一種減少低溫甲醇洗甲烷損失率的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開的一種減少低溫甲醇洗甲烷損失率的裝置，其特征在于，包括吸收塔和中壓閃蒸塔。其將傳統(tǒng)低溫甲醇洗兩個(gè)中壓閃蒸罐替換為一個(gè)中壓閃蒸塔；利用脫硫后的粗合成氣作為氣提氣通入中壓閃蒸塔，將CH4、H2等有效氣體氣提出來；氣提出來含甲烷的氣體進(jìn)入到循環(huán)氣壓縮加壓進(jìn)入吸收塔中提高甲烷的回收率；減少甲烷從尾氣排放量，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。
【專利說明】一種減少低溫甲醇洗甲烷損失率的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及低溫甲醇洗凈化高甲烷粗合成氣處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種通過重新配置低溫甲醇洗流程，以達(dá)到增加甲烷在低溫甲醇洗裝置回收率的減少低溫甲醇洗甲烷損失率的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]鑒于我國是個(gè)煤多氣少的國家，目前，大多數(shù)化工企業(yè)均采用煤為原料。鑒于低溫甲醇洗具有適用性廣泛、原料便宜易得等特點(diǎn)，幾乎所有的煤化工企業(yè)都配有低溫甲醇洗工段，以脫除合成氣中的苯、甲苯、油、H2S、CO2等組分。
[0003]煤炭是世界儲(chǔ)量最多分布最廣的化石能源，根據(jù)煤炭形成的年代及不同的地域特質(zhì)，煤的品質(zhì)及種類呈多樣性，為適應(yīng)不同的煤質(zhì)開發(fā)了不同的氣化技術(shù)，例如，水煤漿氣化技術(shù)、碎煤加壓氣化技術(shù)、粉煤加壓氣化技術(shù)、Hygas氣化技術(shù)等等。然而對(duì)于劣質(zhì)煤的應(yīng)用，目前一般采用碎煤加壓氣化技術(shù)、Hygas、油煤漿等氣化技術(shù)。上述類型氣化技術(shù)由于其氣化壓力高溫度低等特點(diǎn)，生產(chǎn)的粗煤氣都含有較多的甲烷等低鏈烴類氣體。
[0004]低溫甲醇洗裝置主要是利用在低溫下甲醇對(duì)酸性氣有很大的溶解性，然而對(duì)H2、CO的溶解性較小，從而達(dá)到在凈化合成氣的同時(shí)盡量少的損失有效氣體。在上述煤氣化生產(chǎn)的粗合成氣當(dāng)中含有大約10?16%的甲烷成分。然而甲烷在低溫甲醇的溶解度大約是H2的數(shù)倍?數(shù)十倍左右，因此在低溫甲醇洗裝置凈化含甲烷較高的合成氣時(shí)，往往甲烷的損失率也相對(duì)較高，降低了原料的利用率。
[0005]在傳統(tǒng)的低溫甲醇洗流程當(dāng)中，被甲醇吸收后甲烷一小部分在中壓閃蒸釋放通過循環(huán)氣壓縮機(jī)重新利用，另外一大部分將在CO2產(chǎn)品塔和硫化氫濃縮塔塔頂釋放。不僅降低了甲烷的利用率，而且未被回收的甲烷將隨尾氣進(jìn)入到大氣。增加了環(huán)境負(fù)擔(dān)。因此在傳統(tǒng)的低溫甲醇洗流程中不能夠有高的甲烷回收率。而解決上述流程的不足之處，關(guān)鍵是在通過氣提的方式將CH4從低溫甲醇中分離出來。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)上述流程的不足之處而提供一種減少低溫甲醇洗甲烷損失率的裝置，該裝置主要考慮到低溫甲醇CH4有一定的溶解性，被低溫甲醇吸收的甲烷將在后續(xù)的再生工段中從尾氣中釋放至大氣中。在被低溫甲醇吸收的甲烷釋放之前，通過氣提的方式將甲烷從低溫甲醇中分離出來不僅可以提高甲烷的回收率，還可以減少甲烷對(duì)大氣的排放。
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0008]一種減少低溫甲醇洗甲烷損失率的裝置，包括:
[0009]一吸收塔，所述吸收塔至少具有一位于塔頂?shù)膬艋瘹獬隹?、位于上部的甲醇貧液入口、位于下部的含甲烷粗合成氣入口和位于塔底的含硫富甲醇溶液出口，在所述吸收塔?nèi)部由下至上至少設(shè)置有脫硫段塔釜、脫碳段塔釜和冷卻段塔釜；在脫碳段塔釜的底部上還設(shè)置有富CO2甲醇溶液出口 ；在脫硫段塔釜上部設(shè)置有脫硫后的含甲烷粗合成氣出口和富CO2甲醇溶液返回口 ；在所述甲醇貧液入口連接一甲醇貧液輸入管線，在所述凈化氣出口上連接一凈化氣輸出管線，所述凈化氣輸出管線連接至下游裝置，所述含甲烷粗合成氣入口連接一粗合成氣輸入管線，所述粗合成氣輸入管線連接至上游變換裝置；
[0010]一中壓閃蒸塔，所述中壓閃蒸塔分為上、下兩段中壓閃蒸塔釜，所述上段中壓閃蒸塔釜的上部設(shè)置有一富CO2甲醇溶液入口，下部設(shè)置有氣提氣體入口，頂部設(shè)置有氣提氣體循環(huán)出口，底部設(shè)置有氣提后的甲醇溶液出口 ；所述下段中壓閃蒸塔釜的上部設(shè)置有一含硫富甲醇溶液入口，下部設(shè)置有氣提氣體循環(huán)入口，頂部設(shè)置有被氣提出來的氣體出口，底部設(shè)置有氣提后的甲醇溶液出口；
[0011]所述脫硫段塔釜上部的脫硫后的含甲烷粗合成氣出口通過氣提氣體輸送管線與所述上段中壓閃蒸塔釜的氣提氣體入口連接；所述脫碳段塔釜底部上的富CO2甲醇溶液出口上連接兩路富CO2甲醇溶液輸送管線，其中一路富CO2甲醇溶液輸送管線連接至脫硫段塔釜上部的富CO2甲醇溶液返回口，另一路富CO2甲醇溶液輸送管線通過第一冷卻器、第一減壓閥連接至所述上段中壓閃蒸塔釜上部的富CO2甲醇溶液入口，所述上段中壓閃蒸塔釜頂部的氣提氣體循環(huán)出口通過氣提氣體循環(huán)輸送管線連接至所述下段中壓閃蒸塔釜下部的氣提氣體循環(huán)入口 ；所述吸收塔底部的含硫富甲醇溶液出口通過含硫富甲醇溶液輸送管線、第二冷卻器、第二減壓閥連接至所述下段中壓閃蒸塔釜上部的含硫富甲醇溶液入口 ；所述下段中壓閃蒸塔釜頂部的被氣提出來的氣體出口通過被氣提出來的氣體輸送管線、循環(huán)器壓縮機(jī)、第三冷卻器連接至所述吸收塔下部的含甲烷粗合成氣入口 ；所述上、下兩段中壓閃蒸塔釜底部的氣提后的甲醇溶液出口分別通過第一、第二氣提后的甲醇溶液輸送管線連接至甲醇溶液再生工段。
[0012]由于采用了如上的技術(shù)方案，本實(shí)用新型通過在中壓閃蒸塔中通入氣提氣，將CH4從低溫甲醇中分離出來，以提高甲烷回收率。
[0013]本實(shí)用新型的特點(diǎn)是:
[0014]1、將傳統(tǒng)低溫甲醇洗兩個(gè)中壓閃蒸罐替換為一個(gè)中壓閃蒸塔；
[0015]2、利用脫硫后的粗合成氣作為氣提氣通入中壓閃蒸塔，將CH4、H2等有效氣體氣提出來；
[0016]3、氣提出來含甲烷的氣體進(jìn)入到循環(huán)氣壓縮加壓進(jìn)入吸收塔中提高甲烷的回收率；
[0017]4、減少甲烷從尾氣排放量，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的減少低溫甲醇洗甲烷損失率的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]參見圖1，圖中所示的一種減少低溫甲醇洗甲烷損失率的裝置，包括吸收塔100和中壓閃蒸塔200。
[0020]在吸收塔100的頂部設(shè)置有一凈化氣出口 110，上部設(shè)置有一甲醇貧液入口 120，下部設(shè)置有一含甲烷粗合成氣入口 130，塔底設(shè)置有含硫富甲醇溶液出口 140。在吸收塔100內(nèi)部由下至上至少設(shè)置有脫硫段塔釜150、脫碳段塔釜160和冷卻段塔釜170 ;脫碳段塔釜160和冷卻段塔釜170上均設(shè)置有冷卻器161、171。
[0021]另外在脫碳段塔釜160的底部上還設(shè)置有富CO2甲醇溶液出口 162 ;在脫硫段塔釜150上部設(shè)置有脫硫后的含甲烷粗合成氣出口 151和富CO2甲醇溶液返回口 152。
[0022]在甲醇貧液入口 120連接一甲醇貧液輸入管線121，該甲醇貧液輸入管線121連接甲醇再生工段。
[0023]在凈化氣出口 110上連接一凈化氣輸出管線111，凈化氣輸出管線111連接至下游
>J-U ρ?α 裝直。
[0024]含甲烷粗合成氣入口 130連接一粗合成氣輸入管線131，粗合成氣輸入管線131連接至上游變換裝置。
[0025]中壓閃蒸塔200分為上、下兩段中壓閃蒸塔釜210、220，上段中壓閃蒸塔釜210的上部設(shè)置有一富CO2甲醇溶液入口 211，下部設(shè)置有氣提氣體入口 212，頂部設(shè)置有氣提氣體循環(huán)出口 213，底部設(shè)置有氣提后的甲醇溶液出口 214。
[0026]下段中壓閃蒸塔釜220的上部設(shè)置有一含硫富甲醇溶液入口 221，下部設(shè)置有氣提氣體循環(huán)入口 222，頂部設(shè)置有被氣提出來的氣體出口 223，底部設(shè)置有氣提后的甲醇溶液出口 224。
[0027]吸收塔100的脫硫段塔釜150上部的脫硫后的含甲烷粗合成氣出口 151通過氣提氣體輸送管線310與中壓閃蒸塔200的上段中壓閃蒸塔釜210的氣提氣體入口 212連接。
[0028]脫碳段塔釜160底部上的富CO2甲醇溶液出口 162上連接兩路富CO2甲醇溶液輸送管線320、330，其中一路富CO2甲醇溶液輸送管線320連接至脫硫段塔釜150上部的富CO2甲醇溶液返回口 152，另一路富CO2甲醇溶液輸送管線330通過冷卻器331、減壓閥332連接至中壓閃蒸塔200的上段中壓閃蒸塔釜210上部的富CO2甲醇溶液入口 211。
[0029]中壓閃蒸塔200的上段中壓閃蒸塔釜210頂部的氣提氣體循環(huán)出口 213通過氣提氣體循環(huán)輸送管線340連接至中壓閃蒸塔200的下段中壓閃蒸塔釜220下部的氣提氣體循環(huán)入口 222。
[0030]吸收塔100底部的含硫富甲醇溶液出口 140通過含硫富甲醇溶液輸送管線350、冷卻器351、減壓閥352連接至中壓閃蒸塔200的下段中壓閃蒸塔釜220上部的含硫富甲醇溶液入口 221。
[0031]中壓閃蒸塔200的下段中壓閃蒸塔釜220頂部的被氣提出來的氣體出口 223通過被氣提出來的氣體輸送管線360、循環(huán)器壓縮機(jī)361、冷卻器362連接至吸收塔100下部的含甲烷粗合成氣入口 130。
[0032]上、下兩段中壓閃蒸塔釜210、220底部的氣提后的甲醇溶液出口 214、224分別通過氣提后的甲醇溶液輸送管線370、380連接至甲醇溶液再生工段。
[0033]本實(shí)用新型的工作原理如下:
[0034]來自上游變換裝置出口含甲烷粗合成氣通過粗合成氣輸入管線131，進(jìn)入低溫甲醇洗的吸收塔100中的脫碳段塔釜160、脫硫段塔釜150脫除C02、H2S后再經(jīng)冷卻段塔釜170冷卻后的凈化氣從吸收塔100塔頂?shù)膬艋瘹獬隹?110流出并經(jīng)凈化氣輸出管線111進(jìn)入下游裝置。
[0035]吸收塔100內(nèi)的脫碳段塔釜160的富CO2甲醇溶液出口 162出來的富C02甲醇溶液含有被吸收的甲烷。此富CO2甲醇溶液分為兩股:一股通過富CO2甲醇溶液輸送管線320和脫硫段塔釜150上部的富CO2甲醇溶液返回口 152流入脫硫段塔釜150的脫硫段塔釜150內(nèi)，作為脫硫段塔釜150的洗滌甲醇，吸收粗合成氣中的H2S。另外一股經(jīng)過富CO2甲醇溶液輸送管線330、冷卻器331冷卻后再經(jīng)過減壓閥332減壓至1barG左右，通過中壓閃蒸塔200的上段中壓閃蒸塔釜210上部的富CO2甲醇溶液入口 211進(jìn)入上段中壓閃蒸塔釜210內(nèi)進(jìn)行氣提。
[0036]經(jīng)過吸收塔100內(nèi)的脫硫段塔釜150吸收H2S和部分CO2后形成含硫富甲醇溶液，從脫硫段塔釜150流出，并經(jīng)過吸收塔100底部的含硫富甲醇溶液出口 140、含硫富甲醇溶液輸送管線350送出，送出的含硫富甲醇溶液經(jīng)過冷卻器331冷卻后再經(jīng)過減壓閥332減壓至1barG左右，再經(jīng)下段中壓閃蒸塔釜220上部的含硫富甲醇溶液入口 221送入下段中壓閃蒸塔釜220內(nèi)進(jìn)行氣提。
[0037]從吸收塔100內(nèi)的脫硫段塔釜150頂部抽出一股脫硫后的粗合成氣由脫硫段塔釜150頂部的脫硫后的含甲烷粗合成氣出口 151送出，再經(jīng)過氣提氣體輸送管線310和上段中壓閃蒸塔釜210的氣提氣體入口 212進(jìn)入上段中壓閃蒸塔釜210的塔底對(duì)進(jìn)入上段中壓閃蒸塔釜210內(nèi)的富CO2甲醇溶液進(jìn)行氣提。由于氣提作用，富CO2甲醇溶液中的甲烷、C02從溶液中分離出來。
[0038]段中壓閃蒸塔釜210的氣提氣體循環(huán)出口 213出來的被氣提出來的氣體通過氣提氣體循環(huán)輸送管線340和下段中壓閃蒸塔釜220下部的氣提氣體循環(huán)入口 222進(jìn)入到下段中壓閃蒸塔釜220內(nèi)，再次氣提進(jìn)入下段中壓閃蒸塔釜220內(nèi)內(nèi)的含硫富甲醇溶液中的甲烷、C02。下段中壓閃蒸塔釜220氣提后的氣體通過下段中壓閃蒸塔釜220頂部的被氣提出來的氣體出口 223和被氣提出來的氣體輸送管線360送至循環(huán)器壓縮機(jī)361進(jìn)行壓縮，壓縮后通過冷卻器362冷卻后，通過吸收塔100下部的含甲烷粗合成氣入口 130與來自上游變換裝置出口含甲烷粗合成氣混合一同進(jìn)入吸收塔100塔底。
[0039]由上、下兩段中壓閃蒸塔釜210、220底部的氣提后的甲醇溶液出口 214、224出來的氣提后的甲醇溶液分別通過氣提后的甲醇溶液輸送管線370、380送至甲醇溶液再生工段進(jìn)行再生。
[0040]通過上述措施以達(dá)到提高甲烷在低溫甲醇洗裝置的回收率。
【權(quán)利要求】
1.一種減少低溫甲醇洗甲烷損失率的裝置，其特征在于，包括: 一吸收塔，所述吸收塔至少具有一位于塔頂?shù)膬艋瘹獬隹?、位于上部的甲醇貧液入口、位于下部的含甲烷粗合成氣入口和位于塔底的含硫富甲醇溶液出口，在所述吸收塔?nèi)部由下至上至少設(shè)置有脫硫段塔釜、脫碳段塔釜和冷卻段塔釜；在脫碳段塔釜的底部上還設(shè)置有富CO2甲醇溶液出口 ；在脫硫段塔釜上部設(shè)置有脫硫后的含甲烷粗合成氣出口和富CO2甲醇溶液返回口 ；在所述甲醇貧液入口連接一甲醇貧液輸入管線，在所述凈化氣出口上連接一凈化氣輸出管線，所述凈化氣輸出管線連接至下游裝置，所述含甲烷粗合成氣入口連接一粗合成氣輸入管線，所述粗合成氣輸入管線連接至上游變換裝置； 一中壓閃蒸塔，所述中壓閃蒸塔分為上、下兩段中壓閃蒸塔釜，所述上段中壓閃蒸塔釜的上部設(shè)置有一富CO2甲醇溶液入口，下部設(shè)置有氣提氣體入口，頂部設(shè)置有氣提氣體循環(huán)出口，底部設(shè)置有氣提后的甲醇溶液出口 ；所述下段中壓閃蒸塔釜的上部設(shè)置有一含硫富甲醇溶液入口，下部設(shè)置有氣提氣體循環(huán)入口，頂部設(shè)置有被氣提出來的氣體出口，底部設(shè)置有氣提后的甲醇溶液出口； 所述脫硫段塔釜上部的脫硫后的含甲烷粗合成氣出口通過氣提氣體輸送管線與所述上段中壓閃蒸塔釜的氣提氣體入口連接；所述脫碳段塔釜底部上的富CO2甲醇溶液出口上連接兩路富CO2甲醇溶液輸送管線，其中一路富CO2甲醇溶液輸送管線連接至脫硫段塔釜上部的富CO2甲醇溶液返回口，另一路富CO2甲醇溶液輸送管線通過第一冷卻器、第一減壓閥連接至所述上段中壓閃蒸塔釜上部的富CO2甲醇溶液入口，所述上段中壓閃蒸塔釜頂部的氣提氣體循環(huán)出口通過氣提氣體循環(huán)輸送管線連接至所述下段中壓閃蒸塔釜下部的氣提氣體循環(huán)入口 ；所述吸收塔底部的含硫富甲醇溶液出口通過含硫富甲醇溶液輸送管線、第二冷卻器、第二減壓閥連接至所述下段中壓閃蒸塔釜上部的含硫富甲醇溶液入口 ；所述下段中壓閃蒸塔釜頂部的被氣提出來的氣體出口通過被氣提出來的氣體輸送管線、循環(huán)器壓縮機(jī)、第三冷卻器連接至所述吸收塔下部的含甲烷粗合成氣入口 ；所述上、下兩段中壓閃蒸塔釜底部的氣提后的甲醇溶液出口分別通過第一、第二氣提后的甲醇溶液輸送管線連接至甲醇溶液再生工段。
【文檔編號(hào)】C10K1/16GK203923123SQ201420309957
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】金力強(qiáng), 章華勇, 吳彩平 申請(qǐng)人:上海國際化建工程咨詢公司