專利名稱：低溫甲醇洗裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于氣體凈化技術(shù)領(lǐng)域，具體地是以工業(yè)甲醇為吸收劑，脫除合成氣中的雜質(zhì)的低溫甲醇洗裝置。
低溫甲醇洗工藝是以甲醇為吸收劑的物理吸收法，主要用在合成氣的凈化過程中，可從粗合成氣中同時(shí)或分段脫除H2S、CO2和各種有機(jī)硫、NH3、HCN、C2H2、碳3及碳4以上的氣態(tài)烴、膠質(zhì)、水汽等，使合成氣能達(dá)到很高的凈化度。
低溫甲醇洗工業(yè)生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)始于1954年，是由德國的兩家公司-林德(Linde)和魯奇(lurgi)研究開發(fā)的。六十年代，當(dāng)合成氨的原料氣用部分氧化法制取時(shí)，變換后的氣體中含有硫化氫和氧硫化碳，為使氣體凈化，則采取了如

圖1所示的低溫甲醇洗裝置。該裝置由吸收塔T1、解吸塔T2、熱再生塔T3，若干個(gè)換熱器E，閃蒸槽D、泵P，循環(huán)壓力縮機(jī)C1等組成。具體的工藝流程是原料氣經(jīng)換熱器E1冷卻后進(jìn)入吸收塔T1。T1塔的下部為脫硫段，中上部為脫碳段。從脫碳段底部引出的甲醇富液分出約2/3經(jīng)氨冷器E3進(jìn)入閃蒸槽D2，其余的進(jìn)入脫硫段吸取硫化物。從脫硫段底部引出的含硫富液經(jīng)氨冷器E4后進(jìn)入閃蒸槽D4閃蒸。閃蒸氣從上部經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)C1回收到進(jìn)料氣中。從閃蒸槽D4底部引出的富液經(jīng)減壓導(dǎo)致解吸塔T2的上段下部，解吸氣中的硫化物又被從T2塔頂下來的無硫溶液所吸收，脫除其中的硫化物。從T2塔底部引出的含硫貧液經(jīng)泵P4、換熱器E12升溫后導(dǎo)入熱再生塔T3。經(jīng)T3塔再生過的無硫甲醇由泵P5升壓并通過換熱器E12和E6冷卻后返回吸收塔T1。從T3塔頂部導(dǎo)出的含相當(dāng)量甲醇蒸氣的氣體，經(jīng)降溫分凝出甲醇，再返回入T3塔中。不凝氣即為硫化氫餾份，復(fù)溫后送往硫回收設(shè)備。
從該裝置出去的凈化后的氣體中，含CO2＜50PPm，總硫＜1PPm，可于約-57℃下直接去往液氮洗裝置的雜質(zhì)吸附器。從液氮洗裝置返回的純凈的合成氣，約-60℃，經(jīng)換熱器E1回收冷量后即前往合成壓縮機(jī)。二氧化碳的回收率約70%。應(yīng)用該裝置，必須從外部引入帶壓力的純氮?dú)馊朐偕2進(jìn)行氣提。
本發(fā)明的目的旨在設(shè)計(jì)一種低溫甲醇洗裝置，本裝置不需要從外部引入帶壓力的純氮?dú)膺M(jìn)行氣提。采用本裝置不僅二氧化碳的回收率可達(dá)96%以上，而且能節(jié)省投資、節(jié)省能耗。
本發(fā)明的目的是以下述方式實(shí)現(xiàn)的，低溫甲醇洗裝置由吸收塔T1、解吸塔T2、熱再生塔T3、甲醇-水分離塔T4、換熱器E、閃蒸槽或分離器D、泵P、過濾器F1、循環(huán)壓力泵C組成，在解吸塔T2前設(shè)置有抽吸噴射器J，各部分用管道連接。抽吸噴射器根據(jù)設(shè)計(jì)需要可為一組或一組以上。
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容詳細(xì)敘述。
圖1 現(xiàn)有的低溫甲醇洗裝置圖2 本發(fā)明處理無硫的變換氣裝置圖3 本發(fā)明處理含硫的變換氣裝置參照?qǐng)D2，本裝置用于處理無硫的氣態(tài)烴蒸氣轉(zhuǎn)化-變換氣。進(jìn)料氣經(jīng)換熱器E1冷卻后，經(jīng)分離器D1除水后從下部進(jìn)入吸收塔T1。從T1塔底部導(dǎo)出的甲醇富液經(jīng)過過濾器F1和氨冷器E4后，降壓至原壓力的三分之一左右后，入閃蒸槽D3的上部，閃蒸出的氫等有用成分予以回收，液體則進(jìn)一步降壓至0.4-0.6MPa入D3的下部，閃蒸出具有引射能力的二氧化碳?xì)?，作為抽吸噴射器J的動(dòng)力氣，經(jīng)J1入解吸塔T2。從D3底部導(dǎo)出的富液再降壓至約0.2MPa導(dǎo)入解吸塔T2，然后從T2塔底引出，經(jīng)泵P3和T1塔中間的換熱器E2而被加熱而進(jìn)一步解吸。從E2出來的氣液兩相流，從上部入閃蒸槽D2進(jìn)行氣液分離。分離出的二氧化碳?xì)鈴捻敳繉?dǎo)回T2塔，液體進(jìn)一步降壓至低于大氣壓而入D2的下部進(jìn)行閃蒸。閃蒸出的二氧化碳?xì)鈴腄2下段上部導(dǎo)出，被抽吸噴射器J抽出導(dǎo)至T2塔。D2閃蒸后的液體為半貧液，一半左右經(jīng)泵P1泵入吸收塔T1的中部，另一半經(jīng)泵P2、換熱器E8、氣液分離器D4、泵4、換熱器E12泵壓加熱后導(dǎo)入熱再生塔T3。經(jīng)塔T3徹底再生過的貧液從塔底引出，經(jīng)貯罐D(zhuǎn)5、泵P5泵壓冷卻后進(jìn)入吸收塔T1的頂部。從熱再生塔T3塔頂引出的二氧化碳?xì)鈱?dǎo)至解吸塔T2下部予以回收。從分離器D1底部導(dǎo)出的水-甲醇混合液經(jīng)E9升溫、減壓后導(dǎo)入甲醇-水分離塔T4中部。從熱再生塔T3上端引出適量甲醇作T4塔上段的回流液。再從T3塔甲醇進(jìn)料口下方引出的部分甲醇也導(dǎo)往T4塔，以除去循環(huán)甲醇中一部分水等高沸點(diǎn)組份，并對(duì)T4塔補(bǔ)充甲醇回流液。全系統(tǒng)所需甲醇也于此引入T4塔。由T4塔分離出的甲醇從塔頂以氣態(tài)引出，在水冷器E10中液化后通過熱再生塔T3返回系統(tǒng)。從T4塔底部引出的是廢水。
用圖2裝置處理后的凈化氣中二氧化碳為20PPm-200PPm，二氧化碳的回收率可接近100%，純度99%以上。
圖3所示流程用于含硫的變換氣凈化處理。其裝置流程與圖2基本相同，只是在吸收塔T1下部增設(shè)了脫硫段，用一半左右的甲醇富液為吸收液來吸收進(jìn)料氣中的硫化物。吸收液入閃蒸槽D4閃蒸兩次，第一次閃蒸氣的主要成份是氫等有用成份，它們將通過循環(huán)壓縮機(jī)C1返回到進(jìn)料氣中。第二次閃蒸氣的主要成份是CO2，并含有硫化物，它們作為抽吸噴射器J的動(dòng)力源。此外從熱再生塔T3頂部導(dǎo)出的氣體中含有由進(jìn)料氣帶入的硫化物，經(jīng)E14冷凝甲醇，并在分液罐D(zhuǎn)5中分離出甲醇，氣體即為含硫化氫餾份，從罐D(zhuǎn)5頂部排出。
用圖3裝置處理后的凈化氣中二氧化碳可低達(dá)20PPm，殘硫0.15PPm左右，二氧化碳的回收率達(dá)96%以上，純度達(dá)99%以上。
本發(fā)明在解吸塔T2前設(shè)置了根據(jù)設(shè)計(jì)所需要的一組或多組抽吸噴射器J，利用富液在閃蒸過程中產(chǎn)生的帶壓力的閃蒸氣作動(dòng)力源進(jìn)行抽吸，而無需從外部引入帶壓力的純氮?dú)庾鳉馓釟膺M(jìn)行氣提，因而節(jié)省能耗，節(jié)省投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。按日產(chǎn)氨600噸的裝置估算，每套裝置至少可節(jié)省投資280萬元;投產(chǎn)后，每年至少可節(jié)省運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)60萬元。
本發(fā)明所用的抽吸噴射器J無需機(jī)械傳動(dòng)，在運(yùn)行中有自調(diào)節(jié)能力，因而提高了本發(fā)明裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，操作也比較簡(jiǎn)單。
采用本發(fā)明裝置，二氧化碳的回收率可達(dá)96%以上，凈化氣中殘硫＜0.15PPm，二氧化碳的純度99%以上。
權(quán)利要求
1.低溫甲醇洗裝置，由吸收塔T1、解吸塔T2、熱再生塔T3、甲醇-水分離塔T4、換熱器E、閃蒸槽或分離器D、泵P、過濾器F1、循環(huán)壓力泵C1組成，其特征在于在解吸塔T2前設(shè)置有抽吸噴射器J，各部分用管道相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于抽吸噴射器根據(jù)設(shè)計(jì)需要可為一組或一組以上。
全文摘要
低溫甲醇洗裝置，屬于氣體凈化技術(shù)領(lǐng)域。裝置由吸收塔、熱再生塔、甲醇—水分離塔、閃蒸槽或氣液分離器、換熱器、泵及抽吸噴射器等組成，各部分間用管道相連。采用本裝置利用富液在閃蒸過程中產(chǎn)生的帶壓力的閃蒸氣作動(dòng)力源進(jìn)行抽吸，無需從外部引入帶壓力的純氮?dú)?，因而?jié)省能源、節(jié)省投資、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低。抽吸噴射器無需機(jī)械傳動(dòng)、運(yùn)行中有自調(diào)節(jié)能力，因而裝置運(yùn)行可靠，二氧化碳回收率96％以上，凈化氣中殘硫0.15ppm。
文檔編號(hào)B01D53/14GK1063086SQ9210047
公開日1992年7月29日 申請(qǐng)日期1992年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月16日
發(fā)明者張翊人 申請(qǐng)人:化學(xué)工業(yè)部第四設(shè)計(jì)院