低温甲醇洗工艺技术讲解
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低温甲醇洗工艺原理
一、岗位生产任务从煤气化来的粗煤气经过变换后送低温甲醇洗装置净化,由于变换气中含有大量的CO2、H2S和有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质,其中H2S和有机硫、HCN、石脑油等杂质带入合成系统会导致合成催化剂活性降低或永久失活,因此必须清除变换气中的这些有害气体杂质。低温甲醇洗装置就是通过甲醇洗涤脱除变换气中含有的大量CO2和H2S、有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质,使变换气得到净化,满足合成气的净化度要求;被甲醇吸收的H2S和有机硫,在甲醇洗装置内富积浓缩后,送WSA硫回收装置生产硫酸产品,使排放尾气中的硫化物含量达到环保要求。
二、工艺原理
1.甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收。即:利用甲醇溶液对CO2、H2S能进行选择吸收的特性来脱除粗煤气中的CO2、H2S
用硬、软酸碱理论说明甲醇吸收CO2、H2S的原理:具有大的电子对接受体的分子叫软酸;具有小的电子对接受体的分子叫硬酸。具有大的电子对给予体的分子叫软碱;具有小的电子对给予体的分子叫硬碱。这就是硬软酸碱理论,按此理论,酸碱反应的基本原则应该为:“硬亲硬、软亲软、软硬交界不分亲近”。甲醇分子结构:CH3-OH是由甲基CH3+和羟基-OH-两个官能团组成的分子,而甲基CH3+是一软酸官能团,羟基-OH-是一硬碱官能团。H2S属于硬酸软碱类,即H+为硬酸,HS-为软碱,CO2属于硬酸类,所以甲醇吸收H2S、CO2这也反应了甲醇既可吸收CO2又可吸收H2S之特性。 精心整理
甲醇对CO2、H2S、COS有高的溶解度,而对H2、CH4、CO等溶解度小,说明甲醇有高的选择性,另一方面表现在甲醇对H2S的吸收要比CO2的吸收快好几倍,甲醇对H2S溶解度比CO2大,所以可以先吸收CO2再吸收H2S。
2.甲醇在吸收了变换气中的石脑油、H2S、COS、CO2后,为使甲醇能够循环利用,必须对富甲醇进行再生恢复吸收能力,再生采用了三种方法
低温甲醇洗工艺原理
一、 岗位生产任务 从煤气化来的粗煤气经过变换后送低温甲醇洗装置净化,由于变换气中含有大量的CO2、H2S和有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质,其中H2S和有机硫、HCN、石脑油等杂质带入合成系统会导致合成催化剂活性降低或永久失活,因此必须清除变换气中的这些有害气体杂质。低温甲醇洗装置就是通过甲醇洗涤脱除变换气中含有的大量CO2和H2S、有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质,使变换气得到净化,满足合成气的净化度要求;被甲醇吸收的H2S和有机硫,在甲醇洗装置内富积浓缩后,送WSA硫回收装置生产硫酸产品,使排放尾气中的硫化物含量达到环保要求。
二、 工艺原理
1.甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收。即:利用甲醇溶液对CO2、H2S能进行选择吸收的特性来脱除粗煤气中的CO2、H2S
用硬、软酸碱理论说明甲醇吸收CO2、H2S的原理:具有大的电子对接受体的分子叫软酸;具有小的电子对接受体的分子叫硬酸。具有大的电子对给予体的分子叫软碱;具有小的电子对给予体的分子叫硬碱。这就是硬软酸碱理论,按此理论,酸碱反应的基本原则应该为:“硬亲硬、软亲软、软硬交界不分亲近”。甲醇分子结构:CH3-OH是由甲基CH3+和羟基-OH-两个官能团组成的分子,而甲基CH3+是一软酸官能团,羟基-OH-是一硬碱官能团。H2S属于硬酸软碱类,即H+为硬酸,HS-为软碱,CO2属于硬酸类,所以甲醇吸收H2S、CO2这也反应了甲醇既可吸收CO2又可吸收H2S之特性。
甲醇对CO2、H2S、COS有高的溶解度,而对H2、CH4、CO等溶解度小,说明甲醇有高的选择性,另一方面表现在甲醇对H2S的吸收要比CO2的吸收快好几倍,甲醇对H2S溶解度比CO2大,所以可以先吸收CO2再吸收H2S。
2.甲醇在吸收了变换气中的石脑油、H2S、COS、CO2后,为使甲醇能够循环利用,必须对富甲醇进行再生恢复吸收能力,再生采用了三种方法
低温甲醇洗工艺原理
低温甲醇洗工艺是一种常用的气体净化技术,主要用于二氧化碳和硫化氢等有害气体的去除。该工艺利用甲醇与有害气体进行化学反应,将其转化为无害的物质,从而实现气体的净化。本文将介绍低温甲醇洗工艺的原理及其应用。
低温甲醇洗工艺的原理是利用甲醇与有害气体的化学反应来实现气体的净化。在低温条件下,甲醇可以与二氧化碳和硫化氢等有害气体进行反应生成甲醇酯和硫醇,从而将有害气体转化为无害的物质。这种化学反应是可逆的,因此可以通过控制温度和压力来实现对有害气体的选择性吸收和脱附。
低温甲醇洗工艺的应用非常广泛,主要用于天然气净化、合成气净化和煤气净化等领域。在天然气净化中,低温甲醇洗工艺可以有效去除二氧化碳和硫化氢等有害气体,提高天然气的质量,符合管道输送和工业用气的要求。在合成气净化中,低温甲醇洗工艺可以净化合成气中的有害气体,保护合成气甲醇合成催化剂的稳定性,提高合成气的利用率。在煤气净化中,低温甲醇洗工艺可以去除煤气中的有害气体,保护煤气净化设备,提高煤气的利用效率。
总之,低温甲醇洗工艺是一种重要的气体净化技术,具有高效、环保、经济的特点,广泛应用于天然气净化、合成气净化和煤气净化等领域。通过对其原理和应用的深入了解,可以更好地掌握和应用这一技术,为气体净化工作提供有力的支持。
高新技术
2016年10期︱31︱ 低温甲醇洗工艺的技术优势及应用进展 孙中耀 兖矿鲁南化工,山东 枣庄 277527 摘要:低温甲醇洗工艺是一种物理吸收和净化的方式,随着研究的深入,其性能和技术优势越来越显著,在国内外得到广泛的应用。本文首先对低温甲醇洗工艺的原理进行阐述,然后对低温甲醇洗工艺的技术优势进行具体分析,并描述了其当前在国内外的应用情况。 关键词:低温甲醇;洗工艺;技术优势;应用 中图分类号:TQ042 文献标识码:B 文章编号:1006-8465(2016)10-0031-01 低温甲醇洗工艺在投入使用以来,在实际生产中发挥出巨大的作用,得到当前国内外的广泛运用。通过此次的研究分析,希望能够对低温甲醇洗工艺有更深刻的认识,并对其未来的发展趋势有大致的了解。 1 低温甲醇洗的工艺原理 低温甲醇洗属于一种非常有效的物理净化气体方式,针对酸性气体的过滤有着非常显著的效果。通常情况下,低温甲醇溶液作为一种清洗酸性气体的溶液,当其处于负60摄氏度的低温状态下,对于酸性气体(二氧化碳、硫化氢等)有着非常高的溶解度,将需要过滤的混合气体通过此状态下的低温甲醇溶液,混合气体中的酸性气体溶解到低温甲醇溶液之中,从而将混合气体中的酸性气体分离出来,起到良好的净化作用[1]。甲醇溶液的溶解度除与温度有着较大影响之外,还与混合气进入到溶剂瓶中的压力有关,当其压力越大溶解度则越高,净化的效果也越好。 2 低温甲醇洗工艺的技术优势 低温甲醇洗工艺是一项非常高效的气体净化方式,其有着非常高的技术优势,得到国内外企业的广泛认可,得到极为广泛的应用。 2.1 酸性气体吸收能力强 低温甲醇洗工艺的技术优势是非常明显的,在针对酸性气体的吸收方面有着非常显著的效果,与其它的过滤方式相比显得非常的高效。低温甲醇洗工艺能够同时针对多种酸性气体的过滤,且具有较强的过滤能力。如:在某种惰性气体中混有硫化氢、二氧化碳、羟基硫等多种酸性气体,如果采用其它的方法排出显得效率低下,且需要使用到多种其它溶液,分解的成本较高[2]。但是使用低温甲醇洗工艺只需要简单的通过溶剂,便能够将其中的酸性气体分离出来,尤其是在针对二氧化碳和硫化氢气体时,吸收能力更加的强劲,经过实验测试,在低温状态下,一立方米的甲醇溶液能够吸收大约170立方米的二氧化碳气体,由此可以看出其吸收能力强的优势。 2.2 运行操作费用较低 低温甲醇洗工艺还有一个非常巨大的优势,其操作运行的费用非常低。当温度处于零下60摄氏度时,低温甲醇的蒸汽压较低,不容易以气体的形式被带出,使得过滤的气体不易被再次污染。同时其化学性能较为稳定,不会与通过的酸性气体发生化学反应,只是将酸性气体溶解于其中[3]。正是由于这两点特性,使得低温甲醇洗工艺消耗的甲醇较少,且能够将达到饱和状态的低温甲醇溶液进行回收处理,再次运用到酸性气体的净化之中,回收处理净化所需要的费用也较少,通常利用甲醇的低沸点特性,在低温低压下蒸发即可完成回收。 3 低温甲醇洗工艺吸收的操作条件 低温甲醇洗工艺吸收操作的效率会随着操作条件的改变而发生相应的变化,其主要的操作条件有:温度、压力以及吸收剂的纯度等,现分别对其影响进行分析。 3.1 温度的影响 甲醇溶液在低温的状态下进行气体的过滤,首先能够极大的增加其溶解度,可以使用较少的溶液完成气体中酸性气体的溶解。其次甲醇溶液在低温状态下的蒸发性能较低,使得气体提纯精度提升,同时也减少甲醇溶液的损耗。但是也不是一味的降低温度是最好的,在过低的温度下将会使得大量的冷量浪费,增加低温甲醇洗工艺的运行费用,通常情况下将温度控制在零下20摄氏度到零下70摄氏度之间[4]。 3.2 压力的影响 同低温增加甲醇溶解效率一样,在较高的压力下也能够提升甲醇溶液酸性气体过滤效率。但是在压力的设定上也需要保证适量,当前通常将压力设定在2-8MPA之间,如果压力高于8MPA,将会增加压力容器的制造负担,对设备的要求较高。 3.3 吸收剂的纯度 吸收剂的纯度主要指的是甲醇溶液中水的含量多少,如果在甲醇溶液中水含量较高,将会使得甲醇溶液对酸性气体的效率十分低下。据实验分析发现,如果甲醇溶液中含有5%的水分,将会使得甲醇溶液溶解二氧化碳的效率降低10%以上[5]。 4 国内外低温甲醇洗工艺 国内外关于低温甲醇洗工艺的应用非常多,下面列举两种较为常见的低温甲醇洗工艺,并分析它们各自的优点所在。 4.1 林德低温甲醇洗工艺 林德低温甲醇洗工艺主要依靠的是林德自己研究设计的一套专利设备来实现。其主要不同之处在于使用高效绕管式换热器,使得其中换热的效率非常高,在面对多种物流时,能够实现组合式换热,为设备的制造节省出较多的空间且极大的降低操作运行的能耗。 4.2 鲁奇低温甲醇洗工艺 鲁奇低温甲醇洗工艺在操作的过程中不会添加入新的低温甲醇溶液,如果需要为甲醇溶液提供能量,则需要通过外部供冷的方式,让甲醇溶液吸收冷量后降低其温度[6]。同林德低温甲醇洗工艺相比,鲁奇低温甲醇洗工艺在运行时所需要的甲醇溶液循环供给量更大,能耗也相对要较高。但是其由于系统所需要的冷量完全由外部单独提供,在操作的过程中显得更加的灵活。 5 结束语 在上文中通过对低温甲醇洗工艺的相关研究,我们可以从中发现,低温甲醇洗工艺的优势是非常明显的,但是在具体的操作运用上,还需要操作人员根据其特性进行精心的控制,才能够使得低温甲醇洗工艺的效率达到最大化,制造生产所需要的运行费用最低。 参考文献 [1]汪家铭.低温甲醇洗工艺的技术优势及应用进展[J].化肥设计,2013,06:1-6+10. [2]张国民,楚文锋,耿恒聚.低温甲醇洗工艺的研究进展与应用[J].化学工程师,2010,10:31-33. [3]赵鹏飞,李水弟,王立志.低温甲醇洗技术及其在煤化工中的应用[J].化工进展,2012,11:2442-2448. [4]王中杰,叶涛.低温甲醇洗工艺技术进展及应用分析[J].化工管理,2016,27:112. [5]宋勇,胡瑜飞,江艳红. 低温甲醇洗工艺技术的最新研究现状[J].中国井矿盐,2014,04:11-13+33. [6]刘健.低温甲醇洗与深冷回收甲烷相结合工艺的研究[D].大连理工大学,2008. (上接第 34 页) 在电子洁净厂房空调设计中,正确的新风量的计算,有效的过滤及合理的热湿处理方案是洁净车间能否成功的重要因素之一;不同建筑布局,不同工艺需求就应该要有不同的洁净空调方案;新风集中处理系统在节能,控制,管理方面有诸多优势,建议设计时优先考虑。 参考文献 [1]电子工业部第十设计研究院,空气调节设计手册(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2005. [2]陈霖新等.洁净厂房的设计与施工[M].北京:化学工业出版社,2002. [3]王树梅,祁学军,段振国.电子整流二极管硅芯片洁净车间的节能设计方法及探讨[J].科技创新与应用,2016,(27):133. [4]霍小平,中央空调自控系统设计[M].北京:中国电力出版社,2004. [5]许仲麟.空气洁净技术原理[M].上海:同济大学出版社,1998.