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