邵應(yīng)平

（山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司，山西 長治 046031）

1 背景情況

低溫甲醇洗工藝，是以冷甲醇為吸收溶劑，利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度極大的優(yōu)良特性，脫除原料氣中的酸性氣體的工藝。以煤為原料的化工生產(chǎn)中，粗合成氣中含有大量多余的CO2、少量的H2S等酸性氣體，這些酸性氣體不利于生產(chǎn)，其中的硫化物會造成下游生產(chǎn)中的觸媒中毒，必須將其脫除和回收。低溫甲醇洗的技術(shù)核心就是酸性氣脫除技術(shù)。

一般而言，H2S 可進(jìn)行回收再利用。然而，在低溫甲醇洗工藝的酸性尾氣中，H2S 的含量較低，一般在25%～35%，這樣低濃度的H2S 的回收難度較高、回收效率較低，導(dǎo)致回收裝置的的成本和運(yùn)行能耗均較高。在現(xiàn)有技術(shù)中，對于低溫甲醇洗工藝的酸性尾氣中硫化氫化回收，一般的原理是通過先對酸性尾氣進(jìn)行處理，使其中的硫化氫通過化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化生成其他氣體，再經(jīng)過處理實(shí)現(xiàn)硫元素的回收。例如采用克勞斯硫回收單元對低溫甲醇洗酸性尾氣進(jìn)行處理，克勞斯尾氣再經(jīng)過氨法脫硫或制酸等工藝達(dá)標(biāo)排放，最終實(shí)現(xiàn)硫元素的回收。可以看出，上述處理方法難以實(shí)現(xiàn)零排放的回收效果。

2 技術(shù)方案

2.1 工藝技術(shù)

本方案應(yīng)用于利用低溫甲醇洗裝置產(chǎn)生的低濃度酸性尾氣（硫化氫25%～35%），此部分尾氣現(xiàn)有的處理工藝能耗高，排放尾氣處理很難達(dá)到現(xiàn)行環(huán)保指標(biāo)。通過有機(jī)胺（甲-基二乙醇胺、二亞乙基三胺、二乙烯三胺、添加劑混配溶液）發(fā)將低溫甲醇洗酸性尾氣進(jìn)行進(jìn)入有機(jī)胺吸收塔，將其中的CO2吸收到有機(jī)胺溶液中，經(jīng)過有機(jī)胺吸收后的低溫甲醇洗酸性氣的硫化氫濃縮至濃度95%以上，吸收溶劑再經(jīng)過再生塔再生后返回吸收塔進(jìn)行吸收，高濃度的硫化氫氣體通過與NaOH 反應(yīng)生產(chǎn)NaHS。吸收溶液再生尾氣，返回低溫甲醇洗進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)回收酸性氣實(shí)現(xiàn)近零排放。本方案的工藝流程圖，如圖1 所示。

圖1 本方案的工藝流程圖

低溫甲醇洗酸性尾氣經(jīng)過壓縮機(jī)加壓到0.8 MPa，進(jìn)入吸收塔將酸性氣體中的CO2氣體進(jìn)行脫除，經(jīng)過吸收后的酸性氣中H2S 氣體濃度提高至95%以上去生產(chǎn)硫氫化鈉產(chǎn)品。吸收CO2的有機(jī)胺溶液進(jìn)入緩存罐，通過泵送至再生塔通過0.5 MPa 蒸汽加熱再生后送至吸收塔，再生尾氣從再生塔頂出來進(jìn)入分液罐，分液罐溶液返回到再生塔，避免溶液隨尾氣帶出造成浪費(fèi)。再生氣與生產(chǎn)硫氫化鈉尾氣加壓后送至低溫甲醇洗主洗塔處理。

2.2 物料數(shù)據(jù)模擬

以潞安180 運(yùn)行的低溫甲醇洗物流數(shù)據(jù)經(jīng)模擬。如下頁表1～表3 所示。

表1 入H2S 氣體濃縮吸收塔酸性氣數(shù)據(jù)表

表2 低溫甲醇洗循環(huán)壓縮機(jī)系統(tǒng)尾氣數(shù)據(jù)表

表3 硫回收制NaHS 系統(tǒng)H2S 數(shù)據(jù)表

2.3 主要工藝設(shè)備（見下頁表4）。

表4 主要工藝設(shè)備表

2.4 技術(shù)優(yōu)勢

低溫甲醇洗酸性尾氣處理通過設(shè)置有機(jī)胺吸收塔，可以使其中的有機(jī)胺溶液吸收低溫甲醇洗酸性尾氣中除硫化氫外的氣體，從而提高酸性尾氣中的硫化氫濃度，使酸性尾氣中的硫在硫回收裝置中的回收更加完全；同時(shí)，通過設(shè)置熱再生裝置，可以使吸收氣體后的有機(jī)胺溶液再生為互相分離的氣體和有機(jī)胺溶液，并且再生的有機(jī)胺溶液能夠循環(huán)回有機(jī)胺吸收塔中被再次使用，分離的氣體進(jìn)入低溫甲醇洗主洗塔內(nèi)繼續(xù)參與低溫甲醇洗的過程，從而實(shí)現(xiàn)對酸性尾氣的閉環(huán)回收。

經(jīng)過硫回收裝置進(jìn)行硫回收后產(chǎn)生的氣體與有機(jī)胺溶液吸收并再生的氣體混合，并使兩者能夠同時(shí)在壓縮機(jī)的作用下被輸送進(jìn)入低溫甲醇洗主洗塔內(nèi)，繼續(xù)參與低溫甲醇洗過程，從而實(shí)現(xiàn)低溫甲醇洗酸性尾氣的近零排放。

3 結(jié)論

低通過有機(jī)胺溶液對酸性尾氣中的雜質(zhì)氣體進(jìn)行回收，實(shí)現(xiàn)硫化氫濃度的提高，從而使硫回收率得到提高；同時(shí)，雜質(zhì)氣體還能夠在熱再生后與有機(jī)胺溶液分離，從而使其能夠回到低溫甲醇洗主洗塔中，實(shí)現(xiàn)近零排放的回收過程。該方法具有回收率高、簡單易操作、環(huán)保、成本能耗低的優(yōu)點(diǎn)。

與傳統(tǒng)的低溫甲醇洗排出的酸性氣經(jīng)克勞斯硫回收單元制硫并加以回收，將制硫尾氣再處理達(dá)標(biāo)排放工藝相比較，采用本工藝方案通過胺法尾氣處理的大大提高H2S 濃度，高濃度H2S 氣體可以是硫回收裝置投資及規(guī)模大幅度降低，且流程大大縮短運(yùn)行成本和能耗減少30%以上，能夠?qū)崿F(xiàn)酸性尾氣零排放，具有明顯的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。