[实用新型]一种用于合成气深冷分离的预洗涤装置

说明书

本实用新型公开了一种用于合成气深冷分离的预洗涤装置。该预洗涤装置包括预洗吸收塔；合成气预冷后，进入所述预洗吸收塔使用预洗涤剂进行预洗涤，以脱除不饱和烃和大分子饱和烃类得到净化后的原料合成气；所述净化后的原料合成气进入主冷箱进行合成气深冷分离工艺；所述预洗涤剂的冰点低于主冷箱的操作温度。本实用新型在目前甲烷洗、一氧化碳洗、部分冷凝等合成气深冷分离工艺的基础上，采用了一种新型的用于合成气深冷分离的预洗涤工艺，将原料合成气中不饱和烃和大分子饱和烃类预先脱除，防止此类物质进入下游进而堵塞下游设备或管道。提高了深冷分离工艺冷箱的在线率，同时能够提高冷箱的安全性，以解决冷箱冻堵问题。

技术领域

本实用新型属于深冷分离、天然气化工、煤化工等技术领域，具体涉及一种用于合成气深冷分离的预洗涤装置。

背景技术

目前，广泛应用于合成气深冷分离的部分冷凝工艺、甲烷洗工艺以及一氧化碳洗等工艺都会面临原料合成气中不饱和烃或者大分子烃类在冷箱内冻结进而影响冷箱长周期安全运行的可能性。

针对原料气的通常净化处理手段为冷箱前端的分子筛吸附器，通过分子筛对不饱和烃或者大分子烃类的部分吸附，但分子筛吸附器设置的主要目的是为了吸附合成气中的水分以及二氧化碳，因此不饱和烃或者大分子烃类不应成为分子筛设计的控制因素，否则当这些组分含量较高时，分子筛吸附器将变得异常庞大，具体可能出现的杂质成分与冰点参数如下：

乙炔的冰点：-80.8℃；

乙烯的冰点：-169.2℃；

乙烷的冰点：-182.8℃；

丙烯的冰点：-185.2℃；

丙烷的冰点：-187.7℃。

通常乙炔会被分子筛吸附器直接吸附，如果乙炔含量高需要在上游设置加氢饱和工序，保证乙炔含量不超标，比如1ppmv以下，分子筛吸附器出口的合成气中仅考虑分子量大于乙烯的烃类即可。

通常甲烷洗工艺的洗涤塔操作温度在-180℃，而此时如果原料合成气中含有乙炔、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷等烃类杂质，那么在换热器低温段或者洗涤塔工序处可能会结冰的成分为：冰点高于-180℃的乙炔和乙烯，而乙烷、丙烯与丙烷则不会冻结，因为这三者的冰点低于甲烷洗涤剂的操作温度。

通常一氧化碳洗工艺的洗涤塔操作温度在-170℃，而此时如果原料合成气中含有乙炔、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷这些烃类杂质，那么在换热器低温段或者洗涤塔工序处可能会结冰的成分同样为乙炔和乙烯，因为二者的冰点高于-170℃，即一氧化碳洗涤剂的操作温度，而乙烷、丙烯与丙烷则不会冻结，因为这三者的冰点低于一氧化碳洗涤剂的操作温度。

通常部分冷凝工艺用于分离煤气化或者天然气部分氧化制取的合成气，产品有氢气、一氧化碳或者二者的混合物，如果原料合成气中含有甲烷，那么同样存在不饱和烃或者大分子烃类冻结的情况，需要将一氧化碳与甲烷分离的工序操作温度在各个乙烯冰点之上才可保证安全。

目前无论是甲烷洗工艺、一氧化碳洗工艺还是部分冷凝工艺，都对分子筛入口乙烯的含量进行严格限制，比如不超过100ppmv，这样在冷箱内即使存在浓缩情况，也在乙烯的溶解度范围，如甲烷中乙烯的溶解度或者一氧化碳中乙烯的溶解度。

但当上游装置无法处理过量乙烯等大分子烃类时，冷箱的安全运行面临极大考验，如果不能将此类组分分离出去，那么进入换热器低温段或者洗涤塔与精馏塔工序时，将堵塞冷箱，影响冷箱的长周期平稳安全运行。

由于不可能通过过度增大分子筛吸附器来净化原料合成气，那么只有通过其它工艺来处理此类含有不饱和烃或者大分子烃类的合成气。

基于以上因素，有必要设计出一种新型的原料合成气处理工艺，在有效降低原料合成气中不饱和烃或者大分子烃类的同时，能够提高前文所叙述深冷分离工艺冷箱的在线率，同时能够提高冷箱的安全性，以解决冷箱冻堵问题。