利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气的方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用低温甲醇洗装置干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气的方法及其装置，包括将SNG产品气、变换粗合成气分别与喷淋甲醇混合、冷却后，气液分离得到的气相，与低温甲醇溶液接触进行吸收分离，分别得到净化的SNG产品气和富CO2甲醇液以及净化合成气和富液甲醇；将净化SNG产品气所得的富CO2甲醇作为半贫液，用于净化变换粗合成气；将净化粗合成气所得的富液甲醇进行中压闪蒸、热再生和甲醇水洗操作后得到浓缩的CO2和H2S气体、贫液甲醇和半贫液甲醇。本发明专利技术所述装置新增了SNG产品气冷却器、SNG产品气分离罐和用于脱除SNG产品气中CO2和H2O的吸收塔。所述的方法和装置具有简化工艺流程、减少吸收剂使用和能耗损失、减少操作和运行的费用的优点。

【技术实现步骤摘要】
利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气的方法及其装置
本专利技术涉及一种低温甲醇洗净化产品气的方法，尤其涉及一种可同时干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气体的方法及其装置。
技术介绍
鉴于我国是个多煤少气的国家，目前，随着煤制天然气技术开发与应用的逐步成熟，煤制天然气项目也将加快建设。鉴于低温甲醇洗工艺具有适用性广泛、原料便宜易得等特点，现有的煤制天然气项目中一般利用低温甲醇洗装置来净化变换装置粗合成气，以脱除合成气中的h2s/co2等酸性气组分。现有的技术中，进行低温甲醇洗工艺的主要流程如下:来自变换装置粗合成气进入到低温甲醇洗装置吸收塔，进行脱硫、脱碳，冷量回收后送至下游的合成工段。吸收塔中部得到的富co2甲醇溶液和吸收塔底部得到的富h2s甲醇溶液冷却减压后进行中压闪蒸；闪蒸之后进入到h2s浓缩塔中，h2s浓缩塔塔底富h2s甲醇进入热再生塔进行甲醇再生，一部分热再生塔底贫液甲醇换热降温后返回至吸收塔塔顶作为吸收剂。其中，再生塔塔顶气相经过水冷器冷却后，进入到分离罐进行气液分离。液相回流至热再生塔，分离罐的气相由于含有职、0)2、甲醇以及少量的NH3，为了回收气相中的甲醇，此气相一般需要经过氨冷器冷却到-30°c左右再进行气液分离。以达到甲醇损失最小。一部分热再生塔底贫液甲醇进入到甲醇水塔，回收甲醇，而气相中的不凝性气体送至下游硫回收装置。煤制天然气产品气是指将煤进行气化操作从而产生合成气，再经过甲烷化处理，生产代用天然气(以下简称SNG产品气)。SNG产品气的能源转化效率较高，技术已基本成熟，是生产石油替代产品的有效`途径。在制备SNG产品气的过程中，通常需要进行干燥，脱碳后才能作为最终产品送至下游天然气液化工段或送出界区。然而，目前对SNG产品气的干燥、净化处理一般单独利用MEA、MDEA、Benfied或Sufinol等方法。整个装置的流程如附图1中所示。现有技术中SNG产品气的干燥、净化处理的工艺处理流程配置存在如下不足之处:(1)单独利用MEA、MDEA、Benfied或Sufinol等方法对SNG产品气进行干燥、净化处理，那么意味着也要对上述吸收剂进行再生，就需要增加一套额外的吸收剂再生装置，这将进一步增加投资、流程的复杂性和操作的复杂性；(2)由于5如产品气中0)2含量较少，当使用]\^4、]\0^4、8611打6(1或511打1101等方法脱除SNG产品气中较少C02含量时，能耗较高，操作费用较高；(3)利用常规的MEA、MDEA、Benfied或Sufinol等方法对SNG产品气净化时，二氧化碳和水难以被同时脱除，而且二氧化碳的脱除精度较低，从而导致下游的分子筛吸附器体积较大，设备投资成本较高；(4)单独利用MEA、MDEA、Benfied或Sufinol等方法对SNG产品气进行干燥、净化处理时，为了达到较佳的使用效果，还需要引入第三种吸收剂。同时，由于吸收剂随着装置的运行也将损耗，增大了附属装置的操作与维护成本；(5)如果SNG产品气下游工段是LNG (液化天然气)，那么还需要为SNG产品气的冷却液化提供制冷装置，极大幅度的增加了下游天然气压缩机的能耗。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种优化配置低温甲醇洗装置，使其能同时干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气体的方法及其装置。本专利技术的第一个方面提供了一种利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气的方法，包括以下的步骤:步骤1，提供SNG产品气，将SNG产品气与贫液甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相；将分离得到的气相在SNG产品气吸收塔中进行第二次分离脱除C02至低于lOppm，得到净化的SNG产品气和富C02甲醇液；提供变换粗合成气，将变换粗合成气与贫液甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相，将所得的气相与所述的SNG产品气净化后得到的富C02甲醇液和贫液甲醇分别通入变换粗合成气吸收塔混合，进行第二次吸收分离，得到净化合成气和富甲醇溶液； 步骤2，将所述的SNG产品气第一次分离得到的液相以及变换粗合成气第一次分离得到的液相一起回流换热升温后回收甲醇液；步骤3，将得到的富液甲醇进行中压闪蒸，分离得到气相和液相，其中，气相循环再利用于中压闪蒸中；所述的中压闪蒸操作后得到的部分液相继续进行减压闪蒸得到液相作为半贫液作用于变换粗合成气吸收塔，另外一部分液相继续进行减压闪蒸，得到气相和液相，其中，液相包括富h2s甲醇液，气相再利用于变换粗合成气吸收塔中；步骤4，对步骤3中所述的另外一部分液相继续进行减压闪蒸后所得的液相进行热再生分离，得到酸性气体以及贫液甲醇；所述的贫液甲醇分为两股，一股进行低压蒸气再生所得的贫液甲醇和浓缩后的C02和h2s气体，另一股再利用于中压闪蒸中；步骤5，将步骤4所得到的贫液甲醇经冷却后分为两股，一股经换热冷却后回流再利用于变换粗合成气、SNG产品气的吸收分离，另一股经降温后，进行甲醇洗分离得到甲醇与废水。上述的方法中，所述的与SNG产品气和变换粗合成气混合的贫液甲醇的温度优选为-45-65°C，更优选为-50-60°C，更优选为-52-58°C，最优选为-55°C。上述的方法中，所述的变换粗合成气进行气液分离前，温度冷却至-10-20°C，更优选为-12-18°C，最优选为-16°C。上述的方法中，所述富液甲醇减压闪蒸中得到的气相再利用于变换粗合成气吸收塔中；得到的部分液相继续减压闪蒸，得到的液相作为半贫液再利用于变换粗合成气吸收塔中，净化变换粗合成气。上述的方法中，所述的步骤3中得到的中压闪蒸操作后得到的液相继续减压闪蒸后，可以进行co2的吸收脱除后，分离得到co2产品气。本专利技术的第二方面提供了一种利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气的装置，包括:SNG产品气冷却器、第一分离罐、SNG产品气吸收塔和富C02甲醇栗;其中，所述的SNG产品气冷却器连接SNG产品气和SNG产品气分离罐，用于对SNG产品气冷却和气液分离；所述的SNG产品气C02吸收塔内设有一塔底气相进口、一塔顶气相出口、一塔底液相出口和一塔顶液相进口，SNG产品气C02吸收塔的塔底液相作为半贫液经过富C02甲醇泵连通变换粗合气吸收塔，再利用于变换粗合成气；所述的变换粗合成气吸收塔底部、中部液相出口连通中压闪蒸塔，中压闪蒸塔顶部设有一气相出口，气相出口与中压闪蒸塔的下部连通，用于将中压闪蒸塔内未被吸收气体再利用；所述的变 换粗合成气吸收塔中部液相出口经循环甲醇冷却器连通中压闪蒸塔的上部。所述的中压闪蒸塔还设有一中部液相进口、一中部液相出口、一底部液相出口，一下端顶部气相出口。所述的中压闪蒸塔的中部液相出口连通H2S浓缩塔的上部，在H2S浓缩塔的上部进一步减压闪蒸，H2s浓缩塔的上部液相作为半贫液，用于净化变换粗合成气；中压闪蒸塔底部液相出口连通h2s浓缩塔的中部。所述的中压闪蒸塔的下端顶部气相出口经循环气压缩机与原料气冷却器连通，用于再利用未被吸收的气体。所述的H2S浓缩塔设有一顶部气相出口、一底部液相出口、一中部液相出口、一中部第一液相进口、一中部第二液相进口 ；上述的H2S浓缩塔的中部液相出口经富甲醇泵、贫甲醇冷却器；所述的H2S浓缩塔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气的方法，其特征在于，包括以下的步骤：步骤1，提供SNG产品气，将SNG产品气与贫液甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相；将分离得到的气相在SNG产品气吸收塔中进行第二次分离脱除CO2至低于10ppm，得到净化的SNG产品气和富CO2甲醇液；提供变换粗合成气，将变换粗合成气与喷淋甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相，将所得的气相与所述的净化SNG产品气后得到的富CO2甲醇液和贫液甲醇分别通入变换粗合成气吸收塔，进行第二次吸收分离，得到净化合成气和富甲醇溶液；步骤2，将所述的SNG产品气第一次分离得到的液相以及变换粗合成气第一次分离得到的液相一起回流换热升温后回收甲醇液；步骤3，将得到的富液甲醇进行中压闪蒸，分离得到气相和液相。部分液相作为半贫液作用于变换粗合成气吸收塔；其中，所述的另外一部分液相继续进行减压闪蒸，得到气相和液相；步骤4，对步骤3中所述的另外一部分液相继续进行减压闪蒸后所得的液相进行热再生分离，得到酸性气体以及贫液甲醇；所述的贫液甲醇分为两股，一股进行低压蒸气再生所得的贫液甲醇和浓缩后的CO2和H2S气体，另一股再利用于中压闪蒸中；步骤5，将步骤4所得到的贫液甲醇冷却后分为两股，一股经换热冷却后回流再利用于变换粗合成气、SNG产品气的吸收分离，另一个股经降温后，进行甲醇洗分离得到甲醇与废水。...

【技术特征摘要】
1.一种利用低温甲醇洗干燥、净化和冷却变换粗合成气和SNG产品气的方法，其特征在于，包括以下的步骤:步骤1，提供SNG产品气，将SNG产品气与贫液甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相；将分离得到的气相在SNG产品气吸收塔中进行第二次分离脱除C02至低于lOppm，得到净化的SNG产品气和富C02甲醇液；提供变换粗合成气，将变换粗合成气与喷淋甲醇混合、冷却后，进行第一次气液分离，得到气相和液相，将所得的气相与所述的净化SNG产品气后得到的富C02甲醇液和贫液甲醇分别通入变换粗合成气吸收塔，进行第二次吸收分离，得到净化合成气和富甲醇溶液；步骤2，将所述的SNG产品气第一次分离得到的液相以及变换粗合成气第一次分离得到的液相一起回流换热升温后回收甲醇液；步骤3，将得到的富液甲醇进行中压闪蒸，分离得到气相和液相。部分液相作为半贫液作用于变换粗合成气吸收塔；其中，所述的另外一部分液相继续进行减压闪蒸，得到气相和液相；步骤4，对步骤3中所述的另外一部分液相继续进行减压闪蒸后所得的液相进行热再生分离，得到酸性气体以及贫液甲醇；所述的贫液甲醇分为两股，一股进行低压蒸气再生所得的贫液甲醇和浓缩后的C02和H2S气体，另一股再利用于中压闪蒸中；步骤5，将步骤4所得到的贫液甲醇冷却后分为两股，一股经换热冷却后回流再利用于变换粗合成气、SNG产品气的吸收分离，另一个股经降温后，进行甲醇洗分离得到甲醇与废水。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中与SNG产品气和变换粗合成气混合的贫液甲醇的温度为 -45-65°C，所述的步骤1中变换粗合成气进行气液分离前，温度冷却至-10-20°C。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤3中，所述的中压闪蒸得到的气相循环再利用于中压闪蒸中。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤3中，所述富液甲醇减压闪蒸中得到的气相再利用于变换粗合成气吸收塔中；得到的部分液相继续减压闪蒸，得到的液相作为半贫液再利用于变换粗合成气吸收塔中，净化变换粗合成气。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其特征在于，所述的步骤3中得到的中压闪蒸操作后得到的液相继续减压闪蒸后，可以进行co2的吸收脱除后，分离得到co2产品气。6.一种应用如权利要求1所述方法的装置，其特征在于，包括:SNG产品气冷却器、SNG产品分离罐、SNG产品气吸收塔和富C02甲醇泵；其中，所述的SNG产品气冷却器连接SNG产品气和SNG产品气分离罐，用于对SNG产品气冷却和气液分离；所述的SNG产品气C02吸收塔内设有一塔底气相进口、一塔顶气相出口、一塔底液相出口和一塔顶液相进口，SNG产品气C02吸收塔的塔底液相经过富C02甲醇泵连通变换粗合气吸收塔，再利用于变换粗合成气...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨震东，章华勇，金力强，吴彩平，顾鹤燕，
申请(专利权)人：上海国际化建工程咨询公司，
类型：发明
国别省市：