低温甲醇洗工段工艺流程简述

1、精选优质文档-倾情为你奉上低温甲醇洗工段工艺流程简述1.岗位任务该装置的主要任务是脱除粗煤气中的CO2、H2S、有机硫（COS、CS2）、HCN、石脑油、水以及其它杂质，使粗煤气得到净化。该装置由粗煤气四级冷却、预洗和CO2、H2S吸收系统、甲醇再生系统、预洗甲醇再生系统和甲醇贮槽五部分以及所属管线组成，其中预洗甲醇再生为单系列（50#），除甲醇贮槽外其它部分为双系列（51#/52#），甲醇贮槽为50#和51#/52#共用。2.工艺原理甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收。即：利用甲醇溶液对CO2、H2S能进行选择吸收的特性来脱除粗煤气中的CO2、H2S。以下用硬、软酸碱理论说明甲醇吸收CO2、H

2、2S的机理：具有大的电子对接受体的分子叫软酸，具有小的电子对接受体的分子叫硬酸。具有大的电子给予体的分子叫软碱，具有小的电子给予体的分子叫硬碱。这就是硬软酸碱理论。按此理论，酸碱反应的基本原则应该为硬亲硬、软亲软，软硬交界不分亲近。甲醇：CH3OH是由甲基CH3+和羟基OH两官能团组成的分子，而甲基是一个软酸官能团，羟基是一硬碱官能团。而H2S属于硬酸软碱类。CO2属于硬酸类。所以甲醇吸收H2S、CO2应是：CH3OH H-HS CO2这也反映了甲醇即可吸收CO2，又可吸收H2S之特性。甲醇对CO2、H2S、COS有高的溶解度，而对H2、CH4、CO等溶解度小，说明甲醇有高的选择性，另一方面表

3、现在对H2S的吸收要比CO2的吸收快好几倍，溶解度前者比后者大，所以可以先吸收CO2，再吸收H2S。3.工艺流程叙述本装置由以下单元组成A、粗煤气冷却系统（双系列）B、预洗和吸收系统（双系列）C、甲醇再生系统（双系列），每系列包括：闪蒸、再生、热再生。D、石脑油甲醇回收系统（单系列）包括：预洗闪蒸再生、石脑油萃取、甲醇水分离。E、甲醇贮槽低温甲醇洗装置的主要装置部分设计为两个相同的系列，每一个系列的生产能力为正常操作条件下的53（净煤气量）。其中每一系列可以独立运行。两个系列中的H2S吸收塔预洗段的预洗甲醇和石脑油的回收，即石脑油/甲醇回收系统设计为单系列（称为共用部分），其生产能力为正常生产

4、能力的140。对于两个相同的系列，工艺流程图中所注的物流量为装置能力的50，而对共用系列则为装置能力的100。因为是两个相同的系列，下面叙述只取一个系列。3.1 粗煤气冷却系统来自粗煤气变换冷却装置的37、3.625MPa的粗煤气在进入低温甲醇洗装置后，在一系列热交换器中被冷却到-32，压力3.545MPa。首先，粗煤气中夹带的冷凝液在粗煤气分离器(51-F001)中得到分离。在粗/净煤气换热器I（51W001）中用净煤气将粗煤气冷却到23，然后在粗煤气冷却器（51W002)中用0级丙烯将之冷却到8。在这些换热器中产生的粗煤气冷凝液在粗煤气分离器（51-F002）被分离并和粗煤气分离器（51-

5、F001）来的冷凝液一起送到煤气水分离装置（800#），在粗煤气进一步冷却之前，喷入少量的甲醇到粗煤气中以防止煤气冷凝液结冰。然后在粗/净煤气换热器（51W003）中由来自H2S闪蒸塔(51K004)和CO2闪蒸塔(51K003)的一段闪蒸气（称为燃料气）以及冷的净煤气将粗煤气冷却到-15。粗煤气在粗煤气深冷器（51W004）中由-40级的丙烯蒸发最终将粗煤气冷却到-32，在51W003、51W004中产生的水甲醇石脑油混合物随粗煤气一起进入H2S吸收塔（51K001）的预洗段。在那里，与预洗甲醇混合后送到石脑油/甲醇回收系统进一步处理。3.2 预洗冷的粗煤气进入H2S吸收塔（51K001)的

6、预洗段，用少量来自CO2吸收塔（51K002）经甲醇深冷器（51W005）冷却的冷甲醇洗涤粗煤气来脱除石脑油和HCN、部分有机硫、高分子化合物。然后被收集在预洗段底部，送到石脑油/甲醇回收系统。脱除了石脑油和HCN部分有机硫、高分子化合物的粗煤气通过升气塔盘进入到H2S吸收塔的脱硫段。3.3 H2S、COS和CO2的脱除在吸收塔（51K001）的脱硫段，经预洗甲醇洗涤后的粗煤气通过升气塔盘，用来自CO2吸收塔（51K002）的含CO2的甲醇富液将粗煤气中的大部分H2S/COS予以脱除，硫化物被洗涤到30ppm（以总硫计）。含H2S甲醇富液被收集在H2S吸收塔的升气塔盘上，然后送到H2S闪蒸塔的

7、第段。脱硫气进入CO2吸收塔（51K002），残留的硫化物被洗涤到0.5ppm（以总硫计），CO2被洗涤到1.0（VOL）。脱硫气是用来自CO2闪蒸塔（51K003）的闪蒸再生的甲醇半贫液脱除大量的CO2 （CO2主洗段），用来自热再生塔（51K005）的热再生甲醇贫液作最终净化洗涤（CO2精洗段）。净煤气离开CO2吸收塔顶，经过粗/净煤气热交换器和I，回收冷量复热后，作为净煤气送出界区。闪蒸再生甲醇半贫液和热再生甲醇贫液均用于CO2和硫化物的脱除。在精洗段的顶部喷入-42？的甲醇贫液以最后脱除净煤气中的硫化物和CO2，甲醇半贫液在主洗段顶部喷入，同时与来自精洗段的甲醇汇合。汇合后的甲醇继续与

8、煤气逆向流动接触，吸收CO2、H2S和COS，由于CO2溶解热的作用使得甲醇温度上升，使甲醇液几乎达到了吸收CO2的气液平衡点，为了提高甲醇的吸收能力，从第10？块塔盘下的升气塔盘上将甲醇引到塔外，在甲醇循环冷却器（51一W006）中用-40级丙烯蒸发将甲醇冷却到-34，然后通过闪蒸液/循环甲醇加热器（51W007）冷却到-40，冷却后的甲醇返回到第9？块塔盘上。含CO2的甲醇液收集在CO2吸收塔底部。这部分甲醇离开CO2吸收塔（51K002）后分为两股，一股经甲醇深冷器（51W008）冷却后送到CO2闪蒸塔（51K003）闪蒸再生，另一股通过H2S吸收塔给料泵（51P001）增压，在甲醇冷却

9、器（51/2W005）中用-40级丙烯蒸发冷却到-40？后进入H2S吸收塔（51K001）。3.4 闪蒸再生（冷再生）离开CO2吸收塔的甲醇溶解有大量的CO2，少量的H2S、COS、CO、H2、CH4以及一些高分子碳氢化合物。在CO2闪蒸塔（51K003)中，这股甲醇在三个闪蒸段中分级闪蒸再生，大量的溶解气被解吸出来，闪蒸再生的这股甲醇半贫液送到CO2吸收塔的主洗段，循环使用。在CO2闪蒸塔的第闪蒸段，大部分被吸收的有用气体(CO、H2、CH4和高碳氢化合物）闪蒸解吸出来，同时溶解的部分CO2也随着有用气体一同闪蒸出来。在回收这股有用气体之前将一股闪蒸再生的甲醇半贫液送到第闪蒸段顶部与闪蒸气逆

10、向流动，大量的CO2被重新吸收后与来自H2S闪蒸塔的段闪蒸气混合，并在粗/净煤气换热器中复热后经循环气压缩机压缩返回到变换装置入口（或作为燃料气送出界区）。待定！离开第闪蒸段的甲醇在CO2闪蒸塔的另两个闪蒸段继续闪蒸。在随后的各闪蒸段，闪蒸压力逐渐降低，溶解的CO2大部分被解吸出来，甲醇温度也相应降低。CO2闪蒸塔II段闪蒸气含有在I段闪蒸过程中没有闪蒸出来的大部分CH4和高碳氢化合物，其余为CO2，这股气体离开第II闪蒸段后，在CO2复热器（51W011）中复热，最后送到甲醇洗涤塔（51K006）经水洗回收甲醇后放空。在甲醇液进入第闪蒸段之前，先经闪蒸塔二段泵（51P003）加压，再经闪蒸液

11、/循环甲醇换热器（51W007）复热后进入二氧化碳第闪蒸段。在第闪蒸段，甲醇液首先是在稍微高于大气压力下闪蒸，最后用低压氮气提。氮气在氮气冷却器（51W009)中用来自CO2闪蒸塔III段闪蒸气的一部分冷却后分成两股：一股到CO2闪蒸塔III段作气提气，另一股到H2S闪蒸塔段作气提气。离开CO2闪蒸塔第闪蒸段的段闪蒸气，一部分在氮气冷却器中加热，另一部分在H2S富气冷却器（51W016)中加热，最后均送到甲醇洗涤塔（51K006）经水洗回收甲醇后放空。来自CO2闪蒸塔第闪蒸段的大部分甲醇半贫液通过半贫液给料泵（51P004）被输送到CO2吸收塔的主洗段。其余的通过再吸收给料泵（51P005）被

12、送到CO2闪蒸塔第闪蒸段和H2S闪蒸塔第闪蒸段及第闪蒸段。离开H2S吸收塔的甲醇液主要溶解有CO2以及少量的H2S、COS、CO、H2、CH4、高碳氢化合物。经甲醇过滤器（51F005）过滤后，在送到热再生塔（51K005）作最终气提再生之前，先到H2S浓缩塔（51K004）内分三段依次闪蒸再生以及H2S的浓缩。在H2S浓缩塔第闪蒸段，大部分有用的气体(CO、H2、CH4和高碳氢化合物）被解析闪蒸出来，同时也有CO2、H2S和COS。CO2和硫化物用一股来自CO2闪蒸塔第闪蒸段甲醇半贫液加以吸收。这股闪蒸气与CO2闪蒸塔的I段闪蒸气混合并在粗/净煤气换热器II中复热后经循环气压缩机压缩返回到变

13、换装置入口（或作为燃料气送出界区）。待定！离开第闪蒸段的甲醇液送到第闪蒸段，段闪蒸气返回到H2S闪蒸塔III段以回收该闪蒸气中的硫化物。H2S浓缩塔第闪蒸段是由气提段（下部）和再吸收段（上部）组成，是用于H2S的浓缩。来自第闪蒸段的甲醇分为两股，大约1/3送到气提段的顶部，2/3送到一较低的塔盘上以利闪蒸。在气提段，CO2被来自氮气冷却器（51W009)冷的低压氮气提出来。另外，来自热再生塔（51K005）闪蒸段的H2S富气和来自预洗闪蒸塔（51K007）、闪蒸段的含H2S的气体也送到气提段，以利H2S浓缩。气提出来的CO2中含有一定量的H2S和COS。在H2S浓缩塔第闪蒸段的再吸收段，用一股

14、来自CO2闪蒸塔第闪蒸段的甲醇半贫液，再次吸收气体中的硫化物。离开第段顶部的闪蒸气在排放气复热器（51/2W012）中复热后与CO2闪蒸塔第闪蒸段闪蒸气汇合。最后，两个系列的闪蒸气汇合，送到甲醇洗涤塔（51K006），然后通过排气筒排到大气中。在甲醇洗涤塔内，排放气用脱盐水加以洗涤，以将排放气中的甲醇含量降到约10ppm。3.5 热再生系统来自H2S闪蒸塔第闪蒸段的甲醇液由热再生塔给料泵（51P006）输送到热再生塔（51K005），在入塔之前，首先在富/贫甲醇换热器（51W013）中与来自热再生塔底的甲醇贫液换热。加热后的甲醇液在热再生塔的顶部热闪蒸段减压闪蒸。闪蒸出的H2S富气返回到H2S

15、浓缩塔的第段以利硫化氢的浓缩。该热闪蒸气在三个串联的热交换器即热闪蒸气冷凝器（51W010）、二氧化碳复热器（51W011）和排放气复热器（51W012）中得到冷却。在热闪蒸气冷凝器中冷凝下来的甲醇液经冷凝液换热器（51W017）进一步冷却送到热再生塔回流槽（51B001)。在热再生塔(51K005)中，甲醇中溶解的全部气体被热再生塔再沸器（51-W018）中产生的甲醇蒸汽气提出来。离开热再生塔顶的大部分甲醇蒸汽、H2S富气经热再生塔顶冷凝器（51W014）冷却，冷凝后的气液混合物一起进入再生塔回流槽（51B001），H2S富气从再生塔回流槽出来后在H2S富气加热器（51W015）和H2S富气

16、冷却器（51W016)中被冷却冷凝后进入硫化氢富气分离器（51F003）,分离液体后的硫化氢富气经H2S富气加热器（51W015）加热后送克劳斯硫回收装置；分离的液体通过冷凝液换热器（51W017）加热后进入硫化氢富气分离器（51F004）进一步分离，气体与硫化氢富气一起送硫回收装置，分离的液体经分离液加压泵（51P009加压后）送萃取槽（51B002）。冷凝甲醇收集在热再生塔回流槽（51B001），并由热再生塔回流泵（51P008）返回到热再生塔。来自热再生塔底部的再生后的贫甲醇通过二氧化碳吸收塔给料泵提压、精甲醇过滤器（51F007）过滤，在富/贫甲醇换热器（51/2W013）中冷却后返回

17、到CO2吸收塔的精洗段。3.6 石脑油/甲醇回收系统收集在H2S吸收塔预洗段底部的石脑油和预洗甲醇进入预洗闪蒸塔（51K007），在塔内溶解气分两段闪蒸出来。在第闪蒸段（51一K007），甲醇液在400Kpa下闪蒸。闪蒸后的甲醇液在预洗甲醇加热器（51一W019）中加热并进入第闪蒸段（51一K007）继续闪蒸。两段闪蒸气汇合后返回到H2S闪蒸塔段，以吸收气体中的硫化物，利于硫化氢的浓缩。脱气后的甲醇水石脑油混合物离开51一K007段后自流到萃取器（51B002）的缓冲室。在缓冲室，加入脱盐水以便从石脑油中萃取甲醇。加入的脱盐水来自于洗涤CO2排放气中残余甲醇的甲醇洗涤塔。另外，从其它设备中返回

18、的物流也汇集在缓冲室。它们是：共沸塔顶的冷凝产物，煤气干燥装置来的变换气冷凝液，连续送到该缓冲室。热再生塔和甲醇水塔的塔盘清洗物也间断送到缓冲室。甲醇水石脑油混合物由萃取器给料泵（51P011）输送到萃取室，在这里混合物得到分离。石脑油生成在上层，甲醇一水混合物生成在下层。石脑油流过一溢流堰，并被石脑油给料泵（51P013）输送到石脑油贮槽（51B003），最后经石脑油泵（51P014）送到罐区的石脑油贮罐中。甲醇水的混合物从萃取器通过共沸塔给料泵（51P012）输送到共沸塔给料缓冲室。甲醇水混合物中仍含有少量的石脑油和溶解气。所以要将其送到共沸塔（51K008）。在共沸塔内，残余的石脑油、H

19、CN、CO2、H2S和COS被气提出来。在入塔之前，先在共沸塔给料预热器（51W020）中由甲醇水塔底来的含醇废水加热，气提汽在共沸塔再沸器（51W022）中产生。共沸塔顶产物为甲醇、水及石脑油蒸汽，外加HCN、H2S、CO2和COS。在共沸塔冷凝器（51W021）中冷凝的塔顶产物收集在共沸塔的升气塔盘上。其中，一部分作为回流液返回到共沸塔，一部分返回到萃取器（51B002）。离开共沸塔的气体送到预洗闪蒸塔（51K007）的顶部水洗段（51K007），在那里，残余的甲醇和石脑油被冷凝下来，不凝气送出界区到硫回收装置。回收预洗甲醇的最后步骤是甲醇中水的脱除，这一过程是在甲醇水塔（51K009）内

20、完成的。共沸塔底产物由甲醇水塔给料泵（51一P015）输送到甲醇水塔（51K009），由甲醇水塔再沸器（51W023）提供热量。实际生产证明，甲醇水塔再沸器易发生堵塞。所以提供了两个100能力的再沸器（即一开一备）。另外，还设置了吹扫接头，甲醇以气相离开甲醇水塔，最为气提气直接进入热再生塔（51K005）。一股来自富/贫甲醇换热器（51/2W013）的甲醇贫液最为甲醇水塔的回流液体。离开甲醇水塔底部的含醇废水通过废水泵（51P017）在共沸塔给料加热器（51W020）中与到共沸塔的物料逆流换热，得到冷却后送出界区到生化处理装置。为减小甲醇水塔再沸器管程的堵塞，将NaOH溶液喷入甲醇水塔的底部。

21、NaOH来自NaOH贮槽（51B004），由NaOH喷射泵（51P016）喷入。由于系统中预洗段的预洗甲醇喷淋量极少，来自预洗闪蒸塔釜的甲醇石脑油混合物可以送到预洗甲醇贮槽，该贮槽可以贮存5天的预洗甲醇。这样，在甲醇石脑油分离系统停车期间，不使整个低温甲醇洗装置停车。在这期间，系统中这部分甲醇的补充量从新鲜甲醇贮槽中获得。为使得这股甲醇和石脑油逐步重返到石脑油甲醇回收系统，该系统的设计有25的额外能力。3.7甲醇贮槽系统当装置在检修时，低温甲醇洗装置的甲醇和石脑油要排到贮槽中去。贮槽系统包括下列贮槽。设备名称设备位号设计温度（）设计容积m3新鲜甲醇贮槽50B008主洗甲醇贮槽50B007A/B

22、预洗甲醇贮槽50B006A/B地下槽50B005新鲜甲醇贮槽接受来自罐区的甲醇。通过该贮槽，新鲜甲醇进入系统中，以补充正常操作的甲醇损失。在装置停车期间，该贮槽也能用于贮存已在热再生塔中再生的甲醇。主洗甲醇贮槽用于贮存来自吸收塔和闪蒸塔的冷甲醇。这个贮槽可以贮存一个系列的全部甲醇。预洗甲醇贮槽用于贮存含有石脑油和水的预洗甲醇。石脑油甲醇回收系统的设备排净可以排到该贮槽。预洗甲醇贮槽可以贮存在100%负荷下，5天操作期间的预洗甲醇。地下贮槽用于收集本装置低点靠重力排出的甲醇。4.低温甲醇洗设备一览表序号设备位号设备名称序号设备位号设备名称151-K001硫化氢吸收塔3551-B005地下槽251

23、-K002二氧化碳吸收塔3651-B006（A/B）预洗甲醇贮槽351-K003二氧化碳闪蒸塔3751-B007(A/B)主洗甲醇贮槽451-K004硫化氢浓缩塔3851-B008新鲜甲醇贮槽551-K005热再生塔3951-F001粗煤气分离器651-K006尾气洗涤塔4051-F002粗煤气分离器751-K007预洗闪蒸塔4151-F003硫化氢富气分离器851-K008共沸塔4251-F004硫化氢富气分离器951-K009甲醇水塔4351-F005（A/R）甲醇过滤器1051-P001(A/R)脱硫塔给料泵4451-F006（A/R）甲醇粗过滤器1151-P002(A/R)甲醇循环泵4551-F007(A/R)精甲醇过滤器1251-P003(A/R)闪蒸塔二段泵4651-W001粗/净煤气换热器1351-