一種氣體凈化的設備及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氣體凈化的方法，涉及一種用甲醇脫除與回收工藝氣中0)2與h2s酸性氣體的方法。具體為：a.吸收了二氧化碳的甲醇輸入脫硫塔下段，吸收工藝氣中的硫化氫；b.工藝氣經(jīng)過冷凍，液化分離其中的部分二氧化碳；c.液體二氧化碳輸入脫硫塔上段，吸收工藝氣夾帶的硫化氫、甲醇、水；d.甲醇輸入脫碳塔，吸收二氧化碳，產(chǎn)出凈化的工藝氣；e.液體二氧化碳閃蒸回收冷凝，產(chǎn)出氣體二氧化碳輸入抽氣噴射器作為動力，產(chǎn)出二氧化碳產(chǎn)品熱閃蒸其中的硫化氫、二氧化碳，產(chǎn)出硫化氫，并產(chǎn)出再生后的甲醇以便循環(huán)利用。本發(fā)明貧甲醇循環(huán)量小，輸送流體機械功耗小，熱再生能耗小，過程冷量損耗小，產(chǎn)品二氧化碳不含氮氣、純度高，更便于碳的捕集與封存。
【專利說明】一種氣體凈化的設備及方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于氣體凈化工藝，涉及氣體中酸性氣體的脫除與回收方法，特別涉及脫除與回收氣體中CO2與H2S酸性氣體的低溫甲醇洗工藝。

【背景技術】
[0002](I)低溫甲醇洗氣體凈化工藝是上世紀50年代由德國林德公司與魯奇公司聯(lián)合開發(fā)的一種脫除氣體中酸性氣的方法，是一種物理吸收方法。由于它具有能脫除氣體中H2S, COS、HCN、CO2等多種組分，并可以同時脫除水，凈化程度高，吸收選擇性好，甲醇的熱穩(wěn)定性與化學穩(wěn)定性也比較好等優(yōu)點，自開發(fā)以來被廣泛應用于制氫、合成氨、合成甲醇與天然氣提純等裝置中?，F(xiàn)代的大型煤化工裝置上都有采用這種技術。
[0003]煤氣化后的水煤氣經(jīng)過變換后的工藝氣中普遍存在著二氧化碳含量高、硫化氫等其它酸性氣體含量低的特點。低溫甲醇洗的循環(huán)甲醇先用來脫除工藝氣中的二氧化碳、再用吸收了二氧化碳的甲醇來脫除工藝氣中的硫化氫等酸性氣體，凈化后的工藝氣送往下游工序。
[0004]吸收了二氧化碳、硫化氫等酸性氣體的甲醇，通過減壓、加熱、氮氣氣提方式再生，閃蒸其中的二氧化碳，形成部分純態(tài)的二氧化碳產(chǎn)品和部分含氮氣的二氧化碳尾氣，并富集硫化氣。
[0005]富集硫化氫的甲醇輸入熱再生塔，利用蒸汽或其它熱源加熱閃蒸其中的硫化氫，同時也閃蒸出殘余的二氧化碳，形成高含硫化氫的酸性氣體送往脫硫工段，同時甲醇得以再生并循環(huán)利用。
[0006](2)CN102971253A這一技術雖然也提出了液化分離二氧化碳的工藝思路，并直接產(chǎn)生液體二氧化碳產(chǎn)品，但就氣體凈化工藝而言也存在缺點，主要有二:沒有利用氣液相容的性質、利用液體二氧化碳作為吸收劑凈化工藝氣；沒有利用液體二氧化碳閃蒸氣壓力高、最低0.518MPa特點，作為甲醇低壓再生過程中的抽氣噴射動力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種脫除并回收氣體中COjPH2S的低溫甲醇洗工藝方法，具體如下:
一種氣體凈化方法，該方法的工藝包括脫硫塔、脫碳塔、二氧化碳產(chǎn)品塔、二氧化碳凈化塔、熱再生塔及抽氣噴射器，所述的脫硫塔上設置有第二氣液分離罐，脫硫塔頂部經(jīng)管道與換熱器連接，換熱器再經(jīng)管道與液體二氧化碳閃蒸冷卻器連接；
脫硫塔上部經(jīng)管道與脫硫塔下部連接，脫硫塔底部經(jīng)管道與換熱器連接后，再與二氧化碳產(chǎn)品塔的連接；
第二氣液分離罐經(jīng)管道與第一氣液分離罐的管道匯合后再與脫碳塔下部連接；
脫碳塔下部的管道分兩部分，一部分經(jīng)管道與脫硫塔中部連接，一部分經(jīng)管道與二氧化碳閃蒸罐連接； 二氧化碳閃蒸罐底部的管道與二氧化碳產(chǎn)品塔、二氧化碳凈化塔連接；
二氧化碳產(chǎn)品塔底部的管道與換熱器連接后再與第一低壓閃蒸罐連接，第一低壓閃蒸罐頂部與二氧化碳凈化塔連接；第一低壓閃蒸罐底部的管道與二氧化碳凈化塔底部的管道匯合后經(jīng)管道與換熱器連接后，再與第二低壓閃蒸罐連接，第二低壓閃蒸罐底部與熱再生塔上部連接，熱再生塔塔頂經(jīng)管道與酸性氣管道連接；
熱再生塔塔底的管道分兩部分，一部分經(jīng)管道與熱再沸器連接；另一部分經(jīng)管道與相關的換熱器連接，冷卻降溫后再與脫碳塔頂部連接。
[0008]所述的液體二氧化碳閃蒸冷卻器下端的連接分兩部分，一部分經(jīng)管道與第一氣液分離罐連接，第一氣液分離罐底部經(jīng)管道再與液體二氧化碳閃蒸冷卻器連接，另一部分經(jīng)管道與第二氣液分離罐連接，第二氣液分離罐底部經(jīng)管道與脫硫塔頂部連接。
[0009]所述的二氧化碳產(chǎn)品塔頂部的管道、二氧化碳閃蒸罐頂部的管道、抽氣噴射器出口的管道與產(chǎn)品二氧化碳管道連接。
[0010]所述的第一低壓閃蒸罐頂部、第二低壓閃蒸罐頂部與二氧化碳凈化塔連接。
[0011]所述的脫碳塔頂部經(jīng)管道與凈化氣管道連接。
[0012]所述的液體二氧化碳閃蒸冷卻器頂部的管道與抽氣噴射器連接。
[0013]所述的二氧化碳凈化塔頂部的管道與抽氣噴射器連接。
[0014]所述的脫碳塔塔底至脫硫塔的之間的管道間設置有泵；熱再生塔塔底至脫碳塔塔頂之間的管道間設置有泵；第二低壓閃蒸罐底部至熱再生塔之間的管道間設置有泵。
[0015]經(jīng)管道分別與換熱器和換熱器連接后再匯合，匯合后的管道至換熱器之間的管道間設置有泵；低壓閃蒸罐至換熱器之間的管道設置有泵。
[0016]本發(fā)明的另一目的在于提供一種脫除并回收氣體中COjPH2S的低溫甲醇洗工藝，用于脫除與回收工藝氣中CO2與H2S酸性氣體。低溫液化分離工藝氣中部分二氧化碳，以降低低溫甲醇洗工藝過程中循環(huán)甲醇的量，降低輸送甲醇的動力消耗；同時利用液體二氧化碳對脫硫后工藝氣再次吸收凈化，以降低脫硫塔用于吸收H2S的甲醇的用量；利用液體二氧化碳閃蒸氣體壓力高的特點，把這部分高壓二氧化碳作為甲醇低壓再生過程中抽氣噴射器的動力。具體工藝步驟如下:
二氧化碳的三相點:溫度-56.57°C，壓力0.518MPa。液體二氧化碳閃蒸壓力較高，最低0.518MPa，閃蒸出的這部分二氧化碳用于甲醇低壓再生過程中抽氣噴射器的動力，去除傳統(tǒng)工藝甲醇低壓再生過程中需外界提供抽氣動力的能耗、去除傳統(tǒng)工藝甲醇再生的氮氣氣提過程，不需要消耗氮氣，并不會產(chǎn)出被氮氣污染的二氧化碳產(chǎn)品，更利于后序工藝碳的捕集與封存；液體二氧化碳閃蒸溫度低，接近于-56.57°C，無需外接額外提供原料氣液化二氧化碳過程所需的低溫冷量。
[0017]a.將脫硫塔底部輸入的原料氣與從第二氣液分離罐輸入的液體二氧化碳、從脫硫塔中部輸入的甲醇接觸，所述的甲醇為脫碳塔底部經(jīng)泵提壓的吸收了二氧化碳后不含硫的富甲醇，得到吸收了原料氣中硫化氫等酸性氣體的富甲醇，得到不含除二氧化碳外酸性氣體的工藝氣。
[0018]將吸收塔脫硫段分為兩段或多段，一般選擇兩段較好，下段輸入吸收了二氧化碳的富甲醇脫除硫化氫等酸性氣體，上段輸入液體二氧化碳吸收原料氣夾帶的微量的硫化氫、甲醇、水，以便后序工藝液化分離的二氧化碳更為純凈，同時可以減少脫硫塔甲醇的用量。
[0019]脫硫塔上部設置一第二氣液分離罐，用于分離工藝氣中的液體二氧化碳，同時利用位差形成液體二氧化碳去脫硫塔上段的無動力流動。
[0020]b.將a步驟中脫除了除二氧化碳外等酸性氣體的原料氣從脫硫塔頂部輸出，依次經(jīng)冷量補給換熱器降溫、液體二氧化碳閃蒸冷卻器冷凍，工藝氣經(jīng)冷量補給換熱器降溫至-30°C '5°C、液體二氧化碳閃蒸冷卻器冷凍至-56.570C ^-35°C，低溫液化分離工藝氣中的部分二氧化碳，并利用液體二氧化碳閃蒸的低溫性質，最低-56.57°C，用于工藝氣降溫過程中所需的低溫冷量。
[0021]冷凍后的部分工藝氣輸入第一氣液分離罐中，分離得到液體二氧化碳，分離的液體二氧化碳輸入到液體二氧化碳閃蒸冷卻器，經(jīng)液體二氧化碳閃蒸冷卻器閃蒸壓力高于
0.518MPa的氣體二氧化碳，并輸入至抽氣噴射器，作為抽氣噴射器的抽氣動力；冷凍后的部分工藝氣輸入到第二氣液分離罐中，分離得到液體二氧化，分離的液體二氧化碳自第二氣液分離罐底部輸入到脫硫塔塔頂，脫除從脫硫塔下段進入脫硫塔上段工藝氣中夾帶h2s、甲醇、水，并以液體形態(tài)自脫硫塔上段輸入至脫硫塔下段中部，由上行的原料氣閃蒸為氣態(tài)二氧化碳，隨原料氣繼續(xù)上行，H2s、甲醇、水由上層下行的甲醇吸收，并由脫硫塔塔底以富甲醇形態(tài)帶出。
[0022]c.將步驟b中第一氣液分離罐、第二氣液分離罐中分離液體二氧化碳的工藝氣匯合后輸入至脫碳塔下部，并與來自熱再生塔底部的貧甲醇接觸，脫除工藝氣中的二氧化碳得到凈化氣，凈化氣自脫碳塔頂部輸入至凈化氣管道；而吸收了二氧化碳的不含硫的富甲醇自脫碳塔底部輸出；
d.步驟c中自脫碳塔底部輸出的不含硫的富甲醇中的部分用于a步驟中脫硫塔中部輸入的甲醇；部分輸入至二氧化碳閃蒸罐，減壓閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的氣體二氧化碳自二氧化碳閃蒸罐頂部輸入至產(chǎn)品二氧化碳管道，閃蒸部分二氧化碳后的不含硫的甲醇自二氧化碳閃蒸罐底部輸出，輸出的甲醇一部分輸送至二氧化碳凈化塔頂部、一部分輸送至二氧化碳產(chǎn)品塔頂部，用于氣體二氧化碳中硫的再吸收；
e.步驟a、步驟b中脫硫塔底部吸收了H2S等酸性氣體的富甲醇經(jīng)換熱器加熱后輸入至二氧化碳產(chǎn)品塔，閃蒸部分氣體二氧化碳，并與步驟d中輸送至二氧化碳產(chǎn)品塔頂部的甲醇接觸，經(jīng)甲醇吸收其中的硫化物后得到氣體二氧化碳，氣體二氧化碳自二氧化碳產(chǎn)品塔頂部輸入至產(chǎn)品二氧化碳管道，富甲醇自二氧化碳產(chǎn)品塔塔底輸出；
f.步驟e中二氧化碳產(chǎn)品塔塔底輸出的富甲醇經(jīng)換熱器加熱后輸送至第一低壓閃蒸罐，閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的二氧化碳由第一低壓閃蒸罐頂輸入至二氧化碳凈化塔；第一低壓閃蒸罐底部輸出的甲醇與二氧化碳凈化塔底部輸出的、步驟d中自二氧化碳閃蒸罐底部送至二氧化碳凈化塔的甲醇匯合，經(jīng)過熱閃蒸換熱器、由熱再生塔出口的部分熱甲醇加熱，輸入到第二低壓閃蒸罐，閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的二氧化碳由第二低壓閃蒸罐頂輸入至二氧化碳凈化塔；第二低壓閃蒸罐底部流出的富集硫化氫的甲醇經(jīng)泵提壓后輸送至熱再生塔,熱再生塔塔頂產(chǎn)出符合下游工序硫回收處理要求的富硫化物的酸性氣體；熱再生塔產(chǎn)出再生合格的貧，貧甲醇經(jīng)相關換熱器冷卻、冷凍，經(jīng)過泵提壓后輸送至脫碳塔頂部；
g.步驟f中第一低壓閃蒸罐、第二低壓閃蒸罐閃蒸出的二氧化碳，輸入到二氧化碳凈化塔，由二氧化碳閃蒸罐輸出的甲醇再吸收其中硫化物后，經(jīng)二氧化碳凈化塔塔頂進入抽氣噴射器抽出；二氧化碳閃蒸罐、二氧化碳產(chǎn)品塔、抽氣噴射器輸出的二氧化碳輸入至產(chǎn)品二氧化碳管道，形成產(chǎn)品二氧化碳。
[0023]低壓閃蒸罐分為兩個或多個，但至少有兩個，一個在較低溫度下閃蒸二氧化碳、另一個在較高溫度下更徹底地閃蒸二氧化碳，以保證送往熱再生塔甲醇中二氧化碳含量不至于過高、確保送往下游硫回收工序的酸性氣體中硫的濃度。
[0024]本發(fā)明的有點在于:脫硫塔頂輸出的原料氣硫含量升高，直接結果是，凈化氣的硫含量會升高，需要加大脫硫塔輸入甲醇的量來解決；二氧化碳產(chǎn)品塔、二氧化碳凈化塔出口二氧化碳的硫含量超標時，需要加大進入二氧化碳閃蒸罐甲醇的量來解決，脫碳塔底部輸出的富甲醇應該合理協(xié)調(diào)控制。
[0025]原料氣硫含量上升時，為保證凈化氣、二氧化碳產(chǎn)品塔、二氧化碳凈化塔出口的硫含量合格，需要通過加大第二氣液分離罐的分配量、使得第二氣液分離罐輸入至脫硫塔上段做吸收劑的液體二氧化碳流量增大，減小脫硫塔用于吸收硫化氫的甲醇的負荷，同時適量的增多去二氧化碳閃蒸罐的量，增大用于二氧化碳產(chǎn)品塔、二氧化碳凈化塔再吸收硫化物的吸收劑甲醇的量，保證凈化氣、二氧化碳產(chǎn)品的硫含量合格。
[0026]酸性氣硫濃度低，表明第二低壓閃蒸罐輸出的富甲醇中二氧化碳含量高，需要增大調(diào)整抽氣噴射器的動力二氧化碳量、或者提高進入第二低壓閃蒸罐甲醇的溫度，即加大熱再生塔出口甲醇去熱閃蒸換熱器的分配量。
[0027]控制原料氣溫度，不可過低，特別是控制脫硫塔底部輸出的甲醇的溫度，以防止二氧化碳在此液化，隨甲醇帶入后序工藝，增大甲醇再生負荷。
[0028]液體二氧化碳閃蒸冷卻器操作壓力穩(wěn)定的情況下，溫度持續(xù)上升，表明其中液體二氧化碳純度下降、有甲醇等物質富集，需要排出部分液體、提高液體二氧化碳純度來解決。
[0029]液體二氧化碳閃蒸冷卻器操作壓力高于且接近0.518MPa、溫度高于且接近于-56.57°C。0.518MPa。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0031]本發(fā)明提供的附圖只是為了清晰說明本方法的實施，而不構成對本發(fā)明的限制。
[0032]圖1是本發(fā)明的流程圖，其中，Tl:脫硫塔，T2:脫碳塔，T3: 二氧化碳產(chǎn)品塔，T4:二氧化碳凈化塔，T5:熱再生塔，V1:第一氣液分離罐，V2:第二氣液分離罐，V3: 二氧化碳閃蒸罐，V4:第一低壓閃蒸罐，V5:第二低壓閃蒸罐，S:抽氣噴射器，El:冷量補給換熱器，E2:液體二氧化碳閃蒸冷卻器，E3:換熱器，E4:換熱器，
E5:熱閃蒸換熱器，E6:換熱器，E7:再沸器。

【具體實施方式】
[0033]實施例1
一種氣體凈化方法，該工藝的主要設備包括脫硫塔Tl、脫碳塔T2、二氧化碳產(chǎn)品塔T3、二氧化碳凈化塔T4、熱再生塔T5及抽氣噴射器S。
[0034]脫硫塔Tl上設置有第二氣液分離罐V2，脫硫塔Tl頂部經(jīng)管道與冷量補給換熱器El連接，冷量補給換熱器El再經(jīng)管道與液體二氧化碳閃蒸冷卻器E2連接；
脫硫塔Tl上部經(jīng)管道與脫硫塔Tl下部連接，脫硫塔Tl底部經(jīng)管道與換熱器E3連接后，再與二氧化碳產(chǎn)品塔T3連接；
第二氣液分離罐V2經(jīng)管道與第一氣液分離罐Vl的管道匯合后再與脫碳塔T2下部連接;
脫碳塔T2下部的管道分兩部分，一部分經(jīng)管道與脫硫塔Tl中部連接，一部分經(jīng)管道與二氧化碳閃蒸罐V3連接；
二氧化碳閃蒸罐V3底部的管道分兩部分，一部分經(jīng)管道與二氧化碳凈化塔T4上部連接，另一部分經(jīng)管道與二氧化碳產(chǎn)品塔T3上部連接；
二氧化碳產(chǎn)品塔T3底部的管道與換熱器E4連接后再與第一低壓閃蒸罐V4連接，第一低壓閃蒸罐V4頂部與二氧化碳凈化塔T4連接；
第一低壓閃蒸罐V4底部的管道與二氧化碳凈化塔T4底部的管道匯合后經(jīng)管道與熱閃蒸換熱器E5連接后，再與第二低壓閃蒸罐V5連接，第二低壓閃蒸罐V5底部與熱再生塔T5中部連接，熱再生塔T5塔頂經(jīng)管道與酸性氣管道連接；
熱再生塔T5塔底的管道分兩部分，一部分經(jīng)管道與熱再沸器E7連接，另一部分經(jīng)管道分別與換熱器E6和熱閃蒸換熱器E5連接后再匯合，匯合后的管道依次與換熱器E4、換熱器E3連接后再與脫碳塔T2頂部連接。
[0035]液體二氧化碳閃蒸冷卻器E2下端的連接分兩部分，一部分經(jīng)管道與第一氣液分離罐Vl連接，第一氣液分離罐Vl底部經(jīng)管道再與液體二氧化碳閃蒸冷卻器E2連接，另一部分經(jīng)管道與第二氣液分離罐V2連接，第二氣液分離罐V2底部經(jīng)管道與脫硫塔Tl頂部連接。
[0036]二氧化碳產(chǎn)品塔T3頂部的管道、二氧化碳閃蒸罐V3頂部的管道與產(chǎn)品二氧化碳管道連接。
[0037]第一低壓閃蒸罐V4頂部與二氧化碳凈化塔T4連接，第二低壓閃蒸罐V5頂部與二氧化碳凈化塔T4連接。
[0038]脫碳塔T2頂部經(jīng)管道與凈化氣管道連接。
[0039]液體二氧化碳閃蒸冷卻器E2頂部的管道與抽氣噴射器S連接。
[0040]脫碳塔T2至脫硫塔Tl的管道間設置有泵Pl ;熱再生塔T5塔底經(jīng)管道分別與換熱器E6和熱閃蒸換熱器E5連接后再匯合，匯合后的管道至換熱器E4之間的管道間設置有泵P2 ;低壓閃蒸罐V5至換熱器E6之間的管道設置有泵P3。
[0041]實施例2
以煤為原料的氣化制取生產(chǎn)甲醇的原料氣為例，原料氣壓力5.6MPa，含H2 46.01%、CO21.55%、CO2 31.56%、H2S 0.24%以及其他成分的原料氣。
[0042]a.脫除原料氣中除二氧化碳外的酸性氣體。將脫硫塔(Tl)底部輸入的原料氣與從第二氣液分離罐(V2)頂部輸入的_52°C液體二氧化碳、從脫硫塔(Tl)中部輸入的-18°C甲醇接觸，得到吸收了原料氣中的酸性氣體的含硫的富甲醇及脫除原料氣中除CO2外酸性氣體的工藝氣，工藝氣由脫硫塔(Tl)頂部輸出；吸收了原料氣中酸性氣體的含硫富甲醇自脫硫塔(Tl)底部輸出。
[0043]b.冷凍液化分離原料氣中部分二氧化碳。將a步驟中脫硫塔(Tl)頂部輸出工藝氣，依次經(jīng)冷量補給換熱器(El)降溫、液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)冷凍至-52°C。冷凍后的工藝氣分為兩路，部分工藝氣輸入到第一氣液分離罐(Vl)中，分離工藝氣中的液體二氧化碳，分離的液體二氧化碳輸入到液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)，經(jīng)液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)閃蒸出-56°C、壓力0.52MPa氣體二氧化碳，閃蒸的氣體二氧化碳輸入至抽氣噴射器(S)，用作抽氣噴射器(S)的動力；部分工藝氣輸入到第二氣液分離罐(V2)中，分離工藝氣中的液體二氧化碳，分離的液體二氧化碳輸入到脫硫塔(Tl)上段，用以脫除脫硫塔(Tl)下段進入脫硫塔(Tl)上段的工藝氣中夾帶的％5、甲醇、水，從而保證脫硫塔(Tl)頂部輸出工藝氣的純度——不含H2S、甲醇、水。
[0044]吸收了工藝氣夾帶的H2S、甲醇、水的液體二氧化碳自脫硫塔(Tl)上段底部進入脫硫塔(Tl)下段中部，由塔內(nèi)上行的原料氣閃蒸為氣態(tài)二氧化碳，隨原料氣繼續(xù)上行；H2S、甲醇、水由塔內(nèi)下行的甲醇吸收，并由脫硫塔(Tl)底部以富甲醇形態(tài)帶出。
[0045]c.脫除工藝氣中的二氧化碳。將b步驟中第一氣液分離罐(VI)、第二氣液分離罐(V2)分離液體二氧化碳后的含二氧化碳11.8%氣體匯合后輸入至脫碳塔(T2)下部，并與脫碳塔(T2)頂部輸入的、來自熱再生塔(T5)底部出口輸出的凈化后的貧甲醇接觸，脫出氣體中的二氧化碳，得到凈化的含2.5%二氧化碳的凈化氣，凈化氣自脫碳塔(T2)頂部輸入到凈化氣管道；吸收了二氧化碳的不含硫的富甲醇自脫碳塔(T2)底部輸出；
d.將步驟c中自脫碳塔(T2)底部輸出富甲醇分兩部分，一部分用于a步驟中脫硫塔(Tl)中部輸入的甲醇；一部分輸入至二氧化碳閃蒸罐(V3)，減壓閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的二氧化碳自二氧化碳閃蒸罐(V3)頂部輸入至產(chǎn)品二氧化碳管道，而閃蒸部分二氧化碳后的不含硫的富甲醇自二氧化碳閃蒸罐(V3)底部輸出，輸出的甲醇分兩部分，一部分輸送至二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)頂部，一部分輸送至二氧化碳凈化塔(T4)頂部；
e.將步驟a中脫硫塔(Tl)底部輸出的含硫的富甲醇經(jīng)換熱器(E3)加熱后輸入至二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)，閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的氣體二氧化碳與步驟d中輸送至二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)頂部的不含硫的甲醇接觸，經(jīng)甲醇吸收氣體二氧化碳中的硫化物后，得到氣體二氧化碳，氣體二氧化碳自二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)頂部輸入至產(chǎn)品二氧化碳管道，吸收硫化物后的富甲醇自二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)塔底輸出；
f.將步驟e中自二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)塔底輸出的富甲醇，經(jīng)換熱器(E4)加熱后輸送至第一低壓閃蒸罐(V4)，閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的氣體二氧化碳由第一低壓閃蒸罐(V4)頂部輸送至二氧化碳凈化塔(T4);第一低壓閃蒸罐(V4)底部輸出的富甲醇與二氧化碳凈化塔(T4)底部輸出的、步驟e中自二氧化碳閃蒸罐(V3)底部輸送至二氧化碳凈化塔(T4)的甲醇匯合，經(jīng)過熱閃蒸換熱器(E5)、由熱再生塔(T5)輸出的部分熱的貧甲醇加熱，輸入到第二低壓閃蒸罐(V5)，閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的氣體二氧化碳由第二低壓閃蒸罐(V5)頂部輸送至二氧化碳凈化塔(T4),第二低壓閃蒸罐(V5)底部輸出的富集硫化氫的甲醇經(jīng)泵(P3)提壓后輸送至熱再生塔(T5)，富集硫化氫的甲醇在熱再生塔(T5)內(nèi)進行熱閃蒸，熱再生塔(T5)塔頂產(chǎn)出符合下游工序硫回收處理要求富含硫化氫的酸性氣體；熱再生塔(T5)塔底產(chǎn)出不含二氧化碳、不含硫的再生合格的貧甲醇分別經(jīng)熱閃蒸換熱器(E5)、換熱器(E6)冷卻后匯合，匯合后經(jīng)泵(P2)提壓，并再次經(jīng)換熱器(E4)及換熱器(E3)冷凍后輸送至脫碳塔(T2)頂部； g.將步驟f中第一低壓閃蒸罐(V4)、第二低壓閃蒸罐(V5)輸入到二氧化碳凈化塔(T4)的氣體二氧化碳，由二氧化碳閃蒸罐(V3)輸出的不含硫的甲醇對氣體二氧化碳再吸收硫化物后，經(jīng)二氧化碳凈化塔(T4)的塔頂進入抽氣噴射器(S) ;二氧化碳閃蒸罐(V3)、二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)、抽氣噴射器(S)輸出的二氧化碳匯合送至產(chǎn)品二氧化碳管道。
[0046]所述的原料氣中酸性氣體包括二氧化碳、硫化氫、硫氧化碳、羰基硫、氫氰酸等。
[0047]步驟b中吸收了原料氣中的酸性氣體的甲醇經(jīng)冷量補給換熱器(El)降溫至-30°C?-5°C、液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)冷凍至-56.57°C '35°C。
[0048]步驟b中經(jīng)液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)產(chǎn)出壓力高于0.518MPa的氣體二氧化碳，輸入至抽氣噴射器(S),作為抽氣噴射器(S)的動力。
[0049]步驟c中熱再生塔(T5)底部輸出的不含二氧化碳、不含硫的貧甲醇經(jīng)過換熱器降溫冷卻經(jīng)泵(P2)提壓，輸送至脫碳塔(T2)頂部。
[0050]步驟a、步驟b中脫硫塔(Tl)底部吸收了酸性氣體的含硫富甲醇經(jīng)換熱器(E3)加熱、進入二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)閃蒸部分二氧化碳；步驟f中自二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)塔底輸出的富甲醇經(jīng)換熱器(E4)加熱、進入第一低壓閃蒸罐(V4)閃蒸部分二氧化碳，第一低壓閃蒸罐(V4)底部輸出的富甲醇與步驟f中自二氧化碳凈化塔(T4)塔底輸出的富甲醇匯合進入第二低壓閃蒸罐(V5)閃蒸部分二氧化碳，第二低壓閃蒸罐(V5)底部輸出的富甲醇經(jīng)過加熱、提壓輸送至熱再生塔(T5);富甲醇在熱再生塔(T5)內(nèi)通過加熱，閃蒸出其中的二氧化碳、硫化氫等酸性氣體，甲醇得以再生。
[0051]步驟d中脫碳塔(T2)底部輸出的不含硫的富甲醇經(jīng)過二氧化碳閃蒸罐(V3)閃蒸部分二氧化碳后用于二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)、二氧化碳凈化塔(T4)的內(nèi)氣體二氧化碳中硫化物的再吸收，以保證二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)、二氧化碳凈化塔(T4)產(chǎn)出的二氧化碳品質合格。
【權利要求】
1.一種氣體凈化設備，該設備包括脫硫塔(Tl)、脫碳塔(T2)、二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)、二氧化碳凈化塔(T4)、熱再生塔(T5)及抽氣噴射器(S)，其特征在于: 脫硫塔(Tl)上設置有第二氣液分離罐(V2)，脫硫塔(Tl)頂部經(jīng)管道與冷量補給換熱器(El)連接，冷量補給換熱器(El)經(jīng)管道與液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)連接； 脫硫塔(Tl)上部經(jīng)管道與脫硫塔(Tl)下部連接，脫硫塔(Tl)底部經(jīng)管道與換熱器(E3)連接后，再與二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)的連接； 第二氣液分離罐(V2)經(jīng)管道與脫硫塔(Tl)上部連接； 第二氣液分離罐(V2)經(jīng)管道與第一氣液分離罐(Vl)的管道匯合后再與脫碳塔(T2)下部連接； 脫碳塔(T2)下部的管道分兩部分，一部分經(jīng)管道與脫硫塔(Tl)中部連接，一部分經(jīng)管道與二氧化碳閃蒸罐(V3)連接； 二氧化碳閃蒸罐(V3)底部的管道分兩部分，一部分經(jīng)管道與二氧化碳凈化塔(T4)上部連接，另一部分經(jīng)管道與二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)上部連接； 二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)底部的管道與換熱器(E4)連接后再與第一低壓閃蒸罐(V4)連接，第一低壓閃蒸罐(V4)頂部與二氧化碳凈化塔(T4)連接； 第一低壓閃蒸罐(V4)底部的管道與二氧化碳凈化塔(T4)底部的管道匯合后經(jīng)管道與熱閃蒸換熱器(E5)連接后，再與第二低壓閃蒸罐(V5)連接，第二低壓閃蒸罐(V5)底部與熱再生塔(T5)連接，熱再生塔(T5)塔頂經(jīng)管道與酸性氣管道連接； 熱再生塔(T5)塔底的管道分兩部分，一部分經(jīng)管道與再沸器(E7)連接，另一部分經(jīng)管道分別與換熱器(E6)和熱閃蒸換熱器(E5)連接后再匯合，匯合后的管道與泵(P2)連接，依次通過換熱器(E4)、換熱器(E3)連接后再與脫碳塔(T2)頂部連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種氣體凈化裝置，其特征在于:液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)下端的連接分兩部分，一部分經(jīng)管道與第一氣液分離罐(Vl)連接，第一氣液分離罐(Vl)底部經(jīng)管道再與液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)連接；另一部分經(jīng)管道與第二氣液分離罐(V2)連接，第二氣液分離罐(V2)底部經(jīng)管道與脫硫塔(Tl)頂部連接； 所述的二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)頂部的管道與二氧化碳閃蒸罐(V3)頂部的管道各自或匯合后與產(chǎn)品二氧化碳管道連接； 所述的第一低壓閃蒸罐(V4)頂部與二氧化碳凈化塔(T4)連接，第二低壓閃蒸罐(V5)頂部與二氧化碳凈化塔(T4)連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種氣體凈化裝置，其特征在于:所述的脫碳塔(T2)頂部經(jīng)管道與凈化氣管道連接； 所述的液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)頂部的管道與抽氣噴射器(S)連接； 所述的二氧化碳凈化塔(T4)頂部的管道與抽氣噴射器(S)連接； 所述的脫碳塔(T2)至脫硫塔(Tl)的管道間設置有泵(Pl);熱再生塔(T5)塔底經(jīng)管道分別與換熱器(E6)和熱閃蒸換熱器(E5)連接后再匯合，匯合后的管道至換熱器(E4)之間的管道間設置有泵(P2);第二低壓閃蒸罐(V5)至換熱器(E6)之間的管道設置有泵(P3)。
4.一種氣體凈化方法，其特征在于，包括以下工藝步驟: a.將脫硫塔(Tl)底部輸入的原料氣與從第二氣液分離罐(V2)輸入的液體二氧化碳、從脫硫塔(Tl)中部輸入的甲醇接觸，脫除原料氣中除CO2外的酸性氣體，得到脫除原料氣中除CO2外酸性氣體的工藝氣，工藝氣自脫硫塔(Tl)頂部輸出；得到吸收了工藝氣中H2S等酸性氣體的富甲醇，富甲醇由脫硫塔(Tl)底部輸出； 脫硫塔(Tl)下段進入脫硫塔(Tl)上段的工藝氣與從第二氣液分離罐(V2)輸入的液體二氧化碳接觸，液體二氧化碳吸收工藝氣中的H2S、甲醇、水，并以液體形態(tài)帶入脫硫塔(Tl)下段； b.將a步驟中脫硫塔(Tl)頂部輸出的工藝氣，依次經(jīng)冷量補給換熱器(El)降溫、液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)冷凍，冷凍后的工藝氣分為兩路，部分工藝氣輸入到第一氣液分離罐(Vl)中，分離工藝氣中的液體二氧化碳，分離的液體二氧化碳輸入到液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)，經(jīng)液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)閃蒸出氣體二氧化碳，閃蒸出的氣體二氧化碳輸入至抽氣噴射器(S),作為噴射器的抽氣動力；部分工藝氣輸入到第二氣液分離罐(V2)中，分離工藝氣中的液體二氧化碳，分離的液體二氧化碳輸入到脫硫塔(Tl)頂部； c.將b步驟中第一氣液分離罐(VI)、第二氣液分離罐(V2)分離液體二氧化碳后的工藝氣匯合后輸入至脫碳塔(T2)下部，并與脫碳塔(T2)頂部輸入的、來自熱再生塔(T5)底部輸出的再生后的貧甲醇接觸，脫除工藝氣中的二氧化碳，得到的凈化氣自脫碳塔(T2)頂部輸入到凈化氣管道；吸收了二氧化碳的甲醇，得到不含硫的富甲醇自脫碳塔(T2)底部輸出； d.將步驟c中自脫碳塔(T2)底部輸出的不含硫的富甲醇分兩部分，一部分用于a步驟中脫硫塔(Tl)中部輸入的甲醇；一部分輸入至二氧化碳閃蒸罐(V3)，減壓閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的氣體二氧化碳自二氧化碳閃蒸罐(V3)頂部輸入至產(chǎn)品二氧化碳管道；閃蒸部分二氧化碳的富甲醇自二氧化碳閃蒸罐(V3)底部輸出，輸出的甲醇分兩部分，一部分輸送至二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)頂部，一部分輸送至二氧化碳凈化塔(T4)頂部； e.將步驟a中脫硫塔(Tl)底部輸出的含硫富甲醇經(jīng)換熱器(E3)加熱，輸入至二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)，閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的氣體二氧化碳在二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)內(nèi)與步d中輸送至二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)頂部的不含硫的富甲醇接觸，經(jīng)甲醇吸收硫化物得到氣體二氧化碳，氣體二氧化碳自二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)頂部輸入至產(chǎn)品二氧化碳管道；吸收了硫化物的甲醇，自二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)塔底輸出； f.將步驟e中自二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)塔底輸出的富甲醇，經(jīng)換熱器(E4)加熱后輸送至第一低壓閃蒸罐(V4)，閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的氣體二氧化碳輸送至二氧化碳凈化塔(T4);第一低壓閃蒸罐(V4)底部輸出的富甲醇與二氧化碳凈化塔(T4)輸出的、步驟d中自二氧化碳閃蒸罐(V3)底部輸送至二氧化碳凈化塔(T4)的甲醇匯合，經(jīng)過熱閃蒸換熱器(E5)、由熱再生塔(T5)出口的熱甲醇加熱，輸入到第二低壓閃蒸罐(V5)，閃蒸其中部分二氧化碳，閃蒸的氣體二氧化碳自第二低壓閃蒸罐(V5)頂部輸送至二氧化碳凈化塔(T4);第二低壓閃蒸罐(V5)底部得到的富集硫化氫的甲醇經(jīng)泵(P3)提壓后輸送至熱再生塔(T5)，熱再生塔(T5)塔頂產(chǎn)出符合下游硫回收工序處理要求的富硫化物的酸性氣體；熱再生塔(T5)塔底產(chǎn)出不含二氧化碳、不含硫的再生合格的貧甲醇，分別經(jīng)熱閃蒸換熱器(E5)、換熱器(E6)換熱降溫后匯合，匯合后經(jīng)泵(P2)提壓，并再次經(jīng)換熱器(E4)及換熱器(E3)冷卻、冷凍后輸送至脫碳塔(T2)頂部； g.將步驟f中第一低壓閃蒸罐(V4)、第二低壓閃蒸罐(V5)閃蒸的二氧化碳，輸入到二氧化碳凈化塔(T4)，在二氧化碳凈化塔(T4)內(nèi)由二氧化碳閃蒸罐(V3)輸出的不含硫的甲醇再吸收硫化物后，經(jīng)二氧化碳凈化塔(T4)塔頂進入抽氣噴射器(S)抽出；二氧化碳閃蒸罐(V3)、二氧化碳產(chǎn)品塔(T3)、抽氣噴射器(S)輸出的二氧化碳輸入至產(chǎn)品二氧化碳管道。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種氣體凈化方法，其特征在于:步驟a中所述的酸性氣體包括二氧化碳、硫化氫、硫氧化碳、羰基硫、氫氰酸。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種氣體凈化方法，其特征在于:步驟b中脫除除CO2外酸性氣體的工藝氣經(jīng)冷量補給換熱器(El)降溫至_30°C?_5°C、液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)冷凍至-56.57 0C ?-35°C。
7.根據(jù)權利要求4所述的一種氣體凈化方法，其特征在于:步驟b中經(jīng)第二氣液分離罐(V2)分離的液體二氧化碳輸入至脫硫塔(Tl)，用于步驟a中脫硫塔(Tl)原料氣的凈化。
8.根據(jù)權利要求4所述的一種氣體凈化方法，其特征在于:步驟b中第一氣液分離罐(Vl)分離的液體二氧化碳輸入至液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)，用于工藝氣冷凍所需的低溫冷量。
9.根據(jù)權利要求4所述的一種氣體凈化方法，其特征在于:步驟b中經(jīng)液體二氧化碳閃蒸冷卻器(E2)產(chǎn)出壓力高于0.518MPa的氣體二氧化碳，輸入至抽氣噴射器(S)，作為抽氣噴射器(S)的抽氣動力。
10.根據(jù)權利要求4所述的一種氣體凈化方法，其特征在于:步驟f中熱再生塔(T5)底部輸出的熱的甲醇，經(jīng)熱閃蒸換熱器(E5)提供甲醇硫富集過程中二氧化碳的熱閃蒸的熱量。
【文檔編號】B01D53/00GK104208978SQ201410428500
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權日:2014年8月28日
【發(fā)明者】崔靜思, 楊聲 申請人:崔靜思, 楊聲