低温甲醇洗装置流程简述.doc

3.4 生产流程简述 3.4.1 低温甲醇洗装置流程简述 低温甲醇洗工艺包括：冷区、热区、排放甲醇收集系统、甲醇贮存系统、氨冷冻系统。 （一）冷区 冷区：CO2 吸收塔（T-1601A/B）、CO2 产品塔（T-1602）、H2S 浓缩塔（T-1603）以及相关设备因操作温度在 0以下而被称为冷区。 （1）原料气体的预冷及 CO2、H2S 等的吸收 来自 CO 变换工序的 5.55MPaA、 40的原料气，进入甲醇洗工序，为防止原料气中的水分在预冷过程中结冰而向原料气中喷入甲醇；原料气与来自含硫富甲醇闪蒸罐（V-1602）及无硫富甲醇闪蒸罐（V-1603）的循环气混合，经过进料气冷却器（E-1601A/B）与产品 CO2 气、尾气及合成气换热降温，然后进入进料气体/甲醇水分离罐（V-1601A/B）。分离出的气体进入 CO2 吸收塔（T-1601A/B）下部脱硫段；分离出的液相为含有甲醇/水的冷凝液，冷凝液送往热区的甲醇/水分离塔（T-1605）。 原料气中的 H2S和COS在CO2 吸收塔（T-1601A/B）脱硫段被吸收，出脱硫段的气体中 H2S+COS 小于 1ppm，气体再导入 CO2 吸收塔（T-1601A/B）上部脱碳段。脱硫段的洗液是来自于脱碳段吸收 CO2 后的无硫富甲醇，由于 H2S 和 COS 在甲醇中溶解度高于CO2，所以仅需用脱碳段排出甲醇的一部分进入脱硫段(通常为50%)，吸收了 H2S和 COS 后成为含硫富甲醇，它从脱硫段底部引出，经含硫甲醇冷却器（E-1603）、含硫甲醇第二换热器（E-1607）及含硫甲醇氨冷器（E1620）降温，减压后送到含硫富甲醇闪蒸罐（V-1602）。 经脱硫后的原料气进入脱碳段，原料气中的 CO2 全部在脱碳段中被来自 CO2吸收 塔塔顶的低温贫甲醇吸收，T-1601A 塔顶引出的净化气中 CO2 含量满足合成氨生产的要求(CO220ppm；H2S+COS0.1 ppm)，送往液氮洗工序继续净化；T-1601B 塔顶引出的净化气中 CO2 含量满足甲醇专利商生产甲醇的要求(暂按：CO2 约 3%)；H2S+COS0.1 ppm，送往甲醇合成工序。吸收 CO2 所产生的溶解热部分使甲醇温度升高，部分则由循环甲醇冷却器（E-1606A/B）及循环甲醇氨冷器（E-1605A/B）移走。脱碳段底排出的富甲醇一部分进入(通常为50%)脱硫段，其余经无硫甲醇冷却器（E-1617A/B）及无硫甲醇氨冷器（E1604）冷却，减压后送无硫富甲醇闪蒸罐（V-1603）。 （2）富甲醇的膨胀 通常除 CO2、H2S 和 COS 外，总有一些 H2 及其它气体溶解于离开 CO2 吸收塔 （T-1601A/B）的两股富甲醇中，为了回收这部分 H2，两股富甲醇须先预冷后减压膨胀。自 CO2 吸收塔（T-1601A/B）脱碳段底部引出的富甲醇由于不含有 H2S和COS而被称为无硫甲醇。无硫甲醇先分别与来自液氮洗工序的合成气和 T-1601B 塔顶的净化气在无硫甲醇冷却器（E-1617A/B）中换热，再经无硫甲醇氨冷器（E-1604）冷却后，减压进入无硫富甲醇闪蒸罐（V-1603）中闪蒸，以解吸出部分气体。 出脱硫段塔底的富甲醇中由于含有 H2S 和 COS 被称为含硫富甲醇。 含硫富甲醇先与来自 CO2 产品塔（T-1602）的产品 CO2 在含硫甲醇冷却器（E-1603）中换热，再和循环甲醇闪蒸罐（V-1607）底部排出的甲醇在含硫甲醇第二换热器（E-1607）中换热，再经含硫甲醇氨冷器（E-1620）降温后减压并进入含硫富甲醇闪蒸罐（V-1602）中闪蒸，解吸部分气体。 出无硫富甲醇闪蒸罐（V-1603）和含硫富甲醇闪蒸罐（V-1602）的解吸气体，在含硫富甲醇闪蒸罐（V-1602）顶部混合后进入循环气压缩机（C-1601）加压，并经循环气压缩机后冷器（E-1602）冷却后注入进料气中。 （3）产品 CO2 气 出无硫富甲醇闪蒸罐（V-1603）的无硫甲醇继续减压并分别在 CO2 产品塔（T-1602）顶部和 H2S 浓缩塔（T-1603）顶部解吸，CO2 产品塔（T-1602）顶产生的解吸气体作为产品 CO2 气的一部分。此后的无硫甲醇分别进入塔的下部，在 CO2产品塔（T-1602）用于洗下 CO2 产品塔（T-1602）上升气流中的硫化物而得到低硫的 CO2产品，在 H2S 浓缩塔（T-1603）用于洗下 H2S 浓缩塔（T-1603）上升气流中的硫化物而使尾气中含硫低于 25mg/Nm3 。 出含硫富甲醇闪蒸罐（V-1602）的含硫甲醇按比例分成两股：一股减压并进入 陕西兴茂3052项目初步设计 08005-44-2 第二卷第一册 3-8 CO2 产品塔（T-1602）上段的下部，由 CO2 产品塔（T-1602）下段升气板进入上段的脱吸气与含硫甲醇解吸出的气体相混合，用下流的无硫甲醇洗去硫化物，再与进入塔顶解吸的无硫甲醇解吸出来的 CO2 相混合，一起离开 CO2 产品塔（T-1602）的顶部，即为 CO2 产品（其中一部分多余的 CO2 将被送入尾气中）。产品 CO2在含硫甲醇冷却器（E-1603）中与含硫甲醇换热后，再通过进料气冷却器（E-1601A/B）回收冷量后送出界区。另一股含硫甲醇减压后则进入 H2S 浓缩塔（T-1603）上段，并在此解吸。上述两股含硫甲醇的流量比例，可根据对 CO2 产品的需要量进行调节，即当 CO2产品的需要量较多时， 到CO2 产品塔的流股的量加大， 而到 H2S 浓缩塔的流股的量可减少,反之亦然。 （4）H2S 的浓缩 CO2 产品塔 （T-1602） 上段底部引出的富甲醇继续减压后进入 H2S 浓缩塔 （T-1603）中部与来自塔顶而向下流动的甲醇混合到浓缩塔上段底部，并用 H2S 浓缩塔上塔出料泵（P-1601A/B）抽出，经与再生后的贫甲醇在第三贫甲醇冷却器（E-1608）中换热并经循环甲醇冷却器 （E-1606A/B） 冷却从吸收塔段间抽出的甲醇后， 其温度升高，使溶解于甲醇中的 CO2 等气体解吸，经过循环甲醇闪蒸罐（V-1607），将气液两相分开。气相送入 CO2 产品塔下段经升气板到产品塔上段，经脱硫之后，作为产品 CO2的一部分。液相再经含硫甲醇第二换热器（E-1607）加热后，气液一起送入 CO2 产品塔（T-1602） 的下段， CO2继续解吸， 气液分离后， 液相减压并送到H2S浓缩塔 （T-1603）下段的上部，在此段内用氮气气提使 CO2 解吸，从而达到 H2S 被浓缩的目的。 氮气及气提出的气体经升气板进入浓缩塔上段，与升气板上部甲醇中解吸出的CO2 气体混合，经用塔顶流下的无硫甲醇脱硫后离开 H2S 浓缩塔（T-1603）的顶部，即为尾气。尾气经进料气冷却器（E-1601A/B）回收冷量后进入尾气洗涤塔（T-1606）回收其中的甲醇并达标排放入大气。 （二）热区 热区：甲醇再生塔（T-1604）、甲醇/水分离塔（T-1605）以及相关设备因操作温度在 0以上而被称为热区。 （1）甲醇再生 由H2S浓缩塔（T-1603）下段来的釜液用甲醇再生塔进料泵（P-1603A/B）加压，经甲醇第一过滤器（S-1602）过滤，第二贫甲醇冷却器（E-1609）与第一贫甲醇冷却器（E-1610）加热后进入甲醇再生塔（T-1604）。在塔的上段，富甲醇被下塔底来的甲醇蒸气和来自甲醇/水分离塔 （T-1605） 的甲醇蒸气加热并呈沸腾状态。 此时， 陕西兴茂3052项目初步设计 08005-44-2 第二卷第一册 3-9 所溶的 H2S、COS、CO2亦全部被解吸出来。甲醇再生塔再沸器（E-1611）中产生的甲醇蒸气和来自甲醇/水分离塔 （T-1605） 的甲醇蒸气除加热富甲醇外还提供 H2S、 COS、CO2 自富甲醇中解吸所需的热量，多余的甲醇蒸气和 H2S、COS、CO2 一并上升到塔顶。 甲醇再生塔（T-1604）顶部含 H2S、COS、CO2 和甲醇蒸气的排出气，经 H2S馏份水冷却器（E-1612）冷却后，进入甲醇再生塔回流液分离罐（V-1606）。在此进行气、液分离，所分离出的凝液经甲醇再生塔回流泵（P-1606A/B）加压送至甲醇再生塔顶部作回流液。气体经与冷 H2S 馏分在 H2S 馏分冷交换器（E-1614）中换热、再经H2S 馏分氨冷器（E-1613）冷却，进入 H2S 馏分分离罐（V-1605）中进行气、液分离。液相流到 H2S 浓缩塔（T-1603）底部，气相即含 H2S 馏分气体，经 H2S 馏分冷交换器（E-1614）回收冷量后，离开本工序去硫回收工序，但在开车阶段、操作不正常时或当进料气（指进入本工序的变换气）中含硫低时，为确保送硫回收工序的气体中H2S 浓度满足要求，则将气相中的一部分送 H2S 浓缩塔下部，另一部分经 H2S 馏分冷交换器（E-1614）回收冷量后，去硫回收工序。当系统超压时，部分气体可导入火炬系统。 甲醇再生塔（T-1604）釜液（热再生后的甲醇）即贫甲醇，分为两股：一股贫甲醇则经第一贫甲醇冷却器（E-1610）冷却后送甲醇中间贮罐（V-1604）。贫甲醇泵（P-1604A/B）将贫甲醇自甲醇中间贮罐（V-1604）抽出并加压、再经贫甲醇水冷却器（E-1618）冷却。之后它又分成为两股：绝大部分则经第二贫甲醇冷却器（E-1609）和第三贫甲醇冷却器（E-1608）冷却后，进入 CO2 吸收塔（T-1601）上部循环；很小的一股喷入进料气中。另外的一股贫甲醇经甲醇/水分离塔进料泵（P-1605A/B）加压，经甲醇第二过滤器（S-1601）过滤和经甲醇/水分离塔进料加热器（E-1616）加热后，送入甲醇/水分离塔（T-1605）。 在甲醇/水分离塔（T-1605）中，利用甲醇/水分离塔再沸器（E-1615）提供的热源，实现甲醇和水经精馏分离。甲醇蒸气离开甲醇/水分离塔（T-1605）的顶部和进入甲醇再生塔（T-1604）。塔釜中的污水一部分送入尾气洗涤塔（T-1606）作为洗涤液，另一部分送出界区达标排放。 进入甲醇/水分离塔（T-1605）的贫甲醇流量的大小则视循环甲醇中含水量的高低进行调整的，即当循环甲醇中含水量高时，就适当加大此贫甲醇量，以使循环甲醇中的含水尽快降低到设计值。 甲醇/水分离塔（T-1605）的塔顶回流液是来自甲醇再生塔（T-1604）顶部出气的甲醇再生塔回流液分离罐（V-1606）。由于此回流液中不含水，故有利于压低 陕西兴茂3052项目初步设计 08005-44-2 第二卷第一册 3-10 （T-1605）出气中的带水量。回流液流量的大小，可依（T-1605）顶部出气中的带水量的高低进行调整，即当带出水量高时，可适当加大回流液量，反之亦然。 （2）尾气洗涤 来自 H2S 浓缩塔（T-1603）的顶部的尾气经进料气冷却器（E-1601A/B）回收冷量后从塔底进入尾气洗涤塔（T-1606）。塔顶洗涤液采用来自界区外的脱盐水，塔中部洗涤液系采用来自甲醇水分离塔（T-1605）塔底的废水（当尾气洗涤塔塔底排出的废水不合格时（通常是在原始开车或事故情况下），则补充新鲜的脱盐水）。尾气与塔中部的填料逆流接触和经顶部的塔盘塔回收尾气夹带的甲醇后，通过烟囱排大气；塔釜的废水则通过尾气洗涤泵加压送回甲醇水分离塔（T-1605）。 （三）排放甲醇收集系统 低温甲醇洗工序所有排放甲醇皆收集到污甲醇地下罐（V-1608）中，然后用地下槽泵（P-1607）送甲醇罐区的甲醇贮罐。 （1）甲醇贮存系统 用于低温甲醇洗的新鲜甲醇来自界区外甲醇罐区约 700m3的甲醇储罐，在低温甲醇洗工序停车与维修期间，系统中的甲醇送回甲醇储罐。 （2）氨冷冻系统 低温甲醇洗工序所需冷量是由单独设置的氨压机提供的。氨压机工序将送来液氨，液氨在本低温甲醇洗工序中的氨冷器内蒸发；气氨则返回到氨压机工序（在此，气氨经氨压机压缩后、冷却和冷凝为液氨再送回低温甲醇洗工序）。 低温甲醇洗具体流程参见工艺流程图：08005-44-A-161。 液氮洗装置流程简述 来自低温甲醇洗工序-62.6，5.25MPa(G)的原料气体首先进入吸附器（V1701A/B），将其中的微量甲醇和二氧化碳脱除，以免它们在冷箱内冻结并引起低温设备和管道的堵塞。吸附器由两台组成，内装分子筛，一台使用，一台再生，切换周期为 24 小时，由程序控制器实现自动切换；分子筛再生用的气体为 40，0.4MPa(G)的低压氮气, 再生用后的低压氮气送往低温甲醇洗工序的硫化氢浓缩塔作气提用氮。 经分子筛吸附器处理后的-62.6，5.2MPa(G)原料气体被送入冷箱中的 1 号原料气体冷却器（E1705）和 2 号原料气体冷却器（E1706），在此被返流的氮洗气、燃料气和循环氢气冷却至-188.1，压力为 5.15MPa(G)，然后进入氮洗塔（T1701）下部。其中所含的如:一氧化碳、氩和甲烷等在氮洗塔（T1701）中被顶部来的-187.9 陕西兴茂3052项目初步设计 08005-44-2 第二卷第一册 3-11 ，5.14MPa(G)液氮洗出，净化后的含有少量氮气的氮洗气温度为-193.5，压力为 5.13MPa(G)，氮洗气离开氮洗塔(T1701)后，经过 2 号原料气体冷却器（E1706）复热至-138.4，然后将高压氮气管线中来的-130.8，5.15MPa(G)氮气配入(即气相配氮)，基本达到氢氮气化学配比 3:1 后，再经过 1 号原料气体冷却器（E1705）复热至-66.6，其中一部分引出至低温甲醇洗工序，交回由原料气