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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,第八次課脫硫脫碳工段原理及主要設(shè)備,一、工藝原理,二、低溫甲醇洗工段主要設(shè)備作用介紹及生產(chǎn)中主要控制對(duì)象,低溫甲醇洗工藝是,20,世紀(jì),50,年代，由德國(guó)魯奇（,Lurgi,）公司和林徳（,Linde,）公司聯(lián)合開發(fā)的一種原料氣凈化方法，,20,世紀(jì),60,年代后，隨著以渣油和煤為原料的大型合成氨裝置的出現(xiàn)和發(fā)展，低溫甲醇洗滌技術(shù)在制氨及甲醇工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用。,一、低溫甲醇洗凈化吸收的原理,低溫甲醇洗是指在一定的壓力和低溫下，把變換氣中所含的酸性氣體,CO,2,、,H,2,S,、,COS,和硫醇等脫除的
2、工藝過程。由于甲醇吸收酸性氣體的過程沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，因此屬于物理吸收，其吸收原理是：以低溫甲醇有機(jī)溶劑為吸收劑，利用,CO,2,、,H,2,S,、,COS,比,H2,、,CO,在吸收劑中溶解度大的特性而除去，吸收后溶液的再生依靠簡(jiǎn)單的閃蒸解吸和氣體放出,CO,2,、,H,2,S,等。,甲醇吸收酸性氣體屬物理吸收，氣液平衡關(guān)系開始時(shí)符合亨利定律（,P=KX,），吸收劑的吸收容量隨酸性組分分壓的提高而增加，溶液循環(huán)量與原料氣量及操作條件有關(guān)。操作壓力提高，溫度降低，溶液循環(huán)量減少,二 基本原理,1,、甲醇的性質(zhì)：分子式,CH3OH,，相對(duì)分子量,32,，是一種無(wú)色，易揮發(fā)、易燃的液體，凝固點(diǎn),-
3、97.8,，沸點(diǎn),64.7,（,0.1MPa,）,它能與水以任何比例混溶。甲醇是一種具有極性的有機(jī)溶劑，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不變質(zhì)，不腐蝕設(shè)備。,2,、吸收原理,為純物理吸收過程。根據(jù),CO2,、,H2S,、,COS,等酸性氣體在甲醇中有較大的溶解度，而氫氣、氮?dú)?、一氧化碳在其中的溶解度很小而吸收的，因而用甲醇吸收原料氣中?CO2,、,H2S,等酸性氣體，而,H2,、,CO,的損失很小。,3.,各種氣體在甲醇中的溶解度，低溫甲醇洗滌法中，,H,2,S,、,COS,和,CO,2,等酸性氣體的吸收后溶液的再生以及,H,2,、,N,2,、,CO,等溶解度低的有用氣體的解吸回收，其基礎(chǔ)就是各種氣體在甲醇中
4、有不同的溶解度。見,P159,圖,7-5,從圖可見，在同一溫度下，,CO,2,、,H,2,S,、,H,2,O,等的溶解度遠(yuǎn)大于,H2,和,CO,，所以低溫甲醇法易除去,CO,2,、,H,2,S,。隨著溫度的降低,CO,2,、,H,2,S,在氣體在甲醇的溶解度增大，而,H,2,、,CO,變化不大，因此，此法易在較低溫度下操作。由于,H,2,S,在甲醇中的溶解度比,CO,2,更大，所以用甲醇脫除,CO,2,的同時(shí)也能把氣體中的,H,2,S,一并脫除掉。,很多合成氨廠或以煤為原料合成甲醇，將脫除硫合并到脫除碳工序，這樣可以節(jié)省投資費(fèi)用降低成本。,溶劑對(duì)溶質(zhì)的吸收有以下的趨勢(shì),對(duì)于大多數(shù)氣體而言，壓力
5、愈高、溫度愈低，則在溶劑中的溶解量愈大，在露點(diǎn)時(shí)則溶質(zhì)在溶劑中的溶解量為無(wú)窮大,(,即溶劑和溶質(zhì)可以共混,),。,在真實(shí)氣體條件下，混合氣體中的各分子間存在著引力，即范德華爾力，它將使其在溶劑中的溶解量減少和亦使混合氣體的露點(diǎn)比單一氣體有所下降。,對(duì)于混合氣體而言，當(dāng)一種易溶組分溶解在溶劑中時(shí)，這一易溶解的組分會(huì)像溶劑一樣吸收另一組分。,在吸收了溶質(zhì)的溶劑進(jìn)行解吸時(shí)：根據(jù)亨利定律壓力愈低、溫度愈高，則愈利于溶質(zhì)的吸收，在溫度等于溶劑的沸點(diǎn)時(shí)溶劑的沸點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)在溶劑中的溶解量為零。因此，選擇溶劑解吸的方法有：,減壓解吸法，即吸收了溶質(zhì)的溶劑，通過節(jié)流和降低系統(tǒng)的總壓（甚至到負(fù)壓），實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的解吸。
6、,氣提解析法，即導(dǎo)入惰性氣體，降低溶質(zhì)的分壓，實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的吸收。,加熱解吸法，即用外來(lái)的熱量把溶劑加熱到沸騰，使溶質(zhì)在溶劑中的溶解量為零。,甲醇溶劑與其他溶劑相比有如下優(yōu)點(diǎn)：,在低溫、高壓下，甲醇吸收酸性氣體的量遠(yuǎn)大于對(duì),N,2,、,CO,、,H,2,、,CH,4,等的吸收量，即選擇性好，從而大大降低了甲醇循環(huán)量和減少了有效氣體,H,2,和,CO,的損失。,甲醇在低溫下平衡蒸汽壓低，故甲醇損失少。,甲醇的化學(xué)穩(wěn)定性好，冰點(diǎn)低。,甲醇的粘度小和腐蝕性小。,甲醇的吸收能力大（約是水的,100,倍，本菲爾化學(xué)溶劑的,10,倍），且價(jià)廉易得。,甲醇溶劑也有如下的缺點(diǎn)：,因其工藝是在低溫條件下操作，因此設(shè)
7、備的材質(zhì)要求要高。,為降低能耗，回收冷量，換熱設(shè)備較多而使流程變長(zhǎng)。,甲醇有毒，會(huì)影響人的健康。,三、低溫甲醇洗工藝的特點(diǎn),可以保證凈化氣中,H,2,S,、,CO,2,的含量滿足合成氣的需要而且可以徹底 除去合成氣中的硫化物，延長(zhǎng)甲醇合成催化劑的壽命。,低溫甲醇洗滌法可以脫除氣體中的多種組分，在,-30,到,-70,的低溫下，甲醇可以同時(shí)脫除氣體中的,H,2,S,、,COS,、,CS,2,、,RSH,、,C,4,H,4,S,、,CO,2,、,HCN,、,NH,3,、,NO,以及石蠟烴、芳香烴、粗汽油等組分，并可同時(shí)使氣體脫水，徹底干燥，所吸收的有用組分可以在甲醇再生過程中回收。,低溫甲醇對(duì),C
8、O,2,、硫化物的吸收能力大溶液循環(huán)量低，可減少管道和設(shè)備尺寸，降低系統(tǒng)消耗。,吸收,CO,2,、硫化物的富甲醇經(jīng)閃蒸、氣提、熱再生可循環(huán)使用。,閃蒸和氣提出的,CO,2,可達(dá)標(biāo)排放，再生產(chǎn)生的酸性氣體經(jīng)硫回收后可達(dá)標(biāo)排放，生產(chǎn)副產(chǎn)品硫磺。,熱再生廢水含微量甲醇可用以煤漿制備，降低系統(tǒng)水消耗并減少污水處理負(fù)荷。,氣體的凈化度很高，凈化氣中總硫含量可脫到,0.1cm,3,/m,3,以下，,CO,2,可凈化到,10 cm,3,/m,3,以下，低溫甲醇洗滌法適用于對(duì)硫含量有嚴(yán)格要求的化工生產(chǎn)。,可選擇性地脫除原料氣中的,H,2,S,和,CO,2,，并分別加以回收，由于低溫時(shí),H,2,S,、,COS,
9、和,CO,2,在甲醇中的溶解度都很大，動(dòng)力消耗低，同時(shí)，在低溫下,H,2,和,CH,4,等在甲醇中溶解度較低，甲醇的蒸汽壓也很小，這就使有用氣體和溶劑的損失保持在較低水平。,甲醇的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好。同時(shí)，甲醇還比較便宜容易獲得。,四、低溫甲醇洗的不足,為降低能耗，回收冷量，換熱設(shè)備較多而使流程變長(zhǎng),，特別是再生過程比較復(fù)雜。,因其工藝是在低溫條件下操作，因此設(shè)備的材質(zhì)要求要高。,甲醇有毒，會(huì)影響人的健康。,甲醇的毒性大，當(dāng)吸入,10ml,時(shí)就會(huì)雙目失明，吸入,30ml,時(shí)就會(huì)致命，在空氣中甲醇的允許含量為,50mg/m,3,。因此，設(shè)備制造和管道安裝的質(zhì)量要求嚴(yán)格，操作應(yīng)謹(jǐn)慎小心，嚴(yán)防泄
10、漏等事故的發(fā)生。還應(yīng)有安全措施。,五、低溫甲醇洗的主產(chǎn)品流,甲醇合成氣，,CO,2,濃度,3.42%,（,mol,）、總硫,0.1ppm,。,放空尾氣，幾乎無(wú)硫，主要為,CO,2,和,N,2,。,酸性氣體主要由,CO,2,和,H,2,S,組成。其中,H,2,S,濃度正常為,27.9%,（,mol,）左右，最大約,41.3%,（,mol,）左右。,六、低溫甲醇洗工段主要設(shè)備,5,個(gè)塔,19,個(gè)換熱器（其中,6,臺(tái)繞管換熱器）,15,臺(tái)泵,3,個(gè)甲醇過濾器,8,個(gè)槽（罐）,1,臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī),1,、,5,個(gè)塔,洗滌塔,脫除從上游工序來(lái)的變換氣中的,CO,2,、,H,2,S,及有機(jī)硫等雜,質(zhì)，同時(shí)也
11、脫除變換氣中帶入的飽和水，制得：,CO,2,3.42,0.2%,，總硫,0.1ppm,的合格凈化氣。,生產(chǎn)中應(yīng)注意洗滌塔的壓差、吸收液的溫度?？刂粕纤?與下塔的液位，防止高低壓串壓。,H,2,S,濃縮塔,氣提出,CO,2,和,H,2,S,的濃縮使其在后續(xù)部分達(dá)到合格的濃度去,硫回收工段。,生產(chǎn)中應(yīng)注意控制濃縮塔中部和底部的液位，防止泵的,抽空。同時(shí)應(yīng)注意控制氣提氮?dú)獾牧髁俊?熱再生塔,脫吸出甲醇中的,H,2,S,和尚為脫完的,CO,2,，達(dá)到溶液再生的,目的，熱再生塔采用蒸汽加熱脫吸法。,生產(chǎn)中應(yīng)注意控制其底部液位及溫度。,甲醇,/,水分離塔,采用的是蒸汽加熱法回收甲醇。,生產(chǎn)中應(yīng)注意控制其底
12、部液位及溫度。,尾氣洗滌塔,吸收從,H,2,S,濃縮塔氣提帶出的甲醇。,注意控制其液位,2,、,19,個(gè)換熱器（其中,6,臺(tái)繞管換熱器）,氨冷器,工段中四個(gè)氨冷器主要作用是為生產(chǎn)提供冷量，采用液氨,氣化冷卻。,生產(chǎn)需要冷量可通過液氨的液位來(lái)控制。,貧甲醇換熱器,回收冷量，降低貧甲醇溫度。,再沸器,為,C2203,、,C2204,提供熱源。注意控制蒸汽量。,過程氣換熱器,回收合成氣與尾氣中的冷量，降低變換氣的溫度。,進(jìn)料加熱器,加熱,C2203,、,C2204,進(jìn)口物料，進(jìn)行熱量回收,貧甲醇水冷器,循環(huán)水冷卻貧甲醇,其他換熱器,物料之間換熱，回收冷量或熱量。,3,、,15,臺(tái)泵,為工段液體循環(huán)提
13、供動(dòng)力。,生產(chǎn)中應(yīng)注意其進(jìn)出口壓力，防止其形成氣蝕、氣縛。,注意泵體溫度的變化。,4,、,3,個(gè)甲醇過濾器,C2202,、,C2203,底部過濾出甲醇中的雜質(zhì)。,生產(chǎn)中應(yīng)注意其壓差。,5,、,8,個(gè)槽（罐）,無(wú)硫甲醇閃蒸槽、含硫甲醇閃蒸槽,閃蒸出甲醇吸收的,CO,、,H,2,到閃壓機(jī)進(jìn)行回收。,注意控制閃蒸槽的液位，壓力。,甲醇閃蒸槽,對(duì),H,2,S,濃縮塔中部引出的甲醇進(jìn)一步解吸。,注意控制閃蒸槽的液位，壓力。,貧甲醇槽,貧甲醇儲(chǔ)罐，開車時(shí)甲醇由此引入系統(tǒng)。,注意液位控制。,廢甲醇槽,收集整個(gè)系統(tǒng)中的廢甲醇。,罐體,系統(tǒng)中的三個(gè)罐體主要作用是完成氣液分離。,注意控制其液位。,1,臺(tái)往復(fù)式壓縮機(jī),往復(fù)式壓縮機(jī),壓縮從閃蒸槽中過來(lái)的閃蒸氣，回收其中的,CO,、,H,2,。,生產(chǎn)中注意控制其進(jìn)出口壓力、壓縮溫度。,謝謝！,
低溫甲醇洗原理及設(shè)備介紹
