1、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)中主要控制對象低溫甲醇洗工藝是20世紀(jì)50年代，由德國魯奇（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CO2、H2S、COS和硫醇等脫除的工藝過程。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CO2、H2S、CO

2、S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單的閃蒸解吸和氣體放出CO2、H2S 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 從圖可見，在同一溫度下，CO2、H2S、H2O等的溶解度遠(yuǎn)大于H2和CO，所以低溫甲醇法易除去CO2、 H2S。隨著溫度的降低CO2、H2S在氣體在甲醇的溶解度增大，而H2、 CO變化不大，因此，此法易在較低溫度下操作。由于H2S在甲醇中的溶解度比CO2更大，所以用甲醇脫除CO2的同時(shí)也能把

3、氣體中的H2S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。溶劑對溶質(zhì)的吸收有以下的趨勢 對于大多數(shù)氣體而言，壓力愈高、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

4、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。 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N2、CO、H2、CH4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H2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

5、是水的100倍，本菲爾化學(xué)溶劑的10倍），且價(jià)廉易得。 三、低溫甲醇洗工藝的特點(diǎn)可以保證凈化氣中H2S、CO2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H2S、COS、CS2、RSH、C4H4S、CO2、HCN、NH3、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CO2、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CO2、硫化物的富甲醇經(jīng)閃蒸、氣提、熱再生可循環(huán)

6、使用。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，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，會影響人的健康。甲醇的毒性大，當(dāng)吸入10ml時(shí)就會雙目失明，吸入30ml時(shí)就會致命，在空氣中甲醇的允許含量為50mg/m3。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)防泄漏等事故的發(fā)生。還應(yīng)有安全措施。 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臺繞管換熱器）15臺泵3個(gè)甲醇過濾器8個(gè)槽（罐）1臺往復(fù)式壓縮機(jī)1、 5個(gè)塔洗滌塔 脫除從上游工序來的變換氣中的CO2、H2S及有機(jī)硫等雜質(zhì)，同時(shí)也脫除變換氣中帶入的

7、飽和水，制得：CO23.420.2%，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。控制上塔與下塔的液位，防止高低壓串壓。H2S濃縮塔 氣提出CO2和H2S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H2S和尚為脫完的CO2，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)注意控制其底部液位及溫度。尾氣洗滌塔 吸收從H2S濃縮塔氣提帶出的甲醇。 注意控制其液位2、

8、 19個(gè)換熱器（其中6臺繞管換熱器）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。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）無硫甲醇閃蒸槽、含硫甲醇閃蒸槽 閃蒸出甲醇吸收的CO、H2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H