兰化大化肥厂合成氨装置的脱硫和脱碳流程

大连理工大学硕士学位论文 2. 2兰化大化肥厂合成氨装置的脱硫和脱碳流程p IIal-[bl(见 附图1) (1) 脱硫 ① 气体冷却 来自气化工段的原料气在水分饱和的情况下进入甲 醇洗装置，进行 H2S和 COs的脱除。夹带的冷凝液在洗 涤塔出口气分离器 (A-FA201)中除去。 原料气分三步冷却。在 1号原料气冷却器(A-EA201) 中与脱硫后的气体换热而冷却，原料气冷却过程中产生的 冷凝水在原料气分离器 (A-FA201)中分离。冷凝液送 往污水气提塔 (A-DA 103 )。由于气体饱和有水分，为了 防止原料气在进一步冷却过程中结冰，在进入2号原料气 冷却器 (A-EA202 )进一步冷却前，在原料气中喷入甲 醇。最终冷却是在原料气氨冷器 (A-EA203)中靠液氨 在一300C下蒸发而实现。 ② 预洗 HCN在 H2S吸收塔 (A-DA201)中预洗段脱除。 吸收剂为一小股低温甲醇。吸收后含有水分的甲醇富液在 液位调节下送往热再生塔回流槽 (A-FA204)< ③ H2S和COs脱除 气体离开H2S吸收塔 (A-DA201)预洗段后，经过 大连理工大学硕士学位论文 一个升气帽进入 H2S和 COs洗涤段。在此，用低温甲 醇洗选择地脱除 H2S和 COs.从 H2S吸收塔出来的气 体总含硫量在 1 e OPPM 以下。脱硫后的气体经 1号和2 号原料气冷却器 (A-EA201), (A-EA202 )回收冷量后， 离开甲醇洗装置。 由H2S吸收塔 H2S洗涤段底部出来的含硫富液和 C02的甲醇液送至 H2S闪蒸塔 (A-DA202 )进行闪蒸， 解吸出气体。闪蒸出的气体经循环分离器 (A-FA203) 后，由循环压缩机(A-GB201)进一步压缩，经(A-EA204 ) 水冷却后，与原料气一起进入脱硫系统。这股循环气流 中含有相当一部分有用气体，如H2和CO等。 ④ 热再生 闪蒸后的甲醇由 H2S闪蒸塔甲醇泵 (A-GA201A, B)加压，经 1号主甲醇换热器 (A-EA205A-D) 和 2 号主甲醇换热器 (A, EA206A-F)与热再生后的贫甲醇 换热后进入 H2S热再生塔 (A-DA203 )。在热再生塔中， 溶解的气体用甲醇蒸汽气提出来，甲醇蒸汽一部分由热 再生塔再沸器 (A-EA207A, B)产生，另一部分来自甲 醇水精馏塔 (A-DA204 )的甲醇蒸汽。 离开热再生塔 (A-DA203)顶部的甲醇蒸汽和惰 性气体一起在预洗甲醇换热器 (A-EA210)和热再生塔 大连理工大学硕士学位论文 冷凝器 (A-EA208 )中进行冷却和冷凝。为了能尽量多 地回收甲醇，来自热再生塔回流槽的气体在酸性气体预 冷器 (A-EA211)和冷却器 (A-EA212 )中冷却:然后， 经过酸性气体分离器 (A-FA204)将随气体带出的甲醇 液滴聚集和分离。在热再生塔回流槽 (A, FA204)中 收集的冷凝甲醇用热再生塔回流泵 (A-GA202A, B ) 送回热再生塔 顶部作为回流。 含硫尾气在酸性气体预冷器 (A-EA211)中回收 冷量后离开甲醇洗装置送至燃煤锅炉。从再生塔中部抽 出的不含 H2S, COS, C02、和 HCN 的甲醇，一部分 用贫甲醇泵 (A-GA202A, B )，经 1号主甲醇换热器 (A-EA205A-D), 2号主甲醇换热器 (A-EA206A-F), 贫甲醇激冷器 (A-EA404)和贫甲醇换热器 (A- EA405A-C)，送到C02吸收塔 (A-DA401)顶部。 还有一部分作为甲醇水精馏塔 (A-DA204)的回 流液，另一部分送至H2S热再生塔 (A-DA203 )下段， 在此，甲醇与水进一步分离后，含水较多的甲醇送至甲 醇水精馏塔 (A-DA204 )进行混合物蒸馏.在甲醇水精 馏塔 (A-DA204)中，甲醇与水进行分离。顶部甲醇蒸 汽作为H2S热再生塔的气提介质;塔底污水含甲醇0. 1%(重量)，离开甲醇洗装置去污水气提塔 (A-DA103)e 大连理工大学硕士学位论文 来自罐区 T-GA204A, B 的补充甲醇以每小时 167KG的平均流量送入新鲜甲醇贮罐 (FB-201)e (2) C02脱除 ① 变换气的冷却 来自 CO变换工段的变换气在变换气冷却器 (A- EA401)中被C02产品气、第一闪蒸段来的闪蒸气和液氮 洗来的合成气冷却后，再在变换气氨冷器 (A-EA402)中 进一步冷却到吸收塔的入口温度。为了防止变换气在 (A- EA401)中结冰，向变换气中喷入甲醇。 ② C02的吸收 C02吸收塔 (A-DA401)分三段。上段为梢洗段， 用热再生后不含硫化物和 C02，温度约为一62℃的贫甲醇洗 以保证净化后吸收塔出口的粗氢气中剩余 C02含量低 20PPM o中段为主洗段，用闪蒸再生后温度约为一70℃的 以除去大部分的 C02。下段为初洗段，用循环 ? ? 甲醇洗涤， 甲醇，通过 C02吸收塔循环冷却器 (A-EA403)，靠液氨蒸 发移去C02吸收热，使循环甲醇的温度维持在一250C，返回 吸收塔吸收C02, ③ 甲醇闪蒸再生 从 C02吸收塔 (A-DA401)底部出来的甲醇富液， 大连理工大学硕士学位论文 在 C02再生塔 (A-DA402)中进行五级闪蒸。在第一级 闪蒸过程中 等被解吸， ，大部分被吸收的有用气体，如H2, CO, CH4 同时，还有相当量的 C02一起闪蒸出来 ，为 此，在 一级闪蒸段的上部设有塔盘，用来自 C02再生塔 (A-DA402 )第五级的气提段泵送来的一股甲醇将大部分 C02再次吸收下来以减少系统中C02的循环量，相应降低 循环气压缩机的负荷。 一级闪蒸气经变换气冷却器 (A- EA401)回收冷量后与来自 H2S闪蒸塔 (A-DA402 )的闪 蒸气一起，通过循环气分离器 (A-FA203)、循环气压缩机 后冷器 (A-EA204)返回原料气管线系统。 一级闪蒸后的甲醇通过闪蒸甲醇氨冷器 (A- EA401)冷却至一25℃后进入二级闪蒸段，闪蒸后含有微量 H2和 CO的C02气体，经变换气冷却器 (A-EA401)回收冷 量作为C02产品送往尿素装置。 三级闪蒸的闪蒸气经变换气冷却器 (AA-EA401) 回收冷量后也作为C02产品。 四级闪蒸的闪蒸气经 NH3/C02气换热器 (A- EA407)回收冷量后作为C02产品。 在最后一级即第五级气提段中，甲醇用N2气 气提再生，气提后气体经 N2/尾气换热器 (A-EA408)与 (A-EA409)换热后放空。 大连理工大学硕士学位论文 第五级气提段出来的甲醇用 C02吸收塔进料泵 (A-GA402A, B)输送，大部分送往 C02吸收塔 (A-DA401) 的中段作为主洗段的 吸收液，小部分送往一级闪蒸段供 C02再吸收用，还有一部分甲醇用 H2S吸收塔进料泵 (A- GA403A, B)经贫甲醇换热器 (A-EA405A-E)换热后送往US 吸收塔 (A-DA201)的顶部作为H2S的吸收剂。 本装置可向尿素车间系统输送甲醇含量小于 150PPM 的 C02。这是通过二、三、四这三级闪蒸气的合并，再通 过尿素系统C02压缩机二段后的甲醇洗涤塔 (A-DA403)进 一步用锅炉给水洗涤而实现的。 甲醇含量为 09 75%(重量)的洗涤水送往污水处 理装置。 2. 3兰州化肥厂两步法低温甲醇洗的信息流图及说明 兰州化肥厂两步法低温甲醇洗的信息流图见附图2 原料气 82与喷淋甲醇 714混合以后经预冷器 EA401及氨冷 器EA402冷却以后进入二氧化碳吸收塔D401用贫液52几半贫 液51脱除二氧化碳，吸收塔中间侧向出料液相 102经氨冷后113 作为回流入吸收塔下段。吸收塔底的富液115去二氧化碳解吸塔 D402再生。解吸他分四段闪蒸1, II, III. IV和第V段气提，II,