本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于煤化工領(lǐng)域的氣體凈化方法，具體指一種能同時凈化兩種原料氣的方法。

背景技術(shù)：

低溫甲醇洗是，被廣泛應(yīng)用于以煤(石油焦)或渣油為原料生產(chǎn)合成氨、城市煤氣、工業(yè)氫、合成甲醇或其他碳一化學(xué)品的裝置中，脫除產(chǎn)物中的酸性氣。其過程為用低溫甲醇吸收混合氣中的酸性氣，通常為CO₂和H₂S，再經(jīng)減壓解吸、氣提、加熱再生使甲醇與酸性氣分開，達到分離回收的目的。甲醇對酸性氣的吸收能力隨著溫度的升高而降低。為提高甲醇對酸性氣的吸收能力，減少溶劑循環(huán)量，必須維持甲醇洗裝置的吸收過程在低溫下操作。甲醇洗裝置的低溫?zé)嵩?，一是靠冰機向系統(tǒng)補充冷量，二是靠溶液中CO₂解吸制冷來維持。

隨著對低溫甲醇洗裝置要求的提高，經(jīng)常需要同時處理變換氣的脫硫脫碳，尤其是多種原料氣的同時脫硫脫碳，目前還沒有相關(guān)的技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀提供一種能同時脫硫脫碳且能同時凈化兩種原料氣的原料氣凈化方法。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：該原料氣的凈化方法，其特征在于包括下述步驟：

第一原料氣從底部進入第一吸收塔內(nèi)；第一貧溶劑、來自氣提塔的第一半貧溶劑和來自界外的第二半貧溶劑從上部進入所述第一吸收塔，并且所述第一貧溶劑、第一半貧溶劑和第二半貧溶劑的入料位置自上至下依次排布；

第一原料氣在所述第一吸收塔內(nèi)自下至上流動，與洗滌劑逆流接觸，第一原料氣中的CO₂和H₂S等雜質(zhì)組分被洗出；在所述第一吸收塔的塔頂?shù)玫降谝粌艋瘹?；從所述第一吸收塔的中下部抽出第一富CO₂溶劑；

所述第一富CO₂溶劑分成兩股，其中第一股富CO₂溶劑從頂部進入所述氣提塔內(nèi)；第二股富CO₂溶劑送界外；

第二原料氣從底部進入第二吸收塔，第二貧溶劑從頂部進入所述第二吸收塔，兩者在第二吸收塔內(nèi)逆流接觸，洗脫第二原料氣中的酸性氣；從第二吸收塔的中下部抽出第二股富CO₂溶劑；洗脫后的凈化氣從第二吸收塔的頂部排出，從所述氣提塔的底部進入，對所述第一股富CO₂溶劑進行氣提；

氣提后的第二凈化氣從所述氣提塔的頂部排出，在所述氣提塔的底部得到所述第一半貧溶劑。

優(yōu)選所述第一原料氣和所述第二原料氣中含H₂：75％～15％，CO：75％～0.1％，CO₂：50％～2％，H₂S：1％～0.0001％；水含量為所在溫度和壓力下的飽和水含量；所述第一原料氣和所述第二原料氣的溫度為50～-35℃，壓力為2～8.5MPaG。

所述第一貧溶劑與所述第一原料氣的比例為0.1～10kg：1Nm³。

所述第一半貧溶劑和第二半貧溶劑與所述第一原料氣的比例分別為0.1～10kg：1Nm³和0.01～10kg：1Nm³。

所述第一股富CO₂溶劑與所述第二原料氣的比例為0.01～10kg：1Nm³。

所述第二富CO2溶劑與所述第二原料氣的比例為0.1～10kg：1Nm³。

所述第二貧溶劑與所述第二原料氣的比例為0.1～10kg：1Nm³。；

所述氣提塔的反應(yīng)條件為0.2～8.5MPaG，10～-70℃。

所述第一吸收塔的內(nèi)腔通過第一集液箱和第二集液箱分為上、中、下三段，所述第一貧溶劑、第一半貧溶劑和第二半貧溶劑的入料位置位于上段；所述第一富CO₂溶劑的抽出位置位于中段的底部；

所述第二吸收塔的內(nèi)腔通過第三集液箱和第四集液箱分為上、中、下三段，所述第二富CO₂的抽出位置位于中段的底部。

所述的溶劑可以為甲醇、MDEA溶劑或NHD溶劑；優(yōu)選甲醇。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的原料氣凈化方法能同時凈化兩種原料，且第二原料氣凈化后可作為第一原料氣的吸收溶劑的氣提氣源，對富CO₂溶劑進行再生，得到的半貧溶劑可作為第一原料氣的洗滌溶劑(或第二原料氣的洗滌溶劑)，同時增加第二凈化氣中的CO₂含量，節(jié)能降耗效果顯著，且可以大大減小富溶劑后續(xù)解析和再生系統(tǒng)的操作負(fù)荷，減少貧溶劑和半貧溶劑的用量，從而進一步降低溶劑再生系統(tǒng)的能耗。

本發(fā)明尤其適合作為變換氣凈化生成氫氣和非變換氣凈化生成燃料氣聯(lián)合使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例流程示意圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，該原料氣的方法中所使用的第一吸收塔1的內(nèi)腔通過第一集液箱11和第二集液箱12分為上、中、下三段，第一貧甲醇、第一半貧甲醇和第二半貧甲醇的入料位置位于上段；第一富CO₂甲醇的抽出位置位于中段的底部；第二吸收塔的內(nèi)腔通過第三集液箱21和第四集液箱22分為上、中、下三段，第二富CO₂的抽出位置位于中段的底部。

將本實施例配套多臺氣化爐工作，即本裝置的上游設(shè)置了多臺氣化爐產(chǎn)出粗合成氣，其中一部分經(jīng)過CO變換裝置，將絕大部分CO通過與H₂O發(fā)生變換反應(yīng)，生成CO₂和H₂，得到變換氣第一原料氣；另外一部分粗合成氣未通過CO變換裝置，而僅經(jīng)過回收粗合成氣中的熱量和氣水分離后，進入本裝置單元，此為本實施例中的第二原料氣。

第一原料氣，其組成為H₂：55.87％，N₂：0.22％，CO：0.34％，AR：0.08％，CH₄：0.07％，CO₂：42.96％，H₂S：0.25％，NH₃：0.02％，H₂O：0.18％；第一原料氣凈化后得到的第一凈化氣組成為H₂：98.9％，N₂：0.39％，CO：0.6％，AR：0.14％，CH₄：0.12％,流量約24.3萬Nm³/h；

第二原料氣，其組成為：H₂：47.14％，N₂：0.26％，CO：20.16％，AR：0.10％，CH₄：0.08％，CO₂：31.77％，H₂S：0.28％，NH₃：0.01％，H₂O：0.17％；第二原料氣凈化后得到的第二凈化氣組成為H₂：60.66％，N₂：0.33％，CO：25.94％，AR：0.13％，CH₄：0.10％，CO₂：13％。流量約36.1萬Nm³/h，可作為燃料氣供IGCC發(fā)電使用。

具體步驟為：

溫度為-20℃、壓力為5.63MPaG的第一原料氣437825Nm³/h，從底部進入第一吸收塔1內(nèi)；溫度為-50℃的第一貧甲醇、溫度為-36℃的來自氣提塔3的第一半貧甲醇和溫度為-58℃的來自界外的第二半貧甲醇從上段進入第一吸收塔1，第一貧甲醇、第一半貧甲醇和第二半貧甲醇的入料位置自上至下依次排布；

第一原料氣在第一吸收塔1內(nèi)自下至上流動，與洗滌劑逆流接觸，第一原料氣中的CO₂和H₂S等雜質(zhì)組分被洗出；在第一吸收塔1的塔頂?shù)玫降谝粌艋瘹猓粡牡谝晃账?的中下部抽出第一富CO₂甲醇；

第一富CO₂甲醇分成兩股，其中第一股富CO₂甲醇從頂部進入所述氣提塔3內(nèi)；第二股富CO₂甲醇送界外；第一股富CO₂甲醇與第二股富CO₂甲醇的摩爾流量比為0.3。

溫度為-22℃、壓力為5.85MPaG的第二原料氣467184Nm³/h從底部進入第二吸收塔2，第二貧甲醇從頂部進入第二吸收塔2，兩者在第二吸收塔2內(nèi)逆流接觸，洗脫第二原料氣中的酸性氣；從第二吸收塔2的中下部抽出第二富CO₂甲醇；洗脫后的凈化氣從第二吸收塔2的頂部排出，進入氣提塔3的底部，對來自第一吸收塔的第一股富CO₂甲醇進行氣提；

氣提后的第二凈化氣，其中的CO₂含量由進氣提塔前的≤5％，增加到≥13％，從氣提塔3的頂部排出，在氣提塔3的底部得到第一半貧甲醇。

本實施例中，第一貧甲醇與第一原料氣的比例為1.39kg/1Nm³。

第一半貧甲醇和第二半貧甲醇與第一原料氣的比例分別為1.6kg/1Nm³和0.02kg/1Nm³。

第一股富CO₂甲醇與第二原料氣的比例為0.03kg/Nm³；第一股富CO₂甲醇與第二股富CO₂甲醇的摩爾流量比為0.3；

第二原料氣與第二貧甲醇的比例為0.68kg/1Nm³；

氣提塔3的反應(yīng)條件為2.2MPaG，-25℃。

常規(guī)流程中，在本實施的處理規(guī)模下，供IGCC裝置的燃料氣中需要補充大量N₂或CO₂，以補入CO₂氣為例，約需要補充的CO₂氣量為36139Nm³/h，由于需要壓力匹配，對CO₂加壓至2.2MPaG，需增加的壓縮功耗為4763kW。需要的循環(huán)水量為433t/h。同時裝置需要設(shè)置CO₂壓縮機，也增加了裝置的投資費用。

而本實施例中的第二凈化氣可直接作為燃料氣使用，不需補充CO₂；且年運行費用可降低5％，裝置能耗降低6％；節(jié)能降耗效果顯著。