[發明專利]一種半貧液吸收低溫甲醇洗系統及方法

在審

• 申請號: 201810391930.2
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108310918A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 蔣曉偉;汪旭;劉莎;張釗;潘海敏;段文杰
• 申請（專利權）人: 北京石油化工工程有限公司
• 主分類號: B01D53/14
• 分類號: B01D53/14
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 閆加賀;姚亮

本發明提供了一種半貧液吸收低溫甲醇洗系統及方法，該方法利用離子液體高選擇性地吸收尾氣中的甲醇，實現尾氣的達標排放，吸收甲醇后的離子液體經解析再生后循環利用，極大地減少了系統廢水排放量，回收的甲醇返回系統再利用；采用氮氣氣提無硫甲醇半貧液，可進一步獲得低溫、低CO₂半貧液，該半貧液大部分送至主洗塔助洗脫碳，另一部分用于洗滌原料氣將其脫水干燥，降低系統含水率；對原料氣噴淋甲醇及洗滌半貧液后產生的含水甲醇液進行減壓后閃蒸，閃蒸氣送入中壓閃蒸塔，閃蒸凝液經復熱后送入甲醇水分離塔，充分利用了含水甲醇液的冷量，并回收部分閃蒸氣，提高了酸性氣中H₂S的濃度。

技術領域

本發明涉及一種半貧液吸收低溫甲醇洗系統及方法，屬于氣體凈化技術領域。

背景技術

在我國由于經濟發展和能源安全的需求，以及富煤、缺油、少氣的資源稟賦特點，決定了發展煤化工是必然趨勢。而面對當前國內日益嚴峻的環境污染問題，實現節能減排，環保達標排放更是煤化工行業未來發展的重中之重。近年來，國家環保部門指定了一系列更為嚴格的環保政策和標準，比如石油化學工業污染物排放標準(GB31571-2015)中要求排放大氣的尾氣中甲醇排放限值為50mg/Nm³，今后新的《環保稅法》和《排污許可目錄》等制度的相繼實施對煤化工廢水、廢氣等污染物的排放量提出了更為嚴格的要求。

低溫甲醇洗技術是煤化工領域應用最廣泛的一種酸性氣凈化工藝，目前低溫甲醇洗工藝技術分為全貧液吸收流程和半貧液吸收流程，流程中水洗尾氣造成了大量的廢水排放，如35萬噸/年的煤制甲醇配套低溫甲醇洗裝置排放廢水達2.5萬噸/年。同時流程盡管設置有水洗塔洗滌排放大氣中的尾氣，但尾氣中的甲醇含量經常為200-400mg/Nm³，遠達不到環保要求。國內常用的半貧液吸收低溫甲醇洗工藝流程及設備，如圖1所示，可分為原料主洗塔T01、閃蒸系統、甲醇再生系統以及換熱網絡。其中，閃蒸系統主要包括中壓閃蒸塔T02和濃縮塔T03及其塔頂的閃蒸罐，濃縮塔T03用以處理含硫甲醇富液，濃縮塔T03塔頂的閃蒸罐用以處理無硫甲醇富液，工藝還增設了氮氣氣提塔T07；甲醇再生系統主要包括熱再生塔T04、甲醇水分離塔T05以及尾氣洗滌塔T06。

但是上述常用的低溫甲醇洗工藝存在如下不足：

(1)廢水排放量大。采用脫鹽水洗滌尾氣中的甲醇，為了降低其甲醇含量，脫鹽水用量較大，同時為了降低下游配套硫回收裝置原料酸性氣中的甲醇含量，通常另設置有甲醇洗滌塔，這兩處水洗塔直接導致產生大量含甲醇廢水，大幅提高了污水處理單元負荷。

(2)冷量損耗較大。尾氣水洗塔頂出口直接排放大氣的尾氣溫度通常較低，一般在16℃左右，尾氣中的低溫冷量沒有得到利用，浪費了系統部分冷量；較低溫度的噴淋甲醇凝液與甲醇水分離塔的回流液換熱，不但沒有回收凝液的冷量，反而增加了甲醇水分離塔的熱負荷。

(3)系統循環甲醇中水含量較高。上述流程中，系統循環甲醇中水含量一般控制在0.5％-0.6wt％，當操作不穩定時，當系統水含量較高的情況下，不僅會降低甲醇脫硫效果，還易造成碳鋼設備的腐蝕。

(4)系統甲醇損失量較大。上述流程中，帶出系統的尾氣和酸性氣中甲醇濃度易偏高，不僅造成甲醇補充量增大，還對環境造成了一定污染。

(5)尾氣中甲醇易超標。上述流程中，僅在降低尾氣洗滌塔入口氣體溫度和增大脫鹽水洗滌量的前提下才能勉強使尾氣中的甲醇指標環保達標，當尾氣中的甲醇含量有波動時，排放尾氣中的甲醇易超標，造成環境污染和甲醇損失。

(6)酸性氣體濃度低。由于噴淋甲醇水凝液中溶解有少量H₂、CO及CO₂氣體，該凝液直接進入甲醇水分離塔，解析出的CO₂降低了酸性氣中H₂S濃度，增加了硫回收處理量，同時降低了有效氣的回收率。