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低温甲醇洗操作规程
第一章 工艺原理及流程简述 第一节 工艺和操作原理 1、基本原理
其原理是以拉乌尔定律和亨利定律为基础，依据低温状态下的甲醇具有对H2S和CO2等酸性气体的溶解吸收性大、而对H2和CO溶解吸收性小的这种选择性，来脱除粗变换气中的H2S和CO2等酸性气体，从而达到净化粗变换气的目的。上述过程是物理吸收过程，吸收后的甲醇经过减压加热再生，分别释放CO2、 H2S气体。 2、低温甲醇洗工艺的特点
（1）工艺成熟，有多套大型装置长期稳定运行的经验； （2）对原料气的净化程度较高； （3）运行费用较低；
（4）洗涤用的甲醇溶剂容易获取。 3、操作条件 （1）温度
本装置洗涤塔采用五段吸收，各段吸收剂-甲醇的温度较低，温度一般在-40~-60℃左右；在较低温度条件下，可以大大提高甲醇的吸收效果；粗煤气的进入C5201的温度愈低，则冷量损失愈少，就可以大大降低冰机的负荷。 （2）压力
吸收压力高，吸收的推动力增大，既可以提高气体的净化度，又可以增加甲醇的吸收能力，减少甲醇的循环量。低温甲醇洗工序的压力由前后工序的压力确定。对于甲醇再生而言，压力愈低愈有利，但是为了把再生过程中释放的CO2和H2S气体分别送往CO2压缩机和硫回收装置，一般情况下再吸收塔、热再生塔的塔顶压力略高于大气压。 （3）溶液循环量
溶液循环量取决于生产负荷和溶液的吸收能力，在保证气体净化度的前提条件下，增加主洗流量，减少精洗流量，可减少再生热负荷，达到节能目的。 第二节 工艺流程叙述 1、原料气冷却
从变换装置来的原料气（40℃，3.45MPaA）进入到低温甲醇洗的原料气/合成气换热器E-5201的管程，与壳程的净化气换热回收其冷量后，再进入到原料气深冷器E-15202的管程，被壳程的4℃级氨冷却到10℃左右，再进入到氨洗涤器C-5207的下部。
来自界区的锅炉给水（158℃，6.0MPag）进入到锅炉给水冷却器E-5224的管程，被壳程的循环水冷却降温后，进入氨洗涤器C-5207的上部，对来自下部的原料气进行洗涤，以减少氨和氢氰酸含量，洗涤水出界区；
向从氨洗涤器C-5207顶部出来的原料气中喷入一定量的低温甲醇，以防气相中的水分在下一步的冷却过程中冷凝结霜，然后原料气再进入原料气最终冷却器E-5203壳程，被管程的低温净化气、CO2产品气和循环气冷却到-17.1℃左右。 2、H2S/CO2 吸收
-17.1℃左右的原料气进入吸收塔C-5201的预洗段，在这里，微量成份如NH3、H2O、羰基化合物和HCN等被一小股饱和了CO2的低温甲醇洗涤吸收下来。
粗煤气然后通过升气管进入到C-5201的H2S洗涤吸收段，在此H2S 和COS被来自E-5205饱和了CO2的低温甲醇洗涤下来。富H2S甲醇通过液位控制离开C-5201的集液区被送到中压闪蒸塔C-15202的下段进行闪蒸再生。
脱硫后的气体然后通过另一升气管进入C-5201的CO2洗涤吸收段，煤气依次被经-40℃级氨冷却后的含一定量二氧化碳的甲醇、经过闪蒸再生的半贫甲醇、经过热再生的贫甲醇进行洗涤吸收；在
C-5201的CO2吸收工段，气体用冷的、经过闪蒸再生的半贫甲醇作为主洗甲醇，用冷的、经过热再生的贫甲醇作为精洗甲醇进行洗涤；后者通过与原料气流量成一定比例的流量比率控制被送到塔顶。由于吸收CO2放热，故甲醇相应地产生温升，当甲醇升温到一定程度时，为了保证CO2的脱除效果，在甲醇沿塔向下流动、洗涤吸收CO2的过程中,引出部分洗涤甲醇到含CO2甲醇中间冷却器E-5204的管程中，用壳程-40℃ 级氨将其冷却到-36℃左右，然后再返回到CO2吸收段继续洗涤吸收CO2。饱和了CO2的甲醇，通过液位控制离开CO2吸收段,然后部分进入H2S吸收塔给料冷却器E-5205管程，被壳程介质冷却后，一部分与粗煤气流量成比例地送到C-5201的H2S 吸收段顶部，用于洗涤H2S；另一部分被送到C-15201的预洗段作洗涤剂用；其余的富CO2甲醇送到C-5202的上段进行降压闪蒸。
出CO2洗涤塔顶的净化气（ST＜0.1ppm，CO2约3%左右）依次进入原料气最终冷却器E-5203和原料气/合成气热交换器E-5201的管程，与壳程的原料气进行热交换回收冷量之后，被送往甲醇合成装置。
3、闪蒸再生和 H2S 浓缩
来自C-15201 CO2吸收塔工段收液槽的甲醇部分通过H2S-吸收塔给料冷却器E-5205被送到C-5201 H2S 吸收塔工段的顶部，收液槽剩余大部分液体则被送到中压闪蒸塔 C-15202的上部工段。在此，甲醇在中压下闪蒸，以去除部分二氧化碳及溶解的有价值的氢气和一氧化碳。该股气体被送到C-5202的下部工段以进一步减少其中二氧化碳的含量。
来自 C-5201的H2S吸收段的富H2S甲醇进入C-5202下段进行中压闪蒸，在此可利用的H2 和 CO以及部分CO2被闪蒸出来。为了减少往复压缩的气体的量，闪蒸汽中大量的CO2被来自热再生进料泵P-5203A/B的一小股冷甲醇再吸收下来。其余气体出C-5202的下段，去原料气最终冷却器E-5203。
出C-5201的预洗甲醇进预洗甲醇闪蒸加热器E-5215管程，被壳程介质加热后，进入预洗闪蒸槽S-5202进行中压闪蒸，闪蒸气与C-5202下段来的闪蒸气体一起作为循环气，在原料气最终冷却器E-5203管程中被加热，再被循环压缩机K-5201压缩升压后返回到出C-5207的粗煤气中。预洗闪蒸后的甲醇进预洗甲醇最终加热器E-5217壳程被加热升温后进热再生塔C-5204。
来自C-5202上段的富 CO2 甲醇进闪蒸甲醇氨冷器 E-5208的管程，被壳程介质进一步冷却，然后一部分被送到再吸收塔C-5203的CO2闪蒸段，在此闪蒸出不含硫的CO2产品气。二氧化碳产品气分成两股，分别进入克劳斯气/CO2产品气换热器E-5220和热闪蒸气冷却器E-5216的管程，被壳程介质加热后送到界区；闪蒸后的甲醇一部分被送到再吸收塔C-5203下一段的最上面塔板作洗涤浓缩H2S用，剩余的甲醇通过主洗泵P-5201A/B送到C-5201的上段用作二氧化碳洗涤吸收的半贫甲醇。来自闪蒸甲醇氨冷器 E-5208的其余甲醇进再洗甲醇冷却器E-5209的壳程，被管程介质冷却后，被送到再吸收塔C-5203顶段的上部作为硫组分的再吸收剂，在此净化从含硫甲醇中释放出来的CO2气，同时也降压闪蒸出CO2气。 来自C-5202下段的富H2S甲醇被分成两股：一股送到再吸收塔C-15203的上段下部，在此释放大量夹带H2S 和 COS的CO2 气，该气体被上部闪蒸了CO2的贫甲醇洗涤H2S 和 COS后，进入原料气最终冷却器E-5203的管程被壳程原料气加热后，作为CO2产品气被送到界区；另一股富H2S甲醇直接送到C-5203下部H2S 浓缩段的下部；从C-5203顶段出来的闪蒸CO2后含H2S的甲醇同样被送到C-5203下部H2S浓缩段的下部。
来自界区的低压氮气在氮气换热器 E-5210 的管程中被壳程的弛放气冷却后进入C-5203底段底部，对上部所有的含硫甲醇进行气提，更多的CO2被氮气气提释放出来。CO2 从甲醇中的释放由再吸收甲醇/贫甲醇换热器E-5212壳程的贫甲醇提供热量得到加强：从带升气管的塔盘抽出的甲醇利用再吸收塔循环泵P-5202A/B 打到再吸收甲醇/贫甲醇换热器E-5212的管程，在这里被壳程热再生过的甲醇加热后回到C-5203底部的气提段。
从气提段来的 N2/CO2 混合气与热闪蒸汽和酸性循环气混合。含硫混合物用送到C-5203底部最上面塔板的甲醇重复洗涤浓缩H2S。洗涤了H2S的含N2气体作为放空气，小部分进入氮气冷却器E-5210的壳程、大部分进入冷冻剂再冷却器E-5211的壳程，分别被管程介质回收冷量后，送
到尾气洗涤塔C-5206中。在尾气洗涤塔C5206用水洗涤后，尾气中的甲醇含量降的更低，最后通过一个有足够高的烟囱排到大气中。
来自再吸收塔C-5203底段的富H2S甲醇经热再生器给料泵P-5203A/B升压后大部依次进入再洗甲醇冷却器E-5209的管程、H2S吸收塔进料冷却器E-5205的壳程和富/贫甲醇换热器E-15213的管程，被依次回收冷量后，送到热再生塔C-5204的热闪蒸段；其余部分来自P-5203A /B的甲醇进中压闪蒸塔C-5202的下段用作闪蒸汽中CO2再洗涤甲醇。 4、热再生
来自富/贫甲醇换热器E-5213的富硫化氢甲醇，首先进入热再生塔C-5204顶部的热闪蒸段进行降压闪蒸，热闪蒸汽依次进入热闪蒸冷凝器E- 5214、预洗甲醇闪蒸加热器E-5215和热闪蒸冷却器E-5216的壳程，并依次被冷却水、预洗甲醇和冷的二氧化碳气冷却下来，然后热闪蒸汽进入再吸收塔C-5203的浓缩段，冷凝液被送到再吸收塔C-5203的最底段，以进一步进行H2S的浓缩。 热闪蒸后的甲醇和来自E-5217的被加热后的预洗甲醇分别进入热再生塔C-5204 热再生段，通过用来自位于热再生段下部的水浓缩段的甲醇蒸汽和来自甲醇水塔C-5205顶部的甲醇蒸汽进行汽提而得到彻底再生。
来自热再生段的含甲醇蒸汽的气体混合物，随后通过一系列的热交换器以冷凝甲醇。首先进入预洗甲醇最终加热器E-5217的壳程，以加热冷态的预洗甲醇（在预洗甲醇被送入热再生塔C-5204 顶部前），然后进入热再生塔冷凝器E-5218的壳程，大部分甲醇被冷凝下来，然后再进入热再生回流槽T-5201分离冷凝液，出热再生塔回流槽T- 5201的气体依次进入克劳斯气再热器E-5219的管程和克劳斯气/CO2气换热器E-5220的壳程，被克劳斯气和CO2气进一步冷却，并进入克劳斯气分离器S-5203中，在此甲醇冷凝液被收集并送回到回流槽T-5201，出克劳斯气分离器S-5203的克劳斯气在克劳斯气再热器E-5219壳程中被加热后再进入分离器S-5202，然后送到界区。
来自克劳斯气分离器S-5203的部分克劳斯气，进入连接到分离器S-5203的小再吸收塔，被来自再吸收塔循环泵P-5202A/B的一股低温甲醇洗涤（以防止克劳斯气的微量组分在主循环甲醇中累积）后，返回到再吸收塔C-5203用于H2S的浓缩。从各个克劳斯气体冷凝器中得到的冷凝液收集在回流槽 T-5201中，通过热再生塔回流泵P-5206加压后，大部分返回到热再生塔C-5204的顶部作回流用；一小部分被引出至界区，以防微量组份在系统中有累积。
完全再生的甲醇在热再生塔集液槽收集，然后由二氧化碳吸收塔给料泵P-5204A/B送至富/贫甲醇换热器E-5213和再吸收甲醇/贫甲醇换热器E- 5212的壳程，被冷却到-55℃左右，其流量经与粗煤气流量成比例性控制后，返回到吸收塔C-5201顶部作为CO2洗涤吸收用贫甲醇。 5、甲醇水蒸馏
热再生后的一小部分甲醇被送到C-5204的水浓缩段，经热再生塔再沸器E-5221供热，在该段内进行精馏：一方面达到该段底部产品中水的浓缩，另一方面产生用于汽提的必要甲醇蒸汽进入上部的热再生段。利用甲醇水塔给料泵P-5205A/B将浓缩后的甲醇水送到甲醇水塔C-5205的中部，在此，进行水和甲醇的蒸馏分离。该塔塔底物料被甲醇水塔再沸器E-5222再沸。C-5205顶部出来的甲醇蒸汽被送到热再生塔C-5204用作气提介质，而底部出来的物料为污水，进入污水冷却器E-5223中被冷却后，大部分被送到尾气洗涤塔C-5206，其余的被送出界区去生化处理。 6、排污系统
由于低温甲醇洗装置存在连续不断的少量的甲醇损失，故用补充甲醇泵P-5208从新鲜甲醇槽T-5203中把一小股甲醇补充到热再生塔C-5204再生段的顶部。此外；设置地下排污槽T-5202，以在低温甲醇洗系统的几个低点排放口排放残留甲醇。该容器配置一台地下排液泵P-5207，以把甲醇送回工艺系统。 7、尾气洗涤塔
甲醇水塔C-5205的底部产品是水，该水在污水冷却器E-5223中被冷却下来，一小部分被送到界区；大部分来自污水冷却器E-5223的污水与来自界区的脱盐水一起送到尾气洗涤塔C-5206的上部，对来自换热器E-5210和E-5211的放空气进行洗涤，以回收甲醇，降低放空气中甲醇的含量。离开 C-5206顶部的尾气通过足够高的火炬放空。含甲醇水经洗涤水泵P-5209A/B送到污水冷却器E-5223，在此被加热后，进入甲醇水塔C- 5205进行分离。