低温甲醇洗工艺简介
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低温甲醇洗净化工艺技术进展及应用概况低温甲醇洗是一种常见的净化工艺,用于去除天然气中的硫化氢和二硫化碳等有害成分。
随着能源需求的增加和环境保护意识的提高,低温甲醇洗技术在天然气净化领域得到了广泛的应用。
本文将对低温甲醇洗净化工艺技术进展及应用概况进行详细介绍。
一、低温甲醇洗工艺技术的原理及发展历程低温甲醇洗技术是利用甲醇与硫化氢和二硫化碳等成分的亲和力较强的特点,通过在低温条件下将甲醇溶液与含有硫化氢和二硫化碳的天然气进行接触和反应,使得硫化氢和二硫化碳能够被溶解在甲醇中,从而达到净化天然气的目的。
低温甲醇洗技术的发展可以追溯到20世纪60年代,在当时的石油天然气开采和利用过程中,由于硫化氢和二硫化碳的存在,天然气的安全性和环保性受到了严重威胁。
人们开始研究利用甲醇对天然气进行洗脱,以去除其中的有害成分。
经过多年的积极探索和实践,低温甲醇洗技术逐渐成熟并得到了广泛的应用。
1. 低温条件下的操作技术低温甲醇洗技术需要在较低的温度条件下进行,通常需要在-10℃至-20℃的温度范围内操作。
这就对设备和操作提出了较高的要求,需要采用特殊的低温材料,并且要求操作人员具备相应的低温作业技能。
近年来,随着低温技术的发展和成熟,低温甲醇洗技术在低温条件下的操作难度逐渐减小,同时也降低了操作成本。
2. 甲醇的选择和回收技术在低温甲醇洗技术中,甲醇是起到洗脱作用的重要溶剂。
甲醇的选择和使用对工艺的效果和成本都有着重要的影响。
目前,一般采用优质甲醇用作溶剂,有机溶剂循环回收技术也是该技术的关键点之一。
通过对甲醇的回收再利用,可以节约能源和降低成本。
3. 硫化氢和二硫化碳的分离和处理技术1. 天然气净化领域2. 化工生产领域除了在天然气净化领域应用外,低温甲醇洗技术还在化工生产领域得到了广泛的应用。
在石油化工、合成气、精细化工等领域,都可以采用低温甲醇洗技术进行有害气体的净化和分离,保障生产过程的安全和环保。
3. 新能源领域随着清洁能源的需求日益增加,低温甲醇洗技术也在新能源领域得到了应用。
“低温甲醇洗工艺” 几家专利商技术特点目前,低温甲醇洗工艺国外有林德工艺和鲁奇工艺二种流程,二者在基本原理上没有根本区别,而且技术都很成熟。
两家专利在工艺流程设计、设备设计和工程实施上各有特点;国内大连理工大学经过近20年的研究,也开发成功了低温甲醇洗工艺软件包,并获得了国内两项专利。
1. 林德低温甲醇洗工艺采用林德的专利设备―高效绕管式换热器,换热效率高,特别是多股物流的组合换热,节省占地、布置紧凑,能耗低;高效绕管式换热器需要国外设计,可国内制造。
在甲醇溶剂循环回路中需设置甲醇过滤器除去FeS、NiS等固体杂质,防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。
一般采用氮气气提浓缩硫化氢。
此外,针对生产中出现的问题,也采取了一些相应的改进措施,主要有以下几个:①设置系统预洗段以除去原料气中的NH3、HCN等杂质;②增大原料气分离器的容积来降低其进入系统的温度;③在甲醇再生塔中增设水提浓段,以增强系统除水能力;④在半贫液中注入原料气以抑制FeS和NiS的生成,通过提压的措施使其在特定部位生成并及时除去。
● 该工艺具有易于操作,生产运行稳定、可靠。
● 该工艺为一步法低温甲醇洗工艺脱硫脱碳,其典型工艺是采用5塔流程,脱碳、脱硫分上下塔脱除,在一个塔内完成。
● 采用专有的高效绕管式换热器,减少阻力,提高换热效率,特别是多股物流的换热,使工艺流程更为简捷,节省占地便于集中布置,但绕管式换热器需由专利商在国内合资厂提供,且价钱昂贵。
● 采用锅炉给水洗涤变换气中的NH3、HCN等,避免其进入系统造成堵塞。
● 在甲醇循环回路中设置甲醇过滤器,除去FeS、NiS等固体杂质,防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。
2. 鲁奇低温甲醇洗工艺鲁奇低温甲醇洗工艺由于没有中间循环甲醇提供系统所需冷量,而全部需要外部提供。
甲醇溶液由于吸收温度低,其循环量相对较大,与林德工艺相比,能耗稍高,吸收塔的体积也较大。
但系统冷量由外部供给,也使操作调节相对灵活,并通过新型塔板的设计,提高了塔的操作弹性。
低温甲醇洗工艺流程低温甲醇洗工艺(RectisolProcess)是德国林德(Linde)公司和鲁奇(Lurgi)公司共同开发的采用物理吸收法的1种酸性气体净化工艺,该工艺使用冷甲醇作为酸性气体吸收液,利用甲醇在一6O℃左右的低温下对酸性气体溶解度极大的物理特性,同时分段选择性地吸收原料气中的Hs、一c0。
及各种有机硫等杂质。
在以渣油和煤为原料的大型合成氨装置上,大多采用这种净化工艺。
此外,该工艺还广泛应用于甲醇合成、羟基合成、工业制氢、城市煤气和天然气脱硫等生产装置的净化工艺中。
目前,国内外已有百余套大中型工业化装置的酸性气体脱除采用了该净化工艺。
国内进展我国对低温甲醇洗工艺的研究始于20世纪70年代,中石化兰州设计院、南化集团研究院、浙江大学、上海化工研究院、大连理工大学等单位在该工艺的基础理论研究方面都取得了一定的成果。
上海化工研究院和浙江大学在工艺计算方面,南化研究院在热力学和基础数据测定方面,兰州设计院在气液平衡计算数学模型及北京化工大学在气液相平衡方面都做了大量的工作。
大连理工大学在化工工艺模拟计算方面取得了较大的进展。
国内目前已有多套大型酸性气体净化装置采用了低温甲醇洗工艺,有的装置已运行近20 a,在设计、施工、安装、操作等方面都积累了丰富的经验。
大连理工大学从1983年开始进行低温甲醇洗工艺过程研究,在中石化公司和浙江大学的协助下,1999年该项研究通过了中石化的鉴定,并且获得了国内2项专利申请。
经改进后的该工艺采用6塔流程,与林德工艺相似,据介绍,该工艺的冷负荷和设备投资比林德工艺要低10 左右。
兰州设计院在参与鲁奇和林德2个不同的低温甲醇洗工艺流程的设计中积累了一定的设计经验,在中石化湖北化肥分公司的低温甲醇洗设计中,鲁奇公司仅提供了工艺软件包,由兰州设计院自行完成了基础设计和详细设计。
该工艺的热交换器均采用标准的TEMA型换热器,所有塔盘采用普通标准设计,提高了低温甲醇洗装置的国产化率,降低了投资费用。
“低温甲醇洗工艺” 几家专利商技术特点目前,低温甲醇洗工艺国外有林德工艺和鲁奇工艺二种流程,二者在基本原理上没有根本区别,而且技术都很成熟。
两家专利在工艺流程设计、设备设计和工程实施上各有特点;国内大连理工大学经过近20年的研究,也开发成功了低温甲醇洗工艺软件包,并获得了国内两项专利。
1. 林德低温甲醇洗工艺采用林德的专利设备―高效绕管式换热器,换热效率高,特别是多股物流的组合换热,节省占地、布置紧凑,能耗低;高效绕管式换热器需要国外设计,可国内制造。
在甲醇溶剂循环回路中需设置甲醇过滤器除去FeS、NiS等固体杂质,防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。
一般采用氮气气提浓缩硫化氢。
此外,针对生产中出现的问题,也采取了一些相应的改进措施,主要有以下几个:①设置系统预洗段以除去原料气中的NH3、HCN等杂质;②增大原料气分离器的容积来降低其进入系统的温度;③在甲醇再生塔中增设水提浓段,以增强系统除水能力;④在半贫液中注入原料气以抑制FeS和NiS的生成,通过提压的措施使其在特定部位生成并及时除去。
● 该工艺具有易于操作,生产运行稳定、可靠。
● 该工艺为一步法低温甲醇洗工艺脱硫脱碳,其典型工艺是采用5塔流程,脱碳、脱硫分上下塔脱除,在一个塔内完成。
● 采用专有的高效绕管式换热器,减少阻力,提高换热效率,特别是多股物流的换热,使工艺流程更为简捷,节省占地便于集中布置,但绕管式换热器需由专利商在国内合资厂提供,且价钱昂贵。
● 采用锅炉给水洗涤变换气中的NH3、HCN等,避免其进入系统造成堵塞。
● 在甲醇循环回路中设置甲醇过滤器,除去FeS、NiS等固体杂质,防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。
2. 鲁奇低温甲醇洗工艺鲁奇低温甲醇洗工艺由于没有中间循环甲醇提供系统所需冷量,而全部需要外部提供。
甲醇溶液由于吸收温度低,其循环量相对较大,与林德工艺相比,能耗稍高,吸收塔的体积也较大。
但系统冷量由外部供给,也使操作调节相对灵活,并通过新型塔板的设计,提高了塔的操作弹性。
低温甲醇洗原理低温甲醇洗是一种常用的气体净化技术,广泛应用于天然气、合成气等领域。
其原理是利用甲醇在低温下与含硫化合物发生化学反应,将硫化合物从气体中去除。
本文将介绍低温甲醇洗的原理及其应用。
首先,低温甲醇洗的原理是基于化学吸收。
在低温条件下,甲醇与硫化氢、二硫化碳等硫化合物发生化学反应,生成硫代乙酸甲酯等物质。
这些生成物具有较高的溶解度,能够有效地将硫化合物从气体中吸收。
因此,低温甲醇洗能够高效地去除气体中的硫化物质。
其次,低温甲醇洗的操作温度通常在-20℃至-40℃之间。
在这个温度范围内,甲醇的溶解度较高,有利于化学吸收反应的进行。
此外,低温条件下硫化合物的溶解度也会增加,有利于其被甲醇吸收。
因此,通过控制低温条件,可以提高低温甲醇洗的净化效果。
另外,低温甲醇洗还可以通过控制压力来实现气体的吸收和脱附。
在低温高压的条件下,气体能够充分与甲醇接触,从而实现硫化物质的有效吸收。
而在低温低压条件下,甲醇可以被脱附,再次得到循环利用。
通过这种方式,可以实现对气体中硫化物质的高效去除。
最后,低温甲醇洗在天然气净化、合成气净化等领域有着广泛的应用。
在天然气净化中,低温甲醇洗能够有效去除天然气中的硫化氢、二硫化碳等有害物质,提高天然气的质量。
在合成气净化中,低温甲醇洗也能够有效去除合成气中的硫化物质,保护合成气制备装置的正常运行。
因此,低温甲醇洗在能源化工领域具有重要的应用价值。
综上所述,低温甲醇洗利用甲醇在低温下与硫化合物发生化学反应的原理,能够高效地去除气体中的硫化物质。
通过控制操作温度和压力,可以实现对气体的有效净化。
在能源化工领域有着广泛的应用前景。
低温甲醇洗生产工艺流程引言低温甲醇洗是一种常见的工业生产过程,主要用于去除气体中的硫化氢(H2S)和二氧化碳(CO2)。
本文将介绍低温甲醇洗的生产工艺流程,包括原料准备、洗涤塔设计、操作条件控制等方面。
原料准备低温甲醇洗的主要原料包括甲醇和气体。
甲醇是一种常见的有机化学品,可与硫化氢和二氧化碳反应生成相应的盐类,从而达到洗除这两种气体的目的。
气体可以是石油、天然气等产生的气体,其中含有待处理的硫化氢和二氧化碳。
生产工艺流程低温甲醇洗的生产工艺流程主要包括以下几个步骤:1. 前处理在进入洗涤塔之前,气体需要经过一系列的前处理。
前处理常包括除尘、除油等步骤,以确保气体中不含有固体颗粒和液体污染物。
2. 吸收塔设计洗涤塔是低温甲醇洗的关键装置,用于将气体中的硫化氢和二氧化碳吸收到甲醇溶液中。
洗涤塔的设计要考虑多个因素,包括气体流量、反应速率、甲醇浓度、塔内填料等。
塔内填料通常选择具有较大表面积,以增加气液接触面积和反应效率。
3. 洗涤塔操作条件控制洗涤塔的操作条件需要精确控制,以确保良好的洗涤效果和高效的生产。
常见的操作条件包括洗涤塔温度、压力、甲醇浓度和气体流速等。
通过调整这些参数,可以控制反应速率和甲醇的吸收能力。
4. 产物处理洗涤塔的底部收集到的甲醇溶液中含有吸收的硫化氢和二氧化碳。
这些产物需要经过后处理才能得到纯净的甲醇。
后处理通常包括冷凝、蒸馏等步骤,以分离出甲醇和其中的杂质物质。
结论低温甲醇洗是一种有效的去除硫化氢和二氧化碳的工业生产过程。
它通过在洗涤塔中将气体吸收到甲醇溶液中,从而实现气体去除的目的。
在实际生产中,需要根据具体情况设计和控制洗涤塔的操作条件,以达到最佳的洗除效果。
后处理步骤能够分离出纯净的甲醇,使其可以循环使用,提高生产效率和经济效益。
本文简要介绍了低温甲醇洗的生产工艺流程,旨在为读者提供一个基本的了解。
实际的生产过程可能会因应用场景的不同而有所差异,读者可以根据具体情况进行进一步的研究和优化。
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1减压闪蒸、氮气气提再生:将变换气吸收系统在加压条件下吸收了CO2的甲醇进行四级减压闪蒸,通过闪蒸和氮气气提,使溶解在甲醇中的CO、H2、CH4、CO2、H2S等被释放出来,甲醇就可再重复作为吸收剂使用;2加热再生:通过减压闪蒸再生,可将甲醇中溶解的大部分CO、H2、CH4、CO2气体释放出来,但对于溶解度很高的H2S、COS来说,仍然还有部份不能释放出来,因而为保证甲醇的再生程度,只有对甲醇进行加热,使甲醇溶液中溶解的气体被甲醇蒸汽气提出来,达到甲醇完全再生的目的;3预洗再生萃取和精馏:在以褐煤加压煤气化生产粗煤气的工艺流程中,由于气体中含有石脑油,所以在预洗甲醇脱除有害杂质的过程中,石脑油被甲醇吸收溶解,为了回收甲醇和石脑油成分,避免造成浪费和环境污染,就必须将石脑油从甲醇溶液中分离,因而设置了萃取再生的装置;工艺过程中,将甲醇和石脑油混合溶液按1:1比例加入化学软水,形成石脑油-水-甲醇的三元混合溶液,由于甲醇和水能够以任意比例完全互溶,而石脑油和水不互溶,从而将石脑油从甲醇中萃取出来,经过静置分离,形成石脑油在上层,甲醇-水混合物在下层,有明显边界的分层;分离后就可单独得到石脑油和甲醇-水混合物,从而达到从甲醇中脱除石脑油的目的;分离了石脑油的甲醇-水两元混合液送入甲醇水精馏塔中进行加热精馏提纯,在塔顶得到纯净的甲醇,返回到吸收系统中循环利用,塔底含微量甲醇的废水送生化处理后排放;3.低温甲醇洗脱硫、脱碳技术特点1甲醇溶剂在低温下对CO2、H2S、COS等酸性气体吸收能力极强,溶液循环量小,功耗少;2溶剂不氧化、不降解,有很好的化学和热稳定性;3净化气质量好,净化度高达:CO2≤10PPm,H2S≤;4溶剂不起泡;5具有选择性吸收H2S、COS和CO2的特性,可分开脱除和再生;6甲醇溶剂廉价易得,但甲醇有毒,对操作和维修要求严格;4.气体净化过程对吸收剂的要求吸收剂的吸收能力;吸收剂的选择性;吸收剂的饱和蒸汽压;吸收剂的沸点;吸收剂的比热;吸收剂的粘度;热化学稳定性;凝固点;吸收剂价廉、容易取得、可燃性小、毒性低、腐蚀性小、起泡性低等;5.基本概念1吸收:使混合气体与适当液体接触,气体中一个或几个组分便溶解于该液体内而形成溶液,不能溶解的组分则保留在气相中,于是将混合气体的组分得以分离,这种利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收;2解吸:使溶解于液相中的气体释放出来的操作,是吸收的逆过程;3精馏:将由挥发度不同的组分所组成的混合液,在精馏塔中同时多次进行部分气化和冷凝,使其分离成几乎纯态组分的过程;4萃取:一种溶质在两种溶剂中的溶解度不同,导致溶质很大部分溶在其中溶解度大的溶剂里,而两种溶剂又互不相容,从而达到分离的目的;。
低温甲醇洗工艺流程低温甲醇洗工艺流程低温甲醇洗工艺是一种常用的物理吸附法,用于去除气体或液体中的硫化物、二硫化碳等有害物质,在化工、石化等行业得到广泛应用。
以下是低温甲醇洗工艺的典型流程。
1. 原料气体净化和预冷首先,将原料气体通过净化装置去除其中的颗粒物、油雾和其他杂质,保证后续工艺的正常运行。
然后,将原料气体送入预冷器中,通过对流换热的方式,将气体冷却到合适的温度。
2. 低温甲醇洗吸收塔将预冷后的气体引入低温甲醇洗吸收塔,与冷却后的甲醇液体相接触。
在吸收塔内部,置入填料,用于增加气液接触面积,提高传质效果。
3. 脱硫反应在低温甲醇洗吸收塔中,气体中的硫化物和二硫化碳会被甲醇吸收,形成含有硫元素的甲醇溶液。
最常用的脱硫反应是甲醇和硫化氢(H2S)反应生成甲硫醇(CH3SH)。
4. 脱硫液循环从低温甲醇洗吸收塔底部,将含有硫元素的甲醇溶液抽出,通过分离器进行气液分离,使甲醇溶液中的气体逸出。
然后,将甲醇溶液经过冷凝器进行冷却,再经过再生器,将溶液中的硫化物还原为硫化氢,再循环回低温甲醇洗吸收塔。
5. 甲醇回收从冷凝器中冷却后的甲醇气体进一步冷却,通过压缩机增压,然后经过冷凝器,将甲醇气体冷凝成液体,回收利用。
6. 尾气处理最后,将位于低温甲醇洗吸收塔顶部的尾气送至尾气处理系统,经过吸收剂的吸附和吸附剂的再生,去除其中的甲醇和其他有害物质,然后排放或进行二次利用。
综上所述,低温甲醇洗工艺流程简单明了,通过原料气体净化和预冷、低温甲醇洗吸收塔、脱硫反应、甲醇溶液循环、甲醇回收和尾气处理等步骤,可以高效地去除气液中的硫化物、二硫化碳等有害物质,保证生产过程的安全和环保性。
这一工艺在化工、石化等行业的应用前景广阔,有着重要的经济和环境效益。
低温甲醇洗低温甲醇洗是20 世纪50 年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的脱除原料气体中的酸性气体的一种方法。
1954 年首先用于南非煤加压气化工业装置的煤气净化,随后相继用于净化城市煤气中的硫化物、轻质油、CO 2 及水分以及从变换气中提取高纯度H2 、天然气脱硫等的气体净化装置中,20世纪60 年代以后,随着以渣油和煤为原料的大型合成氨装置的出现,低温甲醇洗的这一技术也得到了广泛的应用。
一、基本原理低温甲醇洗采用冷甲醇作为吸收剂,利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度较大的物理特性,脱除原料气中的酸性气体。
1.各种气体在甲醇中的溶解度低温甲醇洗是一种典型物理吸收过程,在高压下对高浓度酸性气体的净化特别有效。
当温度从20℃降到-40℃,CO2溶解度约增加6倍,另外H2、CO及CH4等的溶解度在温度降低时变化较小;在低温下,例如-40~-50℃时,H2S的溶解度差不多比CO2大6倍,这样就有可能选择性地从原料气中先脱除H2S ,而在甲醇再生时先解吸CO2。
通常低温甲醇洗的操作温度为-30 ~-70 ℃,各种气体在-40 ℃时相对溶解度如表4 -1 所示。
表4 -1 -40 ℃各种气体在甲醇中的相对溶解度(1)H2S在甲醇中溶解度H2S和甲醇都是极性物质,两种物质的极性接近,因此相互溶解度很大。
根据试验,低温时H2S在甲醇中溶解度是很大的,不同温度与H2S分压下,H2S在甲醇中的溶解度如表4 -2 所示。
表4-2不同温度与H2S分压下,H 2S在甲醇中的溶解度/[m3(标)·t-1(甲醇)]有机硫化物在甲醇中的溶解度很大,这样就使得低温甲醇洗有一个重要的优点,即有可能综合脱除原料气中的所有硫杂质(在甲醇中COS的溶解度仅较H2S溶解度低20%~30 %)。
(2)CO2在甲醇中的溶解度不同的CO2分压与温度下,CO2在甲醇中的溶解度如表4-3 所示。
表4-3不同温度和CO2平衡压力下CO2在甲醇中的溶解度/[m3(标)·t-1 (甲醇)]①CO2 在溶剂中的摩尔分率。
低温甲醇洗工艺简介1. 1工艺原理简介净化装置的目的是去除变换气中的酸性气体成分。
该过程是一种物理过程,用低温甲醇作为洗液(吸收剂)。
在设计温度( - 50℃)时,甲醇对于CO2 ,H2 S 和COS具有较高的可溶性。
在物理吸收过程中,含有任何成分的液体负载均与成分的分压成比例。
吸收中的控制因素是温度、压力和浓度。
富甲醇通过用再沸器中产生的蒸气进行闪蒸和汽提再生。
富甲醇的闪蒸为该过程提供额外的冷却。
闪蒸气通过循环压缩,然后再循环到吸收塔,其损耗量最低。
甲醇水分离塔保持甲醇循环中的水平衡。
尾气洗涤塔使随尾气的甲醇损耗降低到最大限度。
变换气冷却段的氨洗涤塔使变换气中的氨液位保持在甲醇放气量最小的液位。
酸性气体通到克劳斯气体装置进行进一步净化。
1. 2工艺流程简介装置中低温甲醇在主洗塔中(5. 4MPa)脱硫脱碳,之后富液进入中压闪蒸塔(1. 6MPa)闪蒸,闪蒸气通过压缩,然后再循环到主洗塔。
闪蒸后的富液进入再吸收塔,在常压下闪蒸、气提,实现部分再生。
然后甲醇富液进入热再生塔利用再沸器中产生的蒸汽进行热再生,完全再生后的贫甲醇经主循环流量泵加压后进入主洗塔。
2操作要点2. 1循环甲醇温度温度越低,溶解度越大,所以较低的贫甲醇温度是操作的目标(贫甲醇温度为- 50℃)。
系统配有一套丙烯制冷系统提供冷量补充,用尾气的闪蒸(气提)带来的冷量达到所需要的操作温度。
影响循环甲醇温度的主要因素有:a丙烯冷冻系统冷量补充b气提氮气流量c循环甲醇的流量与变换气流量比例2. 2甲醇循环量控制出工段的气体成分指标(ΣS≤0. 1ppm) ,甲醇循环量是最主要的调节手段。
系统配有比例调节系统,使循环量与气量成比例,得到合格的精制气。
2. 3压力(主洗塔的操作压力)由亨利定律知压力越高,吸收效果愈好。
净化主洗塔的压力取决于气化来的变换气压力,系统气化采用德士古气化炉造气,进系统的变换气压力为 5. 4MPa ,由于压力较高,吸收效果有很大提高。
2. 4浓度(水含量、甲醇的再生度)贫甲醇中的水含量是正常生产中的重要控制指标,系统控制水含量≤1 % ,较高的水含量不但会影响甲醇的吸收效果,还会增大对设备的腐蚀。
为了实现甲醇的循环利用,达到良好的吸收效果,必须很好的实现甲醇的再生,系统利用甲醇再生的方法有闪蒸、气提、热再生。
利用甲醇水分离塔控制溶液系统中的水平衡。
2. 5变换气的指标(温度及气体成分)变换气的指标直接影响着净化循环量的操作,系统由气化工段控制变换气的成分,通过控制炭洗塔的温度来调节HPC比。
系统进工段的变换气成分为H2 44 %、CO 19 %、CO2 34 %、H2S 1. 3 %。
3主要控制指标贫甲醇的温度:控制入主洗塔的贫甲醇温度- 50℃控制出主洗塔的净化气中COS + H2S≤0. 1ppm CO2≤3 %贫甲醇中的水含量: < 1 % 贫甲醇中的总硫含量: < 100ppm 热再生塔回流槽中: NH3< 5gPl 出工段的克劳斯气体H2 S浓度≥25 %4主要保护装置(联锁)装置还有下列紧急跳闸。
(1)每台泵将在入口罐低液位时停机。
将高压段连接到低压段的液位控制器装有低液位跳闸,以防止气体穿透到低压侧。
(2)热再生甲醇从低压侧进到高压侧。
当泵故障时,变换气可能返回到热再生塔。
因此,流量控制阀装有在低流量时关闭阀门的跳闸机构。
(3)在循环气压缩机进气分离器中装有高液位开关,以防止液体流到循环气压缩机。
5结语采用低温甲醇作为吸收剂具有净化气质量好,净化度高(H2 S < 0. 1ppm) ,物料损耗少,易于吸收和再生等优点,特别适合于大型化工装置。
林德、鲁奇、大连理工工艺技术的比较目前,国外低温甲醇洗工艺有林德工艺和鲁奇二种工艺,二者在基本原理上没有根本区别,而且技术都很成熟。
两家专利在工艺流程设计、设备设计和工程实施上各有特点。
国内主要是大连理工的低温甲醇洗工艺,与林德工艺相似。
三大工艺的特点如下:(1)林德低温甲醇洗工艺:采用林德的专利设备--高效绕管式换热器,提高换热效率,特别是多股物流的组合换热,节省占地、布置紧凑,能耗较省;但高效绕管式换需要国外设计(可国内制造)。
原料气进入低温甲醇洗后,喷入少量循环甲醇,防止气体结冰,避免系统阻塞。
在甲醇溶剂循环回路中设置甲醇过滤器,除去FeS、NiS等固体杂质,防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。
一般采用氮气气提浓缩硫化氢,二氧化碳回收率70%。
林德工艺特点:H2S、CO2单塔分段吸收;原料气一级预冷,氨冷简单;使用绕管式换热器,对HCN要求高、绕管换热器不易清洗;流程相对简单、冷量消耗较小。
(2)鲁奇低温甲醇洗工艺:(3)未采用绕管式换热器,换热器均为管壳式,所有设备在国内可以设计和制造,投资可节省约1000万元。
鲁奇工艺特点:H2S、CO2分塔吸收;原料气三级预冷,氨冷工序复杂;使用管壳式换热器,对HCN要求不高、换热器易于清洗;流程相对复杂、冷量消耗大、电耗较高。
(3)大连理工大学低温甲醇洗工艺改进后该技术采用六塔流程,与林德工艺相似,据介绍冷负荷和设备投资比林德工艺低10%。
但冷量需求比林德工艺高。
德州化肥厂国产化大氮肥、渭河化肥厂20万吨甲醇等项目采用了该技术。
神木40万吨甲醇项目也采用了此技术,这是大连理工大学低温甲醇洗工艺第一次工业放大到这个规模的装置,无工业运行业绩。
大连理工和林德与鲁奇技术相比缺少实际运行经验和数据,风险较大。
鲁奇与林德德比较:鲁奇低温甲醇洗工艺由于没有中间循环甲醇提供系统所需冷量,而全部需要外部提供。
甲醇溶液由于吸收温度低,其循环量相对较大,与林德工艺相比,能耗稍高,吸收塔的体积也较大。
但系统冷量由外部供给,也使操作调节相对灵活,并通过新型塔板的设计,提高了塔的操作弹性。
近期鲁奇公司新设计的低温甲醇洗装置将相关设备组合为一体,依靠液位和重力输送液体,减少了机泵和管道的数量和装置投资费用。
低温甲醇洗技术在国外,针对林德公司工艺存在着溶剂甲醇在循环过程中水含量高和损失大的问题与鲁奇公司合成气净化工艺进行了比较。
在用德士古气化、急冷流程中,选用林德净化工艺更优。
分析得出初步结论:德国林德的技术较适用于德士古气化流程,德国鲁奇的技术较适用于SHELL与鲁奇气化流程。
第一章工艺原理及流程简述第一节工艺和操作原理1、基本原理其原理是以拉乌尔定律和亨利定律为基础,依据低温状态下的甲醇具有对H2S和CO2等酸性气体的溶解吸收性大、而对H2和CO溶解吸收性小的这种选择性,来脱除粗变换气中的H2S和CO2等酸性气体,从而达到净化粗变换气的目的。
上述过程是物理吸收过程,吸收后的甲醇经过减压加热再生,分别释放CO2、H2S气体。
2、低温甲醇洗工艺的特点(1)工艺成熟,有多套大型装置长期稳定运行的经验;(2)对原料气的净化程度较高;(3)运行费用较低;(4)洗涤用的甲醇溶剂容易获取。
3、操作条件(1)温度本装置洗涤塔采用五段吸收,各段吸收剂-甲醇的温度较低,温度一般在-40~-60℃左右;在较低温度条件下,可以大大提高甲醇的吸收效果;粗煤气的进入C5201的温度愈低,则冷量损失愈少,就可以大大降低冰机的负荷。
(2)压力吸收压力高,吸收的推动力增大,既可以提高气体的净化度,又可以增加甲醇的吸收能力,减少甲醇的循环量。
低温甲醇洗工序的压力由前后工序的压力确定。
对于甲醇再生而言,压力愈低愈有利,但是为了把再生过程中释放的CO2和H2S气体分别送往CO2压缩机和硫回收装置,一般情况下再吸收塔、热再生塔的塔顶压力略高于大气压。
(3)溶液循环量溶液循环量取决于生产负荷和溶液的吸收能力,在保证气体净化度的前提条件下,增加主洗流量,减少精洗流量,可减少再生热负荷,达到节能目的。
第二节工艺流程叙述1、原料气冷却从变换装置来的原料气(40℃,3.45MPaA)进入到低温甲醇洗的原料气/合成气换热器E-5201的管程,与壳程的净化气换热回收其冷量后,再进入到原料气深冷器E-15202的管程,被壳程的4℃级氨冷却到10℃左右,再进入到氨洗涤器C-5207的下部。
来自界区的锅炉给水(158℃,6.0MPag)进入到锅炉给水冷却器E-5224的管程,被壳程的循环水冷却降温后,进入氨洗涤器C-5207的上部,对来自下部的原料气进行洗涤,以减少氨和氢氰酸含量,洗涤水出界区;向从氨洗涤器C-5207顶部出来的原料气中喷入一定量的低温甲醇,以防气相中的水分在下一步的冷却过程中冷凝结霜,然后原料气再进入原料气最终冷却器E-5203壳程,被管程的低温净化气、CO2产品气和循环气冷却到-17.1℃左右。
2、H2S/CO2吸收-17.1℃左右的原料气进入吸收塔C-5201的预洗段,在这里,微量成份如NH3、H2O、羰基化合物和HCN等被一小股饱和了CO2的低温甲醇洗涤吸收下来。
粗煤气然后通过升气管进入到C-5201的H2S洗涤吸收段,在此H2S 和COS被来自E-5205饱和了CO2的低温甲醇洗涤下来。
富H2S甲醇通过液位控制离开C-5201的集液区被送到中压闪蒸塔C-15202的下段进行闪蒸再生。
脱硫后的气体然后通过另一升气管进入C-5201的CO2洗涤吸收段,煤气依次被经-40℃级氨冷却后的含一定量二氧化碳的甲醇、经过闪蒸再生的半贫甲醇、经过热再生的贫甲醇进行洗涤吸收;在C-5201的CO2吸收工段,气体用冷的、经过闪蒸再生的半贫甲醇作为主洗甲醇,用冷的、经过热再生的贫甲醇作为精洗甲醇进行洗涤;后者通过与原料气流量成一定比例的流量比率控制被送到塔顶。
由于吸收CO2放热,故甲醇相应地产生温升,当甲醇升温到一定程度时,为了保证CO2的脱除效果,在甲醇沿塔向下流动、洗涤吸收CO2的过程中,引出部分洗涤甲醇到含CO2甲醇中间冷却器E-5204的管程中,用壳程-40℃级氨将其冷却到-36℃左右,然后再返回到CO2吸收段继续洗涤吸收CO2。
饱和了CO2的甲醇,通过液位控制离开CO2吸收段,然后部分进入H2S吸收塔给料冷却器E-5205管程,被壳程介质冷却后,一部分与粗煤气流量成比例地送到C-5201的H2S 吸收段顶部,用于洗涤H2S;另一部分被送到C-15201的预洗段作洗涤剂用;其余的富CO2甲醇送到C-5202的上段进行降压闪蒸。
出CO2洗涤塔顶的净化气(ST<0.1ppm,CO2约3%左右)依次进入原料气最终冷却器E-5203和原料气/合成气热交换器E-5201的管程,与壳程的原料气进行热交换回收冷量之后,被送往甲醇合成装置。
3、闪蒸再生和H2S 浓缩来自C-15201 CO2吸收塔工段收液槽的甲醇部分通过H2S-吸收塔给料冷却器E-5205被送到C-5201 H2S 吸收塔工段的顶部,收液槽剩余大部分液体则被送到中压闪蒸塔C-15202的上部工段。