煤制甲醇技術(六)
來源: 煤化工設計
時間:2018-02-05 10:22
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以20萬噸/年煤制甲醇設計為例
硫回收工藝流程
來自脫硫工段的酸性氣經酸性氣分水罐(V6001)分離掉酸性水,進入酸性氣燃燒爐(F6001)與按一定比例配入的富氧空氣混合燃燒,使爐膛溫度保持在950℃左右。爐內發生H2S部分氧化反應,三分之一的H2S燃燒轉化成SO2,生成的SO2再與剩下的H2S發生克勞斯發應生成單質硫。爐膛內發生的化學反應如下:
H2S + 3/2 O2 → SO2 + H2O + Q1
H2S + 1/2 SO2 → H2O + 3/4 S2 + Q2
燃燒后從爐內出來的混合氣分成三股,一股去一級高溫摻合閥(TV6001),一股去二級高溫摻合閥(TV6002),另一股經加氫預熱器(E6003)與加氫工藝氣體換熱冷卻到810℃,再經過廢熱鍋爐(E6004)降溫到330℃,然后進入一級冷凝器(E6005)冷卻到150℃分離出液硫,同時冷凝器殼程產生0.3MPa的低壓蒸汽。從一級冷凝器(E6005)出來被冷卻至150℃的氣體與酸性氣燃燒爐出口的一級高溫摻合閥(TV6001)熱口進來的高溫氣體摻合提溫到270℃進入一級Claus轉化器(R6001)發生催化轉化反應。其中主要反應:
2H2S + SO2 → 3/2 S2 + 2H2O + Q
反應后的氣體進入二級冷凝器(E6006),冷卻到150℃分離出液硫,同時冷凝器殼程產生0.3MPa的低壓蒸汽。轉化氣同樣與酸性氣燃燒爐出口的二級高溫摻合閥(TV6002)熱口進來的高溫氣體摻合提溫到220℃進入二級Claus轉化器(R6001)發生催化轉化反應,然后進入三級冷凝器(E6007)冷卻到150℃分離出液硫,同時冷凝器殼程產生0.3MPa的低壓蒸汽。三級冷凝器(E6007)出口氣體進入尾氣分液罐(V6005)進一步分離出氣體中夾帶的液硫,從尾氣分液罐(V6005)頂部出來的就是Claus尾氣。
從一、二、三級冷凝器(E6005,E6006,E6007)和尾氣分液罐(V6005)中冷凝下來的液硫都進入液硫封(V6004A,B),然后由液硫封(V6004A,B)自流流入液硫貯罐(V6007A,B),再用液硫泵(P6002A,B)將液硫輸送到液硫高位罐(V6009),由液硫高位罐(V6009)經過過慮輸送到硫磺尖嘴滴落成型造粒機去造粒成型包裝出售。
配入一定量氫氣的Claus尾氣經過加氫預熱器(E6003)預熱至300℃進入加氫反應器(R6002)反應,將除H2S以外的硫化物幾乎全部轉化為H2S,反應器出口氣體進入蒸汽發生器(E6008)冷卻至160℃,再進入急冷塔(T6001)冷卻到36℃。經急冷塔(T6001)急冷后的氣體去吸收塔(T6002)與從塔頂下來的NHD貧液逆向接觸,氣體中所含的大部分H2S和部分CO2被貧液吸收下來,從吸收塔(T6002)頂出來的尾氣進入尾氣焚燒爐(F6002),與配入的稍過量的空氣和燃料氣進行高溫焚燒,使H2S全部轉化為SO2,焚燒氣經尾氣廢鍋(E6009)冷卻至300℃,通過煙囪(X6001)高空排放。
急冷塔(T6001)底的急冷水用急冷水循環泵(P6011A,B)加壓打入急冷水冷卻器(E6016)冷卻到36℃進入急冷塔上部,自上而下冷卻從急冷塔下部而來的氣體。吸收了H2S和部分CO2的NHD富液自吸收塔底由富液泵(P6012A,B)泵出,與再生塔來的NHD貧液經過貧富液換熱器Ⅰ(E6012)和貧富液換熱器Ⅱ(E6013)換熱后升溫到135℃進入再生塔(T6003)再生。再生塔下部用蒸汽煮沸器(E6017)加熱,使富液中的H2S和CO2受熱解析。從再生塔頂出來的溫度約為107℃的再生氣經再生氣水冷器(E6014)冷卻至40℃,再經再生氣分離器(V6014)除去水,然后返回酸性氣燃燒爐再次進行Claus轉化;分離出來的水則經回流水泵(P6014A,B)打回再生塔。受熱解析出H2S和CO2的NHD貧液與吸收塔(T6002)出來的富液換熱、循環水冷卻、氨冷器冷卻降溫到0℃進入吸收塔(T6002)再去進行吸收。
本裝置接收到從變換工段送來的中壓鍋爐給水在廢熱鍋爐(E6004)產1.3MPa蒸汽送入管網;從變換過來的低壓鍋爐給水在各級冷凝器(E6005,E6006,E6007)、蒸汽發生器(E6008)和尾氣廢鍋(E6009)中產生0.3MPa低壓蒸汽供本裝置設備夾套及管道伴熱使用。