[发明专利]一种采用功量交换的甲醇洗净化系统及工艺

说明书

技术领域

本发明涉及合成气净化技术领域，具体涉及一种采用功量交换的甲醇洗净化系统及工艺。

背景技术

合成气是化工过程基本的中间产品，其主要成分是CO与H₂，多由煤、石油、天然气等经过部分氧化产生。合成气的净化对下游装置的安全运行和高效生产均有重要影响。常见的净化工艺有低温甲醇洗、低温液氮洗及铜洗等工艺。由于净化效果、经济性等诸多方面的优势，甲醇洗越来越成为人们的首选净化方式，并在世界范围内有着广泛的应用。

低温甲醇洗工艺是国内外煤化工、天然气化工行业普遍采用的一种净化流程，其基本原理是利用H₂与H₂S、CO₂等酸性气体在低温甲醇溶液当中溶解度的差异，实现对H₂S、CO₂的脱除，而对合成气当中的有效成分H₂基本没有影响。常见低温甲醇洗的工艺流程是将来自变换工段的粗合成气先经过合成气冷却器预冷至-17℃，经过分离罐除去液相后进入吸收塔，除去酸性气体后的合成气从塔顶离开，送往下游工段；液相经过分离器除去气相后进入CO₂解吸塔。解析产生的CO₂气体被粗合成气复热后外送，液相进入提浓塔。提浓塔塔顶得到的气体复热后放空，液相送往甲醇再生塔。甲醇再生塔是一个精馏塔，塔顶是H₂S含量较高的气体，送往硫回收工段；塔底则是高纯度的甲醇溶液，大部分经泵输送至吸收塔，小部分送往甲醇-水分离塔进一步降低水分含量。甲醇水分离塔精馏所得污水从塔底排出，其余部分返回再生塔。

该工艺的缺点如下：流程中吸收塔富液的压能没有得到有效利用，白白消耗在减压阀上，整个流程的能量利用效率存在较大的提升空间。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种采用功量交换的甲醇洗净化系统及工艺，耗能较少、经济效益明显。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种采用功量交换的合成气净化系统，其中：

合成气冷却器206的出口与原料分离器207相连；

原料分离器207的气相出口连至吸收塔201，液相出口通过分离塔进料换热器236及减压阀241与甲醇-水分离塔205连接；

吸收塔201的顶部气相与下一工段连接，底部液相通过第一正位移功量交换器高压侧209A与底部分离器211相连，下部液相通过第二正位移功量交换器高压侧214A与下部分离器215连接，吸收塔201的中部设有中间冷却器组（222，223）；

底部分离器211的气相出口通过压缩机220与合成气冷却器206的入口相连，底部分离器211液相出口的一个支路通过第三透平式功量交换器218连接至第三正位移功量交换器高压侧219A，而后通过管路与提浓塔203连接，另一个支路通过第二透平式功量交换器217连接至解吸塔202；下部分离器215的液相出口通过第一透平式功量交换器216连接至解吸塔202。

解吸塔202的顶部出口与CO₂换热器208连接，而后又连接至合成气冷却器206，底部出口直接与提浓塔203连接，解吸塔202的侧线出口也通过管路与提浓塔203连接；

提浓塔203的顶部出口直接与合成气冷却器206连接，之后与外界大气（ATM）相通，提浓塔203的底部出口先连接至浓缩液预压泵228，然后经过第三正位移功量交换器的低压侧219B，再经过提浓塔塔底换热器229、再生塔塔底冷却器230与再生塔204的入口相连；

再生塔204的顶部出口与硫回收工段连接，再生塔204的液相出口当中的一个先经过再生塔塔底冷却器230与甲醇分离罐231相连，甲醇分离罐231的出口又经过甲醇预压泵232连接至并联的第一正位移功量交换器低压侧209B和第二正位移功量交换器低压侧214B，然后经过甲醇换热器233、浓缩塔塔底换热器229连接至甲醇增压泵234，最后与吸收塔201的顶部入口相连接，再生塔204的另一个液相出口经过分离塔给料泵235和分离塔进料换热器236连接至甲醇-水分离塔205的入口，再生塔204的塔釜蒸汽入口与低压蒸汽S3管网相连；

甲醇-水分离塔205的气相连接至再生塔204的入口，底部液相出口与污水处理工段相连接，塔釜再沸器的入口同样与低压蒸汽S3管网相连。

本发明同时提供了利用所述净化系统进行合成气净化的工艺，包括如下步骤：