一種生產高純硫化氫的裝置及工藝方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種利用合成氨低溫甲醇洗酸性氣生產高純硫化氫的方法及裝置，具體涉及一種高純度硫化氫的生產方法和裝置，屬于氣體凈化領域。
【背景技術】
[0002]硫化氫是一種無色有臭雞蛋氣味的有毒氣體。傳統的硫化氫生產工藝有三種:一種采用純液態硫與高純氫氣反應;一種是采用硫化鋇與酸反應;另一種是利用工業生產過程中的副產硫化氫經提純而得。
[0003]在煉油廠的催化干氣脫硫、液態烴脫硫和含硫污水汽提、天然氣脫硫和天然氣一硫磺法生產二硫化碳、合成氨低溫甲醇洗的過程中都會排出大量的硫化氫氣體，目前國內外均采用催化氧化法通過克勞斯裝置把硫化氫轉化成硫磺。這些過程中產生的硫化氫含量較高，組成又不復雜的酸氣，應對其進行分離提純，拓寬硫化氫的用途，達到最佳的經濟效益。
[0004]低溫甲醇洗工藝是50年代由德國林德公司與魯奇公司聯合開發的一種氣體凈化方法，是一種物理吸收方法。其主要目的是脫除煤氣中二氧化碳和硫化氫氣體，使之達到城市煤氣或合成氣使用高標準。脫除后的二氧化碳氣體排放大氣，硫化氫氣體通常采用克勞斯工藝進行硫回收，生產單質硫。從50年代以來，被廣泛應用于制氫、合成甲醇與合成氨等裝置中。
[0005]中國專利CN94105767公開了一種用甲醇吸收并回收酸性氣體的方法，用甲醇吸收脫除酸性氣體后，吸收塔的含硫富液與不含硫富液分別處理，含硫化氫富液用氣提二氧化碳后溶液送熱再生，而氣體中二氧化碳用含二氧化碳溶液進行二次吸收，此篇專利重點闡述尚收率尚含量一.氧化碳的回收方法，間接提到了提尚硫化氣濃度，但并未闡述硫化氣具體的提純方法。中國專利201410687078提到了低溫甲醇洗過程中控制硫化氫尾氣濃度的方法，將獲得甲醇富液首先經過中壓閃蒸然后氣提再生再通過熱閃蒸、熱再生后經過冷卻獲得的硫化氫含量在20-50%，也未提及如何進一步得到更高純度的硫化氫。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種利用合成氨低溫甲醇洗酸性氣生產高純硫化氫的方法及裝置，改變了傳統硫化氫尾氣的處理方法，通過精餾方式獲得高純硫化氫氣體，具有工藝簡單，得到的硫化氫產品純度高，產品附加值高，對環境污染小的特點。具體技術方案如下。
[0007]本申請首先提供了一種生產高純硫化氫的裝置，所述裝置包括:吸收塔(1)、熱再生塔(2)、熱閃蒸罐(3)、分離罐(4)、精餾塔(5)、富甲醇栗(6)、貧液栗(7)、第一氨冷器(8)、貧/富甲醇熱交換器(9)、換熱器(10)、第二氨冷器(11)、高壓硫化氫冷凝器(12)、壓縮機
(13)、甲醇洗硫化氫濃縮塔(14);所述吸收塔(I)的塔底通過富甲醇栗(6)與貧/富甲醇熱交換器(9)連接;所述貧/富甲醇熱交換器(9)通過貧液栗(7)與熱再生塔(2)的塔底連接，通過熱閃蒸罐(3)與熱再生塔(2)的塔中連接，貧/富甲醇熱交換器(9)還通過第一氨冷器(8)與吸收塔(I)的塔頂連接;所述熱閃蒸罐(3)的塔頂與吸收塔(I)連接，所述熱再生塔(2)的塔頂通過換熱器(10)、第二氨冷器(11)與分離罐(4)連接，同時換熱器(10)還通過高壓硫化氫冷凝器(12)、壓縮機(13)與精餾塔(5)連接，所述精餾塔(5)的塔底與吸收塔(I)的塔底相連;所述吸收塔(I)的塔頂和精餾塔(5)的塔頂分別與甲醇洗硫化氫濃縮塔(14)連接。
本申請還提供了上述裝置用于生產高純硫化氫的工藝方法，主要包括如下步驟:
1)將低溫甲醇洗酸性原料氣輸入吸收塔(I)的塔底，與從塔頂輸入的貧甲醇接觸，吸收原料氣中的硫化氫；
2)吸收塔(I)塔底部流出的含硫富液經富甲醇栗(6)升壓后在貧/富甲醇熱交換器(9)與貧甲醇熱交換后輸入熱閃蒸罐(3)進行減壓閃蒸，閃蒸氣返回吸收塔(I)底部，閃蒸罐(3)底部液相回到熱再生塔(2)進行熱再生；
3)熱再生塔(2)塔底排出的再生后的貧甲醇用貧液栗(7)升壓后輸送到貧/富甲醇熱交換器(9)與富甲醇熱交換，后經第一氨冷器(8)冷卻后輸送到吸收塔(I)塔頂，完成甲醇循環；
4)熱再生塔(2)塔頂酸氣餾分進入換熱器(11)換熱、再經第二氨冷器(11)冷卻后在分離罐(4)中分離出硫化氫氣體夾帶的甲醇液回到吸收塔(I)塔底，氣體在換熱器(10)中換熱后送出經壓縮機(13)壓縮后進入高壓硫化氫冷凝器(12)進行高壓冷凝；
5)經壓縮機(13)高壓冷凝后的物料進入精餾塔(5)，精餾塔(5)塔頂氣返回甲醇洗硫化氫濃縮塔與吸收塔(I)塔頂氣合并進行循環回收，精餾塔(5)側抽出純化的硫化氫產品，塔底液相返回吸收塔(I)塔底。
[0008]進一步地，本申請中所述原料氣中硫化氫氣體含量20-30%，二氧化碳含量70-80%;輸入溫度為40-55°C，壓力為0.2-0.3MPa。
[0009 ] 優選地，本申請所述精餾塔(5 )的操作壓力為3.0-5.0MPa。
[0010]優選地，本申請所述精餾塔(5)的操作溫度為0-10°C。
[0011 ]優選地，本申請所述精餾塔(5 )內的塔板數為50-100塊。
[0012]有益效果:本申請提供的生產高純硫化氫的裝置及工藝方法，操作穩定，生產條件溫和，即通過酸性氣體洗滌、甲醇再生初提純硫化氫，酸性氣壓縮后通過精餾方式提純獲得含量> 99%的硫化氫產品，硫化氫的回收率達到99%以上。
【附圖說明】
[0013]圖1為本申請生產高純硫化氫裝置的結構示意圖；
圖中:1-吸收塔，2-熱再生塔，3-熱閃蒸罐，4-分離罐，5-精餾塔，6-富甲醇栗，7-貧液栗，8-第一氨冷器，9-貧/富甲醇熱交換器，10-換熱器，11-第二氨冷器，12-高壓硫化氫冷凝器，13-壓縮機，14-甲醇洗硫化氫濃縮塔。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的解釋說明。圖1為本申請生產高純硫化氫所用裝置的結構示意圖。
[0015]實施例1 以合成氨甲醇低溫洗酸氣為例，含硫化氫22%，二氧化碳77.5%以及其他微量成分的原料氣輸入吸收塔I的塔底，與從塔頂進入的貧甲醇接觸，吸收原料氣中的硫化氫，將氣體中二氧化碳脫除，吸收I塔頂氣體返回甲醇洗硫化氫濃縮塔14，塔底部流出的含硫富液經富甲醇栗6進行升壓，后在貧/富甲醇熱交換器9與貧甲醇熱交換后