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煤制合成气酸性气体脱除工艺技术的选择

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煤化工工艺中低温甲醇洗对酸性气回收技术研究

煤化工工艺中低温甲醇洗对酸性气回收技术研究

煤化工工艺中低温甲醇洗对酸性气回收技术研究发布时间：2023-02-07T03:09:31.408Z 来源：《工程建设标准化》2022年第9月第18期作者：王环宇[导读] 低温甲醇洗酸性气采用络合铁硫磺回收工艺，酸性尾气中H2S浓度＜5x10%满足《恶臭污染物排放标准》的排放要求；回收后的粗硫膏经熔硫精制可达到工业级硫磺品质，是低潜硫量酸性气硫磺回收的合适工艺选择。

王环宇2109041997****2520摘要：低温甲醇洗酸性气采用络合铁硫磺回收工艺，酸性尾气中H2S浓度＜5x10%满足《恶臭污染物排放标准》的排放要求；回收后的粗硫膏经熔硫精制可达到工业级硫磺品质，是低潜硫量酸性气硫磺回收的合适工艺选择。

关键词：络合铁硫化氢硫磺回收问题改进某化工企业生产合成气采用低温甲醇洗净化工艺，甲醇洗再生解析出来酸性气流量为1500Nm3/h,H2S浓度为4.5%(V),二氧化碳浓度为94%(V)。

该酸性气处理原设计采用克劳斯硫磺工艺，因潜硫量仅有2.3t/d无法运行。

后改用生物法脱硫，因出现堵塔以及副盐高导致系统无法运行。

后经考察论证，采用络合铁硫磺回收工艺处理低温甲醇洗酸性气。

络合铁工艺是一种湿法氧化法硫磺回收技术，其特点是硫化氢脱除效率高达99.9%以上，高硫容、催化剂无毒，对硫化氢的氧化选择性高，可避免传统湿法氧化法(如PDS,ADA等脱硫化氢催化剂)脱硫催化剂出现的产生副盐,排放废液问题。

因此，络合铁硫磺回收工艺具有经济、节能、运行稳定、脱硫效率高等优点心。

1工艺原理络合铁硫磺回收(或络合铁脱硫)是一种湿法氧化法硫磺回收工艺。

其化学反应原理是在络合铁催化剂条件下，利用空气中的氧气氧化气相中的硫化氢，使硫化氢转化为单质硫。

其反应过程包含吸收和再生两个过程，首先是碱性的络合铁溶液吸收了气体中的H2S,使压S溶解在碱洗溶液中生成HS-后与络合铁中的三价铁反应生成单质硫，三价铁被还原成二价铁;然后向二价铁溶液中通入空气，使其与空气中的氧气反应生成三价铁而重新具有氧化能力，实现络合铁的循环使用。

酸气脱除选择

酸气脱除选择

鄂尔多斯市蒙华能源有限公司
化学吸收法
斯淳梯福特法(ADA法) 改良ADA工艺 PDS、888法（磺化酞菁金属类催化法） MSQ法 TV法与KCA法 活化热钾碱法
蒙华能源
斯淳梯福特法(ADA法)
优点 (1)脱硫效率高,一般可大于99%,能将H2S从6 g/m3脱至2×10-6g/m3。 (2)工艺技术成熟,操作稳定,设备和材料均可在国内解决。 缺点 (1)悬浮液中硫颗粒较小,硫回收较为困难。(2)在脱硫过程中有一些不 可逆的副反应发生,生成不利于脱硫的盐类副产物而影响脱硫效果。为 保证脱硫效果,必须增大化学药剂用量,从而加大了废液处理负荷。(3) 脱有机硫和氰化氢的效率差;有害废液处理困难,易造成二次污染;设备 腐蚀严重;有细菌积累。
蒙华能源
规模>300kt/a选择低温甲醇洗
PC法只适用于气体净化度要求不是很高的流程； Purisol法虽然对H2S、CO2的选择性好于NHD和PC溶剂，但由于N-
甲基溶剂较贵，国内外此法应用均不多； NHD溶液循环量大，消耗较高。由于在常温运行，设备大部份为碳钢， 与低温甲醇洗相比投资少是其最大优点。用于规模<300kt/a可考虑选 用； 规模>300kt/a时低温甲醇洗则具有明显的优势，其它方法均不能与之 相比，此已为业内共识，不再赘述。
蒙华能源
MSQ法
郑州大学开发,又称水杨酸络合锰法。 以碳酸钠(或氨水)为碱性吸收介质,对苯二酚、水杨酸和硫 酸锰复配组成脱硫催化剂体系。Mn2+催化对苯二酚氧化 为苯醌,水杨酸与Mn2+配合用于降低脱硫液的表面张力,有 利于硫的析出。 与单独使用对苯二酚的氨水催化法相比,脱硫效率高、副反 应小、硫回收率高；不足之处是脱硫液成分较复杂,脱硫 液中含有酚类物质在排放时会产生环境污染问题。

CO制备过程中酸性气体脱除工艺技术方法的比较_

CO制备过程中酸性气体脱除工艺技术方法的比较_
NHD 溶剂属一 种 有 机 溶 剂 ， 其 化 学 名 称 为 聚 乙 二 醇 二甲醚，NHD 脱除酸性气体纯属物理吸收，它 对酸性气体 有较大的溶解度。
表 2 列出部分气体在 NHD 溶剂中的相对溶解度 。以 CO2 的溶解度为基础进行比较。
表 2 部分气体在 NHD 溶剂中的相对溶解度
气 体 名 称 CO2
（2）MDEA 法 投 资 省 ，设 备 简 单 ，运 行 费 用 及 能 耗 也 比较低但在国内某些厂的运行情况不很理想。主要问题 是活化剂降解后，影 响 净 化 指 标 ，设 备 也 有 一 定 的 腐 蚀 现 象。
（3） 栲 胶 脱 硫 法 广 泛 应 用 于 中 小 合 成 氨 厂 的 半 水 煤 气、变换器的常压 、加 压 脱 硫 。 栲 胶 脱 硫 的 突 出 特 点 是 在 脱除 H2S 的同时对 COS 也有一定的水解能力， 另 外 被 吸 收 的 H2S 在 再 生 时 被 氧 化 成 单 体 硫 ，可 回 收 利 用 ，因 此 该 法 对 环 境 基 本 无 污 染 。选 择 一 个 即 能 满 足 要 求 ，同 时 各 种 费用都尽可能低的酸性气技术方案，意义重大 。
NHD 溶剂对 H2S 气体吸收的工艺条件 ，要 求 H2S 气 体 在 加 压 、较 低 的 温 度 条 件 下 进 行 ；相 反 ，在 H2S 气 体 在 溶 剂中的解吸，要求 在 常 压 下 较 高 的 温 度 下 进 行 气 提 ，这 样 的循环过程决定了 NHD 溶剂脱硫装置流程比较长，要经 过一系列的换热分离设备，而且绝大部分要采用不锈钢 材 料 制 造 。另 外 为 补 充 冷 热 交 换 过 程 中 ，冷 热 损 失 及 再 生 气和溶剂带出的热，还需向溶剂循环系统补充较大部分 冷冻量和低压蒸汽 。 由 此 可 见 ，装 置 投 资 比 较 大 ，工 艺 操 作能耗比较高。

煤制天然气 工艺技术方案

煤制天然气 工艺技术方案

XXX 公司
WEC
XX 公司山西大同 SNG 项目可行性研究
4-2
根据煤气化炉的结构特点和燃料在气化炉中进行转化时的运动方式， 煤气化工艺 可分为三种类型：固定床（移动床） 、流化床和气流床。 (1) 固定床煤气化工艺 固定床气化炉中通常煤从炉顶部加入，气化剂从炉底部送入。炉中一般分为干燥 层、干馏层、还原层和燃烧层，在不同的区域中，各个反应过程所对应的反应区域界 面比较明显。 传统的常压固定床煤气化炉以空气（或富氧）和水蒸汽为气化剂，大多以无烟块 煤为原料，具有单炉气化强度小、碳转化率低、排出的污染物多等缺点。 ★ 碎煤加压气化技术 加压固定床气化炉在高于大气压力下进行煤的气化操作， 以氧气和水蒸汽为气化 剂， 以褐煤、 长焰煤或不粘煤为原料。 在工业中运用比较成熟的为碎煤加压气化工艺。 其主要特点为： ① 原料适应范围广，除黏结性较强的烟煤外，从褐煤到无烟煤都能气化，并能气化 高水分、高灰份的劣质煤； ② 合成气中含有大量的CH4，对于以煤为原料生产城市煤气更有利； ③ 单元装置投资低。 但该工艺也存在缺点，主要表现在： ① 气化及后序处理单元产生废水多，废水成份复杂，废水处理困难，处理成本较高； ② 煤气中含有较多的焦油、酚、氨等杂质，后工序不易处理。 ★ BGL煤气化工艺 英国燃气公司在原鲁奇固定床加压气化炉技术基础上，开发了液态排渣的BGL 煤气化工艺。自上世纪70-80 年代技术开发至90 年代初，经过对大量的英国、美国、 欧洲的烟煤、焦炭和欧洲的褐煤在工业化规模试验炉上的试烧和运行可靠性验证， BGL 技术完成大规模中试和工业化示范，直径 2.3 米的气化炉可达到日投煤量 500 吨的水平，气化强度高出原鲁奇加压气化炉近3 倍。BGL 熔渣气化技术在工业化规 模试验炉上对超过18 万吨的英国和美国许多煤种以及石油焦等投料作了累计超过 1 万4 千3 百小时的试烧，最长连续开车达90 天，积累了大量的试烧数据，开发了完 整的气化模拟分析软件、操作手册和设计手册。 90 年代中后期，在德国东部德累斯顿附近的黑水泵（Schwarze Pumpe）煤气 化厂建设了一台内径3.6 米的BGL气化炉生产合成气，为大型发电厂提供燃料气、为

酸性气体脱除

酸性气体脱除

低温甲醇洗的工艺特点
各种气体在甲醇中的溶解热
气体 H2S CO2 COS CS2 H2 CH4
溶解热
（KJ/mol）
19.264 16.945
17.364
27.614
3.824
3.347
装置状况

到20世纪末，全世界共有低温甲醇洗装置超过90套， 其中国内大约15套。从1960年至今，林德公司共设 计建设低温甲醇洗装置30多套，处理气量超过 52×106m3/d，操作压力2.6MPa到8.0MPa(A),其 中最大的是日本宇部氨厂的低温甲醇洗装置，处理 气量为160730 m3/h，鲁奇公司共设计建设低温甲 醇洗装置近60套，总生产能力达188×106m3/d， 其中最大的是南非SASOL公司煤气化制合成气装置， 处理气量为412500 m3/h。
脱盐水 上水 回水 回水 上水 尾气E-40017源自E-40018E-40019
E-40020 T-40006
T-40007
新鲜甲醇
D -40004
E-40015
E-40014 T-40005
LP蒸 汽
P-40008 P-40006A/B D -40003
污甲醇
P-40007
E-40013A-I P-40004A/B
P-40001A/B 主 洗 泵 P-40002A/B 再 吸 收 循 环 泵 P-40003A-C 热 再 生 塔 进 料 泵 P-40004A/BCO 2吸 收 塔 进 料 泵 P-40005A/B甲 醇 水 分 离 塔 进 料 泵 P-40006A/B 热 再 生 塔 回 流 泵 P-40007 地 下 甲 醇 泵
吸收温度
溶液最小循环量及液气比
再生条件

煤制甲醇装置酸性气体脱除工艺技术的选择

煤制甲醇装置酸性气体脱除工艺技术的选择

文章编号 ：０ ８ １６ （０ １０ — ４ — ２ １０ — ２ ７ ２ １ ） １ ０ ４ ０
１ 低温甲醇洗工艺和 Ｎ Ｄ工艺简介 Ｈ
低 温 甲醇 洗工 艺 的 操作 原 理 是 在 高压 、低 温
下 ， 氧 化碳 、 二 硫化 氢 和 其它 有 机硫 化 物 等杂 质 在 极 性溶剂 —— 甲醇 中是极 易溶解 的 ， 在减 压时 又 而
后 的锅 炉给 水将 原料 气 中微 量 Ｎ ３Ｈ Ｎ 、 基 Ｆ／ Ｈ、Ｃ 羰 ｅ
Ｎ 等洗 涤至＜ ｘ０ ， 向 出洗 氨塔 的原料气 中喷人 ｉ ｌ ｌ一再
少量 甲醇 ， 防止水结冰 ， 然后经原料气冷却器冷却 进 甲醇 水分 离器 ， 分离 出甲醇和 水 。原 料气 进入 原 料 气 甲醇 洗涤塔 ，在 下塔脱 除硫化 物 （ ２ 有机 Ｈｓ和
第２ ５卷第 １ 期
２１年 １ ０１ 月
天
津
化
工
Ｖ０． ５ＮＯ １ １２ ．
Ｔａｊ ｈ ｍｃｌｎ ｕｔ ｉ ｉ Ｃ ｅ ｉ ｄｓｙ ｎｎ ａＩ ｒ
Ｊｎ２ １ ａ ．Ｏ １
煤 制 甲醇装 置 酸性气 体脱 除工 艺技 术 的选 择
刘 尚 享
（ 津碱 厂 合成 氨 甲醇 分厂 ， 津 ３ ０ ５ ） 天 天 ０ ４０
摘 要 ： 文对 目前我 国以煤 气化 为原料 生产 甲醇装置 ， 料 气 中酸性 气体 脱 除的 常用 工 艺技 术进 本 原
行 了分析 、 比较 、 论证 ， 选择 出了较好 的方案 。
关键 词 ： 甲醇 ； 脱硫脱碳 ； 酸性 气体 ； 温 甲醇洗 低
ｄ ｉ１．９ ９ ．ｓ．０ ８ １６ ． １ ．１ １ ｏ：０３ ６ ０ｉ ｎ１０ — ２ ７２ ０ ． ７ ｓ ０１ ０ 中图分 类 ： Ｑ ２ Ｔ ０８ 文 献标志码 ： Ａ

常见煤制气中的酸性气体脱除工艺技术特性对比与选择

常见煤制气中的酸性气体脱除工艺技术特性对比与选择
该 法对 Ｈ Ｓ和 ＣＯ 的吸收都 属于 物理 吸收 法 。 ＮＨＤ 即聚 乙二 醇 二 甲醚 ，又 名 ＮＨＤ 脱 硫 脱 碳 溶 剂 ，淡 黄色 透 明液 体 ，化 学 性 质稳 定 且 热 稳 定好 ， 可降解 、无毒、对碳 钢设备 无腐蚀且极 易溶解 Ｈ ｓ 和 Ｃ Ｏ，及 ＣＯＳ，在 化肥 生产 过程 中常选 用 Ｎ Ｈ Ｄ溶 液作为脱硫 和脱碳 溶液 ，是一 种优 良的物理 吸收 溶剂 。 ２．３ 低 温 甲醇洗 法 低温甲醇洗是 ５０年代初 由德国林德公司和鲁 奇公司联合开发的一种气体净 化工艺。该工艺 以 甲醇 为 吸收溶 剂 ，利 用 甲醇 在零 下 ５０—６０℃的低 温
学 吸收 。正 由于 ＭＤＥＡ 对 于 ＣＯ：的 吸 收 属 于 物理 吸 收 ，所 以 采 用 该 法 进 行 脱 碳 时 再 生 所 需 能 耗 较 低 ，在 消耗 等方 面 比普通 化学 吸收 法经 济得 多 。
活化 ＭＤＥＡ溶 剂主要 由 ３部分组 成 ：Ｎ一甲基二 乙醇胺 、水 和 活化剂 。
２０１８年第 ｌ８卷第 １期
气体净化
·５ ·
常见 煤 制气 中的 酸性 气 体 脱 除 工 艺 技术 特 性 对 比 与选 择
孟 艳 芳
（１．新疆 国泰新 华矿业股份有限公 司 ，新疆 昌吉 ８３１１００）
摘要 ：从技 术特性和处理合成气消耗方面 ，对活化 ＭＤＥＡ、ＮＨＤ和低温 甲醇洗 ３种净化工 艺进行 比 较 ，针对 不同规模的煤化工项 目，选择合适 的净化工艺 。
该法 综合 了化 学 吸 收 和 物 理 吸 收 两 种 方 法 的 原理 。 ２ 常见 的酸性 气体 脱 除 工艺技 术简 介
２．１ ＭＤＥＡ 法
ＭＤＥＡ法 是 由德 国 ＢＡＳＦ化 学公 司开 发 的活化 ＭＤＥＡ技 术 ，具有 溶液 稳 定性好 、能耗低 、无 毒 、易 于 操作等优点 ，被广泛应用于氨厂脱碳工艺 ，在 ２０世 纪 ６０年代 末 ，也 开始 应用 于脱 硫装 置 上 。ＭＤＥＡ吸 收 ＣＯ 属 于物 理化 学 吸 收 ，吸 收 Ｈ Ｓ属 于 完 全 的化

酸性气体脱除设备布置要点分析

酸性气体脱除设备布置要点分析

2019年07月酸性气体脱除设备布置要点分析刘羽西（中石化宁波工程有限公司，浙江宁波315103）摘要：酸性气体脱除是煤化工企业常用的清洁工艺，可以有效脱除煤化工生产中产生的二氧化碳以及硫化氢。

基于此，文章从酸性气体脱除装置的工艺流程入手，分析酸性气体脱除装置的设备布置设计的要点和需注意的问题。

关键词：酸性气体脱除；换热器；塔；泵在以煤为原料生产氢气、甲醇或者氨等产品时，需要将生产过程中产生的二氧化碳及硫化氢等酸性介质脱除，最常用的净化工艺为酸性气体脱除工艺。

在煤化工企业生产规模不断扩大的趋势下，酸性气体脱除装置的规模随之增大，设备的合理布置成为煤化工企业关注的重点。

文章以酸性气体脱除工艺中的物理吸收法为例，分析设备布置的要点。

1工艺特点和流程描述酸性气体脱除以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温条件下对酸性气体（CO 2、H 2S 等）溶解度极大的优良特性。

脱除原料气中的酸性气体，是一种物理吸收法。

此物理吸收法是目前国内外所公认的最为经济且净化度高的气体净化技术，具有其它脱硫脱碳技术不能取代的特点。

此方法的工艺流程（详见图1）为变换气首先进入硫化氢吸收塔脱除H 2S 气体，富H 2S 甲醇送中压闪蒸塔，脱硫气进入二氧化碳吸收塔脱除CO 2气体，净化合成气送出界区，富CO 2甲醇送中压闪蒸塔；富CO 2甲醇和富H 2S 甲醇在中压闪蒸塔闪蒸后送再吸收塔，闪蒸气返回硫化氢吸收塔；再吸收塔闪蒸生成的半贫液送二氧化碳吸收塔，二氧化碳产品气及尾气送出界区，塔底富甲醇送热再生塔。

富甲醇在热再生塔上塔闪蒸出的气体返回再吸收塔，闪蒸后的富甲醇进入热再生塔下塔汽提生成贫甲醇送二氧化碳吸收塔；热再生塔汽提出的酸性气体送出界区，塔底富集的甲醇水溶液送甲醇/水分馏塔；甲醇/水分馏塔顶甲醇蒸汽返回热再生塔，塔底含甲醇废水送尾气洗涤塔；尾气在尾气洗涤塔洗涤后放空，洗涤液返回甲醇/水分馏塔。

2设备的布置设计要点酸性气体脱除装置中的设备一般采用露天布置，按工艺流程划分为冷区和热区，冷区框架的设备包括吸收塔、中压闪蒸塔、再吸收塔以及相关的换热器、分离器等；热区框架的设备包括热再生塔、甲醇/水分离塔和尾气洗涤塔及相关的换热器等。

酸性气工艺技术

酸性气工艺技术

酸性气工艺技术酸性气工艺技术是一种将酸性气体进行处理和利用的技术。

在这个技术中，酸性气体被处理后，可以用于生产化工产品，或者作为能源的利用。

在今天的能源和环境问题日益突出的背景下，酸性气工艺技术显得尤为重要。

首先，酸性气工艺技术可以有效解决酸性气体对环境的污染问题。

酸性气体，如二氧化硫、氯化氢等，是许多化工生产过程中产生的副产物。

这些酸性气体如果直接排放到大气中，会引起酸雨的形成，对大气、水源和植被造成极大的污染。

而通过酸性气工艺技术，可以对这些酸性气体进行吸收和处理，将其转化为无害的物质，从而减少对环境的污染。

其次，酸性气工艺技术对于资源的利用和能源的节约也起到了重要作用。

在酸性气体处理过程中，我们可以通过吸收和转化，将其转化为有用的化学品或能源。

例如，将二氧化硫气体通过反应转化为硫酸，可用于生产肥料、电池和纤维等。

同时，酸性气工艺技术还可以将酸性气体中的能量进行回收利用，从而减少能源的浪费和环境的压力。

此外，酸性气工艺技术还可以提高化工生产的效率和减少生产成本。

许多化工生产过程中会产生酸性气体作为副产物，这些气体如果不能有效处理和利用，不仅会造成环境污染，还会造成能源和资源的浪费。

通过酸性气工艺技术，可以在处理酸性气体的同时，将其转化为有价值的产品或能源，从而提高整个生产过程的经济效益，减少生产成本。

然而，酸性气工艺技术在实施过程中也面临着一些挑战和难题。

首先，酸性气体处理设备的设计和选用需要考虑到处理效果和成本的平衡。

同时，酸性气体处理过程中的废水和废气的处理问题也需要进行同步解决。

其次，酸性气工艺技术的实施需要相关的法律政策和规范的支持，以促进其在各个行业的推广应用。

总之，酸性气工艺技术在解决酸性气体污染、资源利用和能源节约方面具有重要的意义。

通过酸性气工艺技术，我们可以有效处理和利用酸性气体，减少对环境的污染，提高化工生产的效率和经济效益。

同时，酸性气工艺技术的发展也需要科技创新、法律支持和产业协同等多方面的努力，以实现其在工程实践中的全面应用。

煤废气处理工艺

煤废气处理工艺

煤废气处理工艺
煤化工废气处理工艺主要包括以下几种方法：
1. 吸收法：利用吸收剂吸收有害气体，常用的吸收剂包括碱液、酸液、活性炭等。

2. 活性炭吸附法：利用活性炭对有害气体进行物理吸附和化学吸附，将有害气体降解或转化为无害物质。

3. 催化氧化法：通过催化剂作用，将有害气体氧化成为无害的二氧化碳、水等物质。

4. 等离子体处理法：将有害气体置于电离气体中，利用高能离子的化学反应或物理作用来降解或转化有害气体。

5. 膜分离法：利用膜对有害气体进行过滤、分离和回收处理。

6. 生物处理法：利用微生物对有害气体进行生物降解和转化，将其转化为无害物质。

以上是一些常见的煤化工废气处理工艺，具体应用要根据废气成分、浓度、产量以及要求的处理效果来选择相应的处理工艺。

在处理煤化工废气时，还需要注意处理废气的效率、成本、环境影响等因素。

粉煤气化工艺中酸性气体脱除方案的选择

粉煤气化工艺中酸性气体脱除方案的选择

工业技术(452~455)粉煤气化工艺中酸性气体脱除方案的选择顾英(中国石化宁波工程有限公司,浙江宁波315801)摘要:通过对M DEA工艺及低温甲醇洗工艺2种方案在气体净化度、溶液循环量、溶剂损耗、流程匹配性、能耗及投资费用等方面的比较,认为粉煤气化技术采用低温甲醇洗工艺脱除酸性气体是较佳方案。

关键词:粉煤气化;酸性气体;M DEA工艺;低温甲醇洗中图分类号:T Q113.26+4 文献标识码:A 文章编号:1009-0045(2004)06-0452-04壳牌粉煤气化工艺(SCGP)以其原料煤适用范围广、气化效率高、安全、易于操作维护等优点,被许多原来以渣油为原料的大型化肥装置在进行原料结构调整工程中所采用。

此外也有不少中型化肥装置在改扩建工程中采用了该工艺。

那么,粉煤气化的净化工艺采取何种方法脱除酸性气体,如何最大程度地节省投资、降低能耗,不仅要考虑到粉煤气化工艺的粗煤气的特点,还要结合装置的现有情况,在进行分析比较后才能确定净化方案。

本文以某中型化肥厂改扩建工程为例,探讨粉煤气化技术配套工艺中净化方法的选择。

某化肥厂现有一套以天然气为原料制氨的设备,本次改造工程采用壳牌粉煤加压气化技术,要求配套工序尽可能利用原有的变换、脱碳、甲烷化、合成、冷冻等装置进行 填平补齐改造。

装置的规模为年产合成氨26万t,年产CO2气体17661万m3。

由于本工程现有装置的脱碳工序为MEA流程,加之下游采用甲烷化精制工艺,因此初步采用热法工艺脱除酸性气体。

热法中以M DEA工艺能耗最低,既能脱硫又能脱碳,并且与MEA流程近似,溶液对工艺设计的材质要求类似,改造工程量小,可以有效地利用原有设备,最大程度减小投资。

但是该工艺能否适应粉煤气化中粗煤气的特点,流程匹配性如何,与以低温甲醇洗工艺为代表的低温物理吸收法相比较有何优缺点,还要经过具体的经济技术比较。

1 壳牌粉煤气化粗煤气特点!本工程气化装置粗煤气组成(体积分数)见表1。

NHD和低温甲醇洗酸性气脱除工艺的比较和选择

NHD和低温甲醇洗酸性气脱除工艺的比较和选择
Ｅ６—Ｈ２Ｓ 馏 分 冷 交 换 器 Ｅ７— 甲 醇 再 生 塔 再 沸 器 Ｅ８— 甲 醇 ／ 水 分 离 塔 再 沸 器 Ｋ１— 循 环 气 压 缩 机 Ｖ１— 进 料 气 体 ／ 甲 醇 水 分 离 器 Ｖ２— 无 硫 甲 醇 闪 蒸 罐 Ｖ３— 含 硫 甲 醇 闪 蒸 罐 Ｖ４— 循 环 甲 醇 闪 蒸 罐
第 ２ 期（ 总 第 １３５ 期） ２００８ 年 ４ 月
煤化工
Ｃｏａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｎｏ．２（ Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１３５） Ａｐｒ． ２００８
ＮＨＤ和低温甲醇洗酸性气脱除工艺的比较和选择
刘庆 （ 安徽淮化集团有限公司， 淮南 ２３２０３８）
摘 要 简 述 了 低 温 甲 醇 洗 工 艺 技 术 和 ＮＨＤ 工 艺 技 术 ， 并 将 两 种 工 艺 进 行 了 技 术 经 济 比 较 ， 以 安 徽 淮 化 集 团 公 司 ３０ 万 ｔ ／ ａ 合 成 氨 项 目 为 实 例 ， 重 点 探 讨 了 低 温 甲 醇 洗 工 艺 的 先 进 性 和 流 程 配 置 的 灵 活 性 ， 介 绍 了 低 温 甲 醇 洗 工 艺 中 塔 板 数 的 确 定 、酸 性 气 中 Ｈ２Ｓ 浓 度 的 控 制 、冷 量 消 耗 的 控 制 等 方 法 ， 结 合 整 个 合 成 氨 装 置 能 量 利 用及消耗的优化， 对低温甲醇洗工艺进行了经济性评价。
Ｖ５— 贫 甲 醇 收 集 罐 Ｖ６— 甲 醇 再 生 塔 回 流 液 分 离 罐 Ｖ７—Ｈ２Ｓ 馏 分 分 离 罐
图 １ 低温甲醇洗典型的五塔工艺流程示意图
变 为 三 塔 流 程（ 即 Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５ 塔） 。
３ 低温甲醇洗工艺相关技术参数的确定
３．１ Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 塔 上 段 塔 板 数 的 确 定 Ｃ１ 塔 上 段 的 理 论 塔 板 数 采 用 逐 板 计 算 的 方 法 确

LNG生产过程中酸气脱除工艺探讨

LNG生产过程中酸气脱除工艺探讨

LNG生产过程中酸气脱除工艺探讨【摘要】目前，液化天然气（LNG）作为一种清洁、高效能源，已经在工业生产和日常生活中起到越来越重要的作用，在能源供应中所占的比例也越来越大。

本文就LNG生产过程中酸气的脱除工艺进行简单探讨。

【关键词】酸气脱除；胺液再生；发泡1.LNG酸气脱除工艺LNG原料天然气来自上游气田，经过天然气净化厂（或处理厂）进行净化后，脱除原料气中的水分、凝析油及硫化物，成为合格的商品气销往下游。

但是作为LNG的原料气，因为LNG具有的低温特性，因此对原料气中的杂质的脱除要求更高。

原料其中含有的水分、重烃、汞和酸性气体，在低温情况下会以液态状态析出，堵塞或者腐蚀管道。

因此，在原料气液化之前必须脱除其中的水分、重烃、汞和酸性气体（CO2和H2S）。

1.1酸气脱除原理目前LNG工厂主要采用胺液吸收的方法脱除酸气。

从原料气压缩机单元来的压缩气体，首先进入粗过滤器，滤除气体中的固体颗粒及液态重烃后，进入CO2吸收塔（注：CO2吸收塔一般采用板式塔。

板式塔分为泡罩塔、筛板塔和浮阀塔，几种塔之间最大的不同在于其塔盘结构上的差异。

）进行酸气脱除。

气体自吸收塔底部向上，与自上而下的胺液（MDEA溶液）充分接触。

原料气中CO2被充分吸收而进入液相，将CO2脱除到50ppmv以下。

脱除酸气后的天然气进入净化工艺其他单元，继续脱除气体中的水分、汞以及重烃。

1.2胺再生工艺吸收酸性气体后的胺液体，我们称之为富胺液。

富胺液经过加热再生（即脱除酸性气体）后的胺液称为贫胺液。

胺再生系统包括的工艺设备有：胺再生塔、富胺闪蒸罐、贫/富胺换热器、贫胺冷却器、胺缓冲罐。

富胺液进入胺再生塔中，通过降低压力、蒸汽加热后在富胺中脱除酸性气体。

闪蒸后的富胺与再生塔底部流出的贫胺溶液在贫/富胺换热器中换热，升温后去胺再生塔顶部，在再生塔进行汽提再生，直至贫胺的贫度指数达到合格。

从再生塔出来的贫胺液经过换热器冷却后进入胺缓冲罐，通过循环泵增压进入CO2吸收塔顶部，进行酸性气体吸收。

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TV 法即栲胶-NaVO3 法，简称栲胶法或 TV 法。该法于上世纪 70 年代由广西化工研究所开发成功。后来该所又对 TV 法加以改进，称 为改良栲胶法或 KCA 法。是采用含聚酚类（丹宁）物质的野生植物作 原料而制成一种棕色粉末与少量金属盐混配而成的催化剂。该催化剂 分子中含有大量的邻位或连位的酚羟基，同 ADA 法一样，脱硫时聚酚 类发生醌-酚态转化，也属于湿式二元催化氧化法。 1.5 活化热钾碱法
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①吸收速度快，解吸速率高，能耗低。②吸收能力大。常压下吸 收能力可达到或超过 Benfield 溶液。高净化 CO2 时硫化物可顺带脱 至 1~5ppm，部分脱 CO2 时，硫化物可顺带脱除 1/3~1/2，不需额外增 加能耗。③MDEA 本身蒸汽压较低(25℃，<1.3×10-6MPa)，与 CO2 反应 仅生成碳酸氢盐而不生成氨基甲酸酯，溶液不会降解，平均吨氨损失 溶剂 30~50g。④溶液的腐蚀性，取决于所添加特种活化剂的类型。 ⑤吸收过程中对非极性气体的溶解度很低，可以经济地除去合成气的 酸性组分，被净化气体损失少。 3.1.2 主要缺点及局限性
本文拟针对煤直接制合成气中酸性气体的脱除而论，给出几种常 见的酸性气体脱除方法简介、主要优缺点及大中型、中小型煤化工装 置酸性气体脱除方法的选择建议，不涉及热解煤气（焦炉气）等它种 煤气中酸性气体的脱除问题。 1 化学吸收法 1.1 斯淳梯福特法(ADA 法)
斯淳梯福特法又称为蒽醌二磺酸钠(ADA)法或 Stretford 法,是 一种曾被广泛采用的脱硫工艺。 1.1.1 优点
MSQ 法由郑州大学开发,又称水杨酸络合锰法。是以碳酸钠(或氨 水)为碱性吸收介质,对苯二酚、水杨酸和硫酸锰复配组成脱硫催化剂 体系。Mn2+用于催化对苯二酚氧化为苯醌,水杨酸能与 Mn2+配合用于降 低脱硫液的表面张力,有利于硫的析出。MSQ 脱硫催化剂与单独使用 对苯二酚的氨水催化法相比,具有脱硫效率较高、副反应小、硫回收 率较高的特点,不足之处是脱硫液成分较复杂,脱硫液中含有酚类物 质在排放时会产生环境污染问题。 1.4 TV 法与 KCA 法
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全运行。⑦对泵等有一定的润滑性能，使用性能优良。⑧具有脱水及 脱有机硫的性能。 2.3.2 主要缺点及局限性
①需采用冷冻降温，吸收温度一般维持在-10~+10℃范围。②溶 剂比热很小，吸收过程会造成明显温升，影响净化度。为防止塔顶温 升，设计上需采用 CO2、H2S 预饱溶液进塔吸收。③CO2 回收率较低。 一级闪蒸只有 70%左右的 CO2 闪蒸出来，其余 30%将随气提空气一起 排放至大气。四级闪蒸，CO2 回收率可由 70%上升到 94%。④共吸收性 较其它方法强，有效气体成分(N2+H2)损失较大。需设置闪蒸气压缩 机等设备，使之返回系统而使流程复杂化，一次性投资增加，电耗较 大。⑤溶剂使用后需脱水，以保证含水在 2~5%的范围内。⑥溶剂较 昂贵，一次性投料费用大。 2.4 低温甲醇洗（Rectisol 法 ）
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活化热钾碱法为化学法脱碳的代表性技术，有人调查称，五年前 全国约有 70%的大中型合成氨厂采用热钾碱工艺脱碳。国内外针对不 同温度、压力和组成的混合气体发明了各种工艺流程和不同的活化剂 来改进或改良热钾碱脱除 C02 工艺，形成了各具特色的活化热钾碱工 艺，如 Benfield(本菲尔法)、低供热源变压再生脱碳工艺、空间位 阻胺法等等。
①MDEA 水溶液对有机硫的脱除效率低。②对 CO2/H2S 比例很高的 合成气净化，MDEA 的选吸性还不能满足要求。③MDEA 水溶液稍有些 发泡倾向，本身的比热也较高。 3.2 Amisol(常温甲醇洗)法
吸收液含 40%有机胺，50~58%甲醇，2~10%水。 3.2.1 主要优点
①操作在常温下进行，原料气不需要预冷，同低温甲醇法相比， 不需要冷冻装置。吸收的操作温度在 35~70℃，再生温度 80~90℃, 再生后的溶液经空冷即可进入吸收塔。②溶液的粘度比较低，可提高 吸收和再生的效率。③溶液无腐蚀、稳定，副反应少。④有效气体的 溶解损失比低温甲醇法低得多。 3.2.2 主要缺点
空间位阻胺法做为一种改良的活化热钾碱法,由于空间位阻胺的 加入，改变了热钾碱溶液的性能，比起常规活化热钾碱法来说，能减 少溶液循环量和再生蒸汽消耗量，提高传质系数，节省投资。
热钾碱法是比较成熟的工艺，由于是化学法脱碳，因此具有净化 度较高、CO2 回收率高等优点。但该法中作为脱碳剂的 K2C03 水溶液(尤 其是吸收了 CO2以后),在 100℃～200℃对碳钢设备和管道有极强的腐 蚀性，通常需加入 V2O5 作为缓蚀剂，以减轻碳酸钾水溶液对碳钢设备 和管道的腐蚀， 因此对前期钒化的时间和质量要求较高， 增加了操 作难度。 2 物理吸收法 2.1 PC（Flour 法,碳酸丙烯酯法）法
(1)脱硫效率高,一般可大于 99%,能将 H2S 从 6 g/m3 脱至 2× 10-6g/m3。(2)工艺技术成熟,操作稳定,设备和材料均可在国内解决。
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1.1.2 缺点 (1)悬浮液中硫颗粒较小,硫回收较为困难。(2)在脱硫过程中有
一些不可逆的副反应发生,生成不利于脱硫的盐类副产物而影响脱硫 效果。为保证脱硫效果,必须增大化学药剂用量,从而加大了废液处理 负荷。(3)脱有机硫和氰化氢的效率差;有害废液处理困难,易造成二 次污染;设备腐蚀严重;有细菌积累。 1.1.3 改良 ADA 工艺
低温甲醇洗工艺最早由德国林德公司和鲁奇公司在上世纪 50 年 代联合开发。1954 年鲁奇公司在南非 Sasol 公司的合成燃料厂建成 世界第一套工业化的低温甲醇洗示范装置，目前在国内外已有上百套 低温甲醇洗净化装置投入生产运行。
国内大连理工大学上世纪末拥有了自己的低温甲醇洗技术，其流 程比林德流程设备总台数有所减少，占地面积略少，设备投资略省； 甲醇循环量、深冷负荷、热再生负荷、电耗均比林德流程减少约 10%。
通过向脱硫液中添加酒石酸钾(钠)、少量 FeCl3 和 EDTA 螯合剂, 可起到阻止钒酸盐沉淀、稳定脱硫液的作用而形成改良的 ADA 法。但 该法仍存在一些缺点，如溶液成分复杂、溶液费用较高，最严重的是 硫堵问题。由于硫黄堵塞填料，导致系统阻力上升，负荷波动，操作 不稳定，经常迫使企业停车清理。另外，在 ADA 制造过程中，2,6-ADA 和 2,7-ADA 两种同分异构体几乎等量存在，而 2,6-ADA 的溶解度仅为 2,7-ADA 的 12.7%左右，造成该法的原材料消耗定额较高。 1.2 PDS、888 法（磺化酞菁金属类催化法）
该法系利用甲醇在-60℃左右的低温下对酸性气体溶解度大的物 理特性，同时一次性分段选择性地吸收原料气中的 H2S、CO2 及各种有
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机硫等杂质。 2.4.1 主要优点：
①由于低温下甲醇溶剂吸收能力大，溶液循环量小，气体净化度 高，再生能耗少，操作费用低；②溶液不起泡、不腐蚀，③HS 浓缩 简单，比较容易实现硫的回收；④净化合成气总硫(H2S 与 COS)低于 0.1×10—6(体积分数，根据应用要求，可将 CO2 物质的量浓度调整到 百分之几，或百万分之几)。气体去最终合成工艺(氨、甲醇、羰基合 成醇、费—托法合成烃类等)之前，无需采取上游 COS 水解工艺或使 气体通过另外的硫防护层；⑤操作弹性大，可在 30～110%的范围内 操作，这对于水煤浆气化需要经常切换气化炉的工艺路线显得尤为重 要。
PDS 法的主要缺点是：①有时脱硫效率不稳定；②需要其他成 分配合使用。根据国内应用情况来看，该技术用于无机硫脱除的效果
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较为理想，用于有机硫脱除的效果稍差。该法对硫醇、羰基硫、二硫 化碳都有脱除能力，对硫醚和噻吩无效。工业应用中有机硫脱除率为 50~60%。
在 PDS 法的基础上，长春东狮科贸实业有限公司等单位又相继开 发了三核磺化酞菁金属类化合物用于湿法脱硫，如 GTS 法、888 法等。 1.3 MSQ 法
PDS 法由东北师范大学开发，主要活性物质为双核酞菁钴磺酸 盐,同时加入助催化剂和碱性物质。该法主要优点：
(1)适用范围广,能够脱除高含量硫。(2)脱硫脱氰效率高,H2S 脱 除率可达 99%，HCN 脱除率可达 95%以上。对有机硫的脱除率可达 50% 以上。(3)生成的单质硫颗粒大,易分离；可脱除部分有机硫。
合成气净化的的主要工序。目前脱除酸性气体的方法很多,大体上可 分为三类:化学吸收法、物理吸收法及物理化学吸收法。其中化学吸 收法有 ADA 法、TV 法、PDS 法、活化热钾碱(Benfield，Vetrocoke， Catacarb，Carsol，空间位阻法)等，物理吸收法包括低温甲醇洗法、 聚乙二醇二甲醚（NHD)法、碳酸丙烯酯(PC)法等，而物理化学吸收法 有常温甲醇洗和 N-甲基二乙醇胺法等。
①以 N-甲基吡咯烷酮(NMP)为吸收剂，具有很高的热稳定性与化 学稳定性。②对设备无腐蚀，设备可用普通碳钢制造。③作为物理溶 剂，有较其它方法更好的选择性。④无明显的水解作用。⑤吸收要求 使用纯溶剂。由于热稳定性及化学稳定性较好，吸收水分后的溶剂在 汽提塔中，可以排放气作为汽提介质，使溶剂与水在较高的温度下很 容易地分离，较其它物理方法容易控制和掌握。目前该法主要用于脱 碳，关于脱硫的报道尚不多见. 2.3 NHD 法

①甲醇的沸点较低，在常温下操作损失较大，需用水洗涤净化气 和再生尾气以回收甲醇，然后再把甲醇蒸馏出来。②不易于采用克劳 斯法回收硫磺。③甲醇是有毒的溶剂，要求运转设备密封性能好，这 一点与低温甲醇洗相同。 4.煤制合成气酸性气体脱除工艺技术的选择 4.1 新建大型高压煤制合成气装置
一般情况下以煤或其他重质原料生成合成气时，其中的杂质易与 化学吸收法溶液发生不可逆反应，影响效率，加重系统腐蚀。因此新 建和在建的大中型煤制合成气装置大都采用可逆的物理吸收工艺脱 硫脱碳碳，传统的化学法、化学物理吸收法等气体净化技术被逐步取 代。这一点在煤制合成气装置的日渐大型化和国家准入门槛提高、尤 其气化装置向高压发展、合成装置向等压、中低压发展的情况下，显 得更为突出。