原料气流量成一定比例的流量比率控制被送到塔 顶。由于吸收 CO2 放热,故甲醇相应地产生温升,当甲醇升温到一定程度时,为了保证 CO2 的脱 除效果,在甲醇沿塔向下流动、洗涤吸收 CO2 的过程中,引出部分洗涤甲醇到含 CO2 甲醇中间冷却 器 E-5204 的管程中,用壳程-40℃ 级氨将其冷却到-36℃左右,然后再返回到 CO2 吸收段继续洗 涤吸收 CO2。饱和了 CO2 的甲醇,通过液位控制离开 CO2 吸收段,然后部分进入 H2S 吸收塔给料 冷却器 E-5205 管程,被壳程介质冷却后,一部分与粗煤气流量成比例地送到 C-5201 的 H2S 吸收 段顶部,用于洗涤 H2S;另一部分被送到 C-15201 的预洗段作洗涤剂用;其余的富 CO2 甲醇送到 C-5202 的上段进行降压闪蒸。 出 CO2 洗涤塔顶的净化气(ST<0.1ppm,CO2 约 3%左右)依次进入原料气最终冷却器 E-5203 和原料气/合成气热交换器 E-5201 的管程,与壳程的原料气进行热交换回收冷量之后,被送往甲醇 合成装置。 3、闪蒸再生和 H2S 浓缩 来自 C-15201 CO2 吸收塔工段收液槽的甲醇部分通过 H2S- 吸收塔给料冷却器 E-5205 被送到 C-5201 H2S 吸收塔工段的顶部,收液槽剩余大部分液体则被送到中压闪蒸塔 C-15202 的上部工 段。在此,甲醇在中压下闪蒸,以去除部分二氧化碳及溶解的有价值的氢气和一氧化碳。该股气体 被送到 C-5202 的下部工段以进一步减少其中二氧化碳的含量。 来自 C-5201 的 H2S 吸收段的富 H2S 甲醇进入 C-5202 下段进行中压闪蒸, 在此可利用的 H2 和 CO 以及部分 CO2 被闪蒸出来。为了减少往复压缩的气体的量,闪蒸汽中大量的 CO2 被来自热再生进 料泵 P-5203A/B 的一小股冷甲醇再吸收下来。其余气体出 C-5202 的下段,去原料气最终冷却器 E-5203。 出 C-5201 的预洗甲醇进预洗甲醇闪蒸加热器 E-5215 管程,被壳程介质加热后,进入预洗闪蒸槽 S-5202 进行中压闪蒸,闪蒸气与 C-5202 下段来的闪蒸气体一起作为循环气,在原料气最终冷却器 E-5203 管程中被加热,再被循环压缩机 K-5201 压缩升压后返回到出 C-5207 的粗煤气中。预洗闪 蒸后的甲醇进预洗甲醇最终加热器 E-5217 壳程被加热升温后进热再生塔 C-5204。 来自 C-5202 上段的富 CO2 甲醇进闪蒸甲醇氨冷器 E-5208 的管程,被壳程介质进一步冷却,然 后一部分被送到再吸收塔 C-5203 的 CO2 闪蒸段,在此闪蒸出不含硫的 CO2 产品气。二氧化碳产 品气分成两股,分别进入克劳斯气/CO2 产品气换热器 E-5220 和热闪蒸气冷却器 E-5216 的管程, 被壳程介质加热后送到界区;闪蒸后的甲醇一部分被送到再吸收塔 C-5203 下一段的最上面塔板作 洗涤浓缩 H2S 用, 剩余的甲醇通过主洗泵 P-5201A/B 送到 C-5201 的上段用作二氧化碳洗涤吸收的 半贫甲醇。来自闪蒸甲醇氨冷器 E-5208 的其余甲醇进再洗甲醇冷却器 E-5209 的壳程,被管程介 质冷却后,被送到再吸收塔 C-5203 顶段的上部作为硫组分的再吸收剂,在此净化从含硫甲醇中释 放出来的 CO2 气,同时也降压闪蒸出 CO2 气。 来自 C-5202 下段的富 H2S 甲醇被分成两股: 一股送到再吸收塔 C-15203 的上段下部, 在此释放大 量夹带 H2S 和 COS 的 CO2 气,该气体被上部闪蒸了 CO2 的贫甲醇洗涤 H2S 和 COS 后,进入 原料气最终冷却器 E-5203 的管程被壳程原料气加热后,作为 CO2 产品气被送到界区;另一股富 H2S 甲醇直接送到 C-5203 下部 H2S 浓缩段的下部;从 C-5203 顶段出来的闪蒸 CO2 后含 H2S 的 甲醇同样被送到 C-5203 下部 H2S 浓缩段的下部。 来自界区的低压氮气在氮气换热器 E-5210 的管程中被壳程的弛放气冷却后进入 C-5203 底段底 部,对上部所有的含硫甲醇进行气提,更多的 CO2 被氮气气提释放出来。CO2 从甲醇中的释放由 再吸收甲醇/贫甲醇换热器 E-5212 壳程的贫甲醇提供热量得到加强: 从带升气管的塔盘抽出的甲醇 利用再吸收塔循环泵 P-5202A/B 打到再吸收甲醇/贫甲醇换热器 E-5212 的管程,在这里被壳程热 再生过的甲醇加热后回到 C-5203 底部的气提段。 从气提段来的 N2/CO2 混合气与热闪蒸汽和酸性循环气混合。含硫混合物用送到 C-5203 底部 最上面塔板的甲醇重复洗涤浓缩 H2S。洗涤了 H2S 的含 N2 气体作为放空气,小部分进入氮气冷却 器 E-5210 的壳程、大部分进入冷冻剂再冷却器 E-5211 的壳程,分别被管程介质回收冷量后,送

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