净煤气,冷却到-15℃。粗煤气在进入粗/净煤气换热器Ⅱ(51-W003)之前喷入一股来自甲醇深冷器Ⅰ(51-W005)管程的富CO2甲醇液,以防止粗煤气中的水分在换热器结冰堵塞设备和管道。粗煤气经粗煤气深冷器(51-W004)管程被液态丙烯冷却到-32℃后进入H2S吸收塔(51-K001)下部进行预洗。
4.2预洗吸收系统
-32℃的粗煤气依次进入H2S吸收塔(51-K001)的预洗段和主洗段,分别用来自CO2吸收塔(51-K002)含CO2甲醇富液经加压并冷却到-34℃的冷甲醇与粗煤气逆流接触。
在预洗段,除去粗煤气中的水份、石脑油、HCN、部分有机硫、高分子化合物,防止主洗段甲醇被污染。洗涤甲醇收集在预洗段底部,送到石脑油/甲醇回收系统,粗煤气通过升气塔盘进入H2S吸收塔(51-K001)主洗段。
在主洗段,将粗煤气中的大部分H2S、COS予以脱除,硫化物被洗涤到20ppm(以总硫计)。含H2S甲醇液被收集在H2S吸收塔(51-K001)升气塔盘上,送到H2S浓缩塔(51-K004)Ⅰ段进行闪蒸。
脱硫煤气进入CO2吸收塔(51-K002),用来自CO2闪蒸塔(51-K003)闪蒸再生的-54℃甲醇半贫液经半贫液给料泵(51-P004A/R)加压到3.42MPa进入CO2 吸收塔(51-K002)主洗段来脱除大量CO2;用来自热再生塔(51-K005)的热再生甲醇贫液进入精洗段作最终净化洗涤。残留硫化物被洗涤到0.2ppm(以总硫计),CO2被洗涤到1.5%(体积分数)。净煤气出CO2吸收塔(51-K002)顶部,分别经粗/净煤气换热器Ⅱ(51-W003)和粗/净煤气换热器Ⅰ(51-W001)复热至27℃后送往甲烷化装置,净化气指标不合格时改送至全厂火炬进行处理。
在CO2吸收塔(51-K002),由于CO2溶解热的作用使得甲醇温度上升。为提高甲醇的吸收能力,从升气塔盘上的集液盘将部分甲醇引至塔外,经循环甲醇泵(51-P002A/R)加压,依次进入甲醇循环冷却器(51-W006)管程、闪蒸液/循环甲醇换热器(51-W007AB)管程最终冷却到-40℃后,返回到第10块塔盘上。
离开CO2吸收塔(51-K002)的含CO2甲醇液分为两股:一股经甲醇深冷器Ⅱ(51-W008)管程冷却到-28℃后送到CO2闪蒸塔(51-K003)闪蒸再生;另一股经增压、降温后去H2S吸收塔(51-K001)作为洗涤甲醇及去四级冷却做喷淋甲醇。
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4.3甲醇再生系统
在CO2闪蒸塔(51-K003)Ⅰ闪蒸段,大部分有用气体(CO、H2、CH4和高碳氢化合物)在1.2MPa压力下闪蒸解吸出来,部分溶解CO2也随有用气体一同闪蒸出来。同时将(51-K003)Ⅲ闪蒸再生的甲醇半贫液送到(51-K003)Ⅰ闪蒸段顶部与闪蒸气逆向接触,闪蒸气中的大量CO2被重新吸收。闪蒸气通过粗/净煤气换热器Ⅱ(51-W003)复热后,经循环气压缩机(51-V001)加压至3.8MPa后回到粗煤气分离器(51-F001)气相出口,加入粗煤气中。
在CO2 闪蒸塔(51-K003)Ⅱ闪蒸段,甲醇液在0.18MPa压力下闪蒸。闪蒸气大部分为CO2,其余为在Ⅰ段未闪蒸出来CH4和高碳氢化合物。闪蒸气经CO2复热器(51-W011)管程复热到25℃,送到CO2尾气洗涤塔(51-K006)经水洗回收甲醇后,经排气筒(51-B010)放空。
CO2 闪蒸塔(51-K003)Ⅱ闪蒸段的闪蒸甲醇液,经闪蒸塔Ⅱ段泵(51-P003A/R)加压到0.6MPa,经闪蒸气/循环甲醇换热器(51-W007AB)壳程复热至-40℃后进入Ⅲ闪蒸段。在Ⅲ闪蒸段,甲醇液首先在0.14MPa的压力下闪蒸,后用低压氮气进行气提。空分来的氮气,经氮气冷却器(51-W009)壳程用来自CO2 闪蒸塔Ⅲ段部分闪蒸气冷却至-35℃后分成两股,作为CO2闪蒸塔(51-K003)Ⅲ段和H2S浓缩塔(51-K004)Ⅲ段气提气。
离开CO2闪蒸塔(51-K003)Ⅲ闪蒸段闪蒸气,一部分经氮气冷却器(51-W009)管程升温至23℃;另一部分经H2S富气冷却器(51-W016)管程升温至19℃,最后一起送到二氧化碳尾气洗涤塔(51-K006)。
CO2闪蒸塔(51-K003)Ⅲ闪蒸段的大部分甲醇半贫液通过半贫液给料泵(51-P004A/R)加压至3.95MPa后输送到CO2吸收塔(51-K002)主洗段作为洗涤甲醇,其余甲醇半贫经再吸收给料泵(51-P005A/R)加压至1.9MPa后,分别送至CO2闪蒸塔(51-K003)Ⅰ、硫化氢浓缩塔(51-K004)Ⅰ和Ⅲ作为再吸收甲醇。
离开H2S吸收塔(51-K001)-26℃、3.5 MPa的脱硫段甲醇液主要溶解有CO2
及少量H2S、COS、CO、H2、CH4、高碳氢化合物。经甲醇过滤器(51-F005A/R)过滤后,送往H2S浓缩塔(51-K004)内分三段依次闪蒸再生以及对H2S进行浓缩。
在H2S浓缩塔(51-K004)Ⅰ闪蒸段,含硫化氢甲醇液在1.2MPa压力下闪蒸,
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大部分有用气体被闪蒸出来,同时也有CO2、H2S和COS。CO2和硫化物用一股来自CO2闪蒸塔(51-K003)Ⅲ闪蒸段甲醇半贫液加以吸收。闪蒸气粗/净煤气换热器Ⅱ(51-W003)复热后,与复热后的CO2闪蒸塔(51-K003)Ⅰ闪蒸气混合后,经循环气压缩机压缩(51-V001)加压后回到粗煤气分离器Ⅰ(51-F001)出口。
离开第Ⅰ闪蒸段的甲醇液送到第Ⅱ闪蒸段,Ⅱ段闪蒸气返回到H2S浓缩塔Ⅲ段以浓缩硫化氢。
H2S浓缩塔(51-K004)Ⅲ闪蒸段主要是用于H2S的浓缩。在Ⅲ闪蒸段,CO2
被低压氮气气提出来。另外,来自热再生塔(51-K005)Ⅰ闪蒸段的热闪蒸气和来自预洗闪蒸塔(51-K007)Ⅱ、Ⅲ闪蒸段含硫化氢气体也送到第Ⅲ闪蒸段底部,以利于H2S浓缩。气提出来的CO2中含有一定量的H2S和COS。在H2S浓缩塔Ⅲ闪蒸段顶部,用一股来自CO2闪蒸塔(51-K003)第Ⅲ闪蒸段甲醇半贫液,再次吸收气体中的硫化物。离开Ⅲ段顶部的-48℃,0.14MPa闪蒸气在排放气复热器(51-W012)管程中复热后与CO2闪蒸塔第Ⅲ闪蒸段复热后的闪蒸气汇合,送到二氧化碳尾气洗涤塔(51-K006),用脱盐水加以洗涤,使甲醇含量降到约50ppm,通过排气筒(51-B010)排到大气中。
来自H2S浓缩塔(51-K004)Ⅲ闪蒸段的-49℃、0.21MPa甲醇液由热闪蒸给料泵(51-P006A/R)加压到3.0MPa后输送到热再生塔(51-K005)Ⅰ。入塔之前,首先在贫/富甲醇换热器(51-W013ABCDEFG)中与来自热再生塔(51-K005)Ⅱ底部的甲醇贫液换热到78℃。
在热再生塔(51-K005)Ⅰ段,甲醇富液在0.35MPa压力下减压闪蒸。56℃、0.35MPa的热闪蒸气依次在热闪蒸气冷凝器(51-W010)壳程、CO2复热器(51-W011)壳程和热闪蒸气/排放气换热器(51-W012)壳程中被最终冷却至-28℃。在热闪蒸气冷凝器(51-W010)壳程中冷凝下来的40℃甲醇液经冷凝液换热器(51-W017)壳程进一步冷却到7℃后送到热再生塔回流槽(51-B001)。
热再生塔(51-K005) Ⅰ段的闪蒸液送至该塔Ⅱ段进行热再生,甲醇中溶解的全部气体被热再生塔再沸器(51-W0018AB)中产生的甲醇蒸汽气提出来。离开热再生塔(51-K005) Ⅱ段顶部产生的82℃、0.29MPa的甲醇蒸汽经热再生塔顶冷凝器(51-W014)壳程冷却后,气液混合物一起进入热再生塔回流槽(51-B001),38℃、0.26MPa的硫化氢富气从热再生塔回流槽(51-B001)出来后在H2S富气加
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热器(51-W015)壳程和H2S富气冷却器(51-W016)壳程中被冷凝到-32℃后进入硫化氢富气分离器Ⅰ(51-F003),分离液体后的硫化氢富气经H2S富气加热器(51-W015)管程加热到23℃、0.2MPa后送克劳斯硫回收装置,硫化氢富气浓度小于30%或硫回收装置不具备接气条件时改送全厂火炬;分离的液体通过冷凝液换热器(51-W017)管程加热到-10℃后进入硫化氢富气分离器Ⅱ(51-F004)进一步分离,分离出的气体与硫化氢富气分离器Ⅰ(51-F003)出口硫化氢富气一起送到硫回收装置,分离的液体经分离液加压泵(51-P009A/R)加压到0.35MPa后送到萃取槽(51-B002)。
热再生塔顶冷凝器(51-W014)和热再气冷凝器(51-W010)中产生的甲醇冷凝液,收集在热再生塔回流槽(51-B001)中,并由热再生塔回流泵(51-P008A/R)加压至0.35MPa后返回到热再生塔(51-K005)Ⅱ段作为该段回流液。
热再生塔底部的再生贫甲醇经二氧化碳吸收塔给料泵(51-P007A/R)提压至4.8MPa,经甲醇过滤器 (51-F007A/R)过滤,在贫/富甲醇换热器(51-W013ABCDEFG)壳程中冷却到-42℃后返回到CO2吸收塔(51-K002)精洗段。
4.4石脑油甲醇回收系统
收集在H2S吸收塔(51-K001)预洗段底部的含石脑油甲醇液进入预洗闪蒸塔(51-K007),在塔内溶解气分两段闪蒸出来。
在Ⅰ闪蒸段(51-K007Ⅱ),甲醇液在0.4MPa下闪蒸。闪蒸后的甲醇液在预洗甲醇加热器(51-W019AB)管程中加热至-10℃后,进入第Ⅱ闪蒸段(51-K007Ⅲ)继续闪蒸。两段闪蒸气汇合后返回到H2S浓缩塔(51-K004)Ⅲ段。
脱气后的甲醇-石脑油混合物离开预洗闪蒸塔(51-K007)Ⅲ段后自流到萃取器(51-B002)缓冲室,加入脱盐水使其充分混合,以便从甲醇中萃取石脑油。脱盐水在二氧化碳尾气洗涤塔(51-K006)底部由洗涤水泵(51-P010 A/R)加压至0.6MPa后,一股直接送至萃取器(51-B002)缓冲室;另一股送至预洗闪蒸塔(51-K007)Ⅰ段,洗涤共沸塔(51-K008)顶部出来的不凝气体后,洗涤液也自流到萃取器(51-B002)缓冲室。
在缓冲室,用低压蒸汽控制其温度在34℃,同时控制甲醇和水的比值为1:1,水稍多一点,以利于萃取。
另外,共沸塔(51-K008)顶部的冷凝产物连续送至缓冲室;热再生塔
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(51-K005)和甲醇水塔(51-K009)塔盘清洗物间断送到缓冲室。
甲醇-水-石脑油混合物由萃取器给料泵(51-P011A/R)送到萃取室,进行萃取,石脑油生成在上层,甲醇-水混合物生成在下层。石脑油溢过溢流堰,被石脑油泵(51-P013A/R)送到石脑油贮槽(51-B003),再经石脑油槽泵(51-P014A/R)送到综合罐区。甲醇-水混合物通过U型连通管,从萃取室流到甲醇水室,通过共沸塔给料泵(51-P012A/R)输送到共沸塔(51-K008)。
在共沸塔(51-K008)内,HCN、CO2、H2S、COS及残余的石脑油等被气提出来。在入塔之前,先在共沸塔给料预热器(51-W020AB)壳程中由甲醇水塔(51-K009)底部来的含醇废水进行预热至80℃。气提汽在共沸塔再沸器(51-W022A/R)中产生,控制塔底温度为107℃。共沸塔(51-K008)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(51-W021)壳程中冷凝的塔顶产物收集在共沸塔升气塔盘上,部分作为回流液返回到塔内,部分返回到萃取器(51-B002)。离开共沸塔(51-K008)的气体送到预洗闪蒸塔顶部洗涤段(51-K007)Ⅰ,用洗涤水泵(51-P010)来的含甲醇脱盐水进行洗涤,残余甲醇和石脑油被洗涤下来,不凝气送到硫回收装置。
共沸塔(51-K008)底部产物由甲醇水塔给料泵(51-P015A/R)输送到甲醇水塔(51-K009)进行甲醇和水的分离。由甲醇水塔再沸器(51-W023AB)提供热量,控制塔底温度为136℃;塔顶气相甲醇离开甲醇水塔(51-K009),直接进入热再生塔(51-K005)Ⅱ段。一股来自贫/富甲醇换热器(51-W013ABCDEFG)F壳程出口的甲醇贫液作为甲醇水塔(51-K009)回流液。
甲醇水塔(51-K009)底部的含醇废水,控制甲醇含量在100ppm以下,经废水泵(51-P017A/R)加压后,在共沸塔给料加热器(51-W020AB)管程中预热共沸塔进料后,送往生化水处理装置。
为减小甲醇水塔再沸器(51-W023 AB)管程堵塞,将浓度为25%(Wt)的NaOH溶液喷入再沸器(51-W023 AB)管程入口含甲醇废水中,以破坏塔底的酸性环境,维持甲醇水塔(51-K009)底部的PH值为8-10,避免甲醇等物质在酸性环境下发生聚合反应。NaOH溶液来自NaOH贮槽(51-B004),由NaOH喷射泵(51-P016 A/R)喷入。
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