《低温甲醇洗技术介绍及操作手册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低温甲醇洗技术介绍及操作手册（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、(602)低温甲醇洗岗位培训教材1.概述1.1本工序的任务从变换工序来的变换气中除含有氢气、氮气外，约含有44.7%的CQ和少量的H?S与COS等硫化物，还含有COCH4、Ar以及饱和的水份等。含氧化合物与含硫化合物是氨合成触媒的毒物，气体在进入合成工序之前，必须将他们脱除干净；并且，由于后续工序是采用液氮洗脱除CO、CH4等，为防止CO2与水份等冻结成固体堵塞管道和设备，也必须将它们脱除干净。另外，从变换气中分离出来的CO2数量较大，浓度较高，而它又是生产纯碱、尿素、干冰等化工产品的主要原料；H2S及COS等硫化物数量虽小，但它们也是生产硫酸等的原料，而且，H2SCOS等硫化物对大气污染严重
2、。因此，低温甲醇洗工序的任务是：(1)、净化原料气将进入甲醇洗的原料气中CQ、H2O、H2S等脱除至规定的含量，以满足后续工序液氮洗和氨合成的生产要求。(2)、回收副产品CO2是低温甲醇洗工序的主要副产品，可用于生产纯碱、尿素以及食用CQ等，因此，低温甲醇洗工序必须保证CQ产品的质量和数量，以满足用户生产的需要；对H2S及其它含硫化合物的回收，也要保质保量，达到配套装置规定的要求。(3)、环保任务由于低温甲醇洗工序还向外界排放废气和废水，它们含有污染环境的H2S、甲醇等有毒物质，因此，必须加强生产控制，以满足环境保护的需要。1.2吸收剂的特性低温甲醇洗的吸收剂是甲醇，甲醇是一种有机溶剂，其一般
3、性质如下表1-1所示。作为吸收剂，它应具备以下一些要求：(1)、吸收剂的吸收能力。气体中待脱除的组分在吸收剂中的溶解度以及它与温度、压力的关系是吸收剂的最重要性质。吸收过程的主要指标如吸收剂的循环量，气体解吸所需要的能耗，溶液再生的条件，设备的大小等都与溶解度有关。一个良好的吸收剂应当具备有较高的吸收能力以减少溶液的循环量，增大溶质的吸收速度。甲醇的吸收能力与其它吸收剂的比较见表1-2(2)、吸收剂的选择。选择吸收剂是指在同一温度与分压下，气体中被脱除组分的溶解度a2与气体中最靠近这一组分的溶解度a1之比。它可用吸收剂的选择系数C来表示，即C=a2/a1。吸收过程中不需脱除组分的消耗，混合气完
4、全分离的可能性以及工艺流程中的很多特点及消耗指标都与吸收剂的选择性有关，一种良好的吸收剂对脱除的组分应具有较高的选择性。甲醇吸收剂的选择性与其它吸收剂的比较亦见表1-2性质1数量分子式CH.OH石子凰32*04形状F透明、无色r挥发性及引火性液怵，有秦沸鼠64.5*-64*7熔点97代闪点开口吞器儿1ZC（闭口容器）自燃点:473：（空气中），41C比S0,7913W?)密度O.SlOOg/mKnr)比热(20-25C20*27卡/m乩匸粘度(20TC)0*5945CPI导热系数(35K?)494X10_*cal/cmsX表面張力(20D22.55达因/厘米折射率L32874(200蒸发潜热&
5、43Kcal/mol曲7X?)熔融热0*757Kcal/mol燃烧热(25r.液体173.65Kcal/mol生成热(25V液体57063Kcal/moit气挥48-lOOKcaMmol爆炸械限（空气中6.0-36-5#积溶解性水、乙醇、乙醛中无限灌解表11、甲醇的一般性质吸收剂泡度L瘩解度Oft性组分frJRNmV收利体m5选择性flHiS/rfXXCOiH；S分医1=1缶伽分压Plfltm分压P=Utm水+355.5a6U83.0Pu4sol(NMP)+3532325PReciisol(甲醉)100&-30Z701593j仏LMEA(J-Smol/l)-4050严34热血ol/l)+110
6、4026391表12、几种吸收剂吸收能力及选择性比较（3）、吸收剂的饱和蒸汽压。在操作温度下，吸收剂应具有较低的蒸汽压，以减少吸收剂的损耗。吸收剂饱和蒸汽压的大小会影响吸收与再生的操作条件及流程的布置。甲醇的蒸汽压数据如下表1-3所示。宀温度C蒸宅压覘度C慕气压温度E蒸气压67n40-102-304.040260-560*40-212-208050405450.378:-101&.5160625-48.10.70202乩664.7760一仏40,982+1054-7?0927-4412096-0100262140Z030)1601204751表1-3、甲醇的蒸汽压（mmHg）（4）、吸收剂的沸
7、点。在很多情况下，要求吸收剂的沸点温度低。当吸收剂积累了杂质时一般要将吸收剂进行蒸馏，吸收剂热再生时也需要在再沸器中加热，吸收剂的沸点过高，则必须将蒸馏的温度提的很高，或者要在真空下进行蒸馏，能耗增加。（5）、吸收剂的比热、粘度。吸收剂应具有较大的比热以便能吸收大量的吸收热而不致于使温升过高；吸收剂的粘度影响到热量与质量的传递速度，相应设备的大小以及溶液输送时的能耗，因此应当选用粘度小的吸收剂。甲醇的比热一般随温度升高而升高，粘度随温度的升高而降低。如图1-1、图1-2所示。口0art：BHIK*nwtvI1:ffFTmTRT!S1S鑑純驰瓷噪眸1帀砸vE-t!Svl*竺竺唇I=MirWMfl
8、VI-*MBBipHHWV*P-37平怎田:!?就盟曙wavbs1lwry,liM图11、甲醇的比热thaiwnfisrfef冀iisusiain*111l:n3:n:i:M!V“煜歿删冷:;:zni:匾iruii111IKBVVq温度心图1-2、甲醇的粘度、吸收剂应具有很高的热化学稳定性，吸收过程中有关的副反应应进行得很慢；吸收剂的腐蚀性应小，起泡性应低；吸收剂的凝固温度不宜太高，以利于贮存；吸收剂的可燃性应小，毒性应低；吸收剂应易于再生，以利循环使用；吸收剂来源广泛，价格低廉等等。甲醇是一种良好的吸收剂。从表1-2可看出，当CQ分压为10atm时，一30C的情况下甲醇的吸收能力要比水大50
9、倍。当温度降低时，其吸收能力增大得更快；甲醇具有很高的热稳定性和化学稳定性；甲醇不会被有机硫、氰化物等杂质所降解，甲醇不起泡，纯甲醇不腐蚀设备和管道。低温下，甲醇的粘度也很小，在一30C时，甲醇的粘度等于常温水的粘度，而在55C时，仅比水的粘度大一倍。甲醇可以大量生产，比较便宜，容易获得。甲醇同时能吸收H2S和CQ,而且吸收H2S的选择性比CO2好，在任何情况下，都可以将H2S从气体中脱除干净而将CO2大部分保留在气体中。总之，甲醇是脱除工艺气体中CQ、H2S等酸性气体的一种良好的吸收剂，但甲醇易燃、易爆，而且有毒，当人吸收10mL时，就会双目失明，吸30mL时就可致命，在空气中的允许浓度为5
10、0mg/m3。因此，设备制造和管道安装都要严格要求不漏，操作时要谨慎从事，要严防事故的发生。1.3工艺特点脱硫、脱碳的方法比较多，如表1-4a、b所示。低温甲醇洗是其中的一种，它是五十年代初由德国林德公司和鲁奇公司联合开发的，主要用于从变换气中提取高纯度也，从裂解气中提取乙炔，从鼓风炉煤气中回收高浓度CO2,从CH4中分离C2H2，以及从焦炉气中分离苯和环戊烯等，经低温甲醇洗以后，气体中不含硫化物，CQ含量可达至5ppm以下。載化袪埶水薇相催化法、稱胶法、EDTA法、呻礦法等）、化学|吸收洙（如氮水烧琛）法丨物理|环丁砸+二X醇胺註、碳酸丙烯化学法!酯+甘醇胺或二异丙醉胺等化学法冰洗法碳酸丙烯
11、酯法低渥甲醇洗卷N甲基毗咯烷酮袪:聚乙二醇二甲議进等物理化学环厂叫二乙醉胺法（SuKinon吸收法骤乙二薛二甲敲法（Sekxol）气休的主要能酰方法脱除原料吒中大Meo,的一些常用方法方法分类方法名称方迭分类方法名评;干法氧化锌崔.氢氧化铁法、活性碳吸附法、锈旷脱碱法、钻钳催化加氢法、分子筛袪等P吸收迭-Catacarb（催化热碱法）Beffidd改良热戰法氨基醸盐法MEA法（一乙醇胺法氨水洗涤法联靈概）法V法（改良钟麻法尊1j物理堂吸收法碳酸丙烯驚法、低温甲醇洗法、聚乙二醇二甲醸法、磷酸=丁酸表1-4a脱硫、脱碳的一些方法表1-4b脱硫、脱碳的一些方法现今以渣油、煤为原料生产合成氨的大型装置
12、，均采用低温甲醇洗工艺来脱除工艺气中CC2、H2S等酸性气体。这是因为低温甲醇洗工艺有它自己的特点：（一）优点低温甲醇洗工艺可以脱除气体中的多种杂质。低温甲醇洗是物理吸收，当酸性组份分压高时（如图1-3的P1）,物理吸收的能力C1ph比化学吸收能力高（C1cb）,而且吸收剂的吸收量随组份分压的提高而增加，几乎成正比，这样，操作压力提高，循环量就会减少。当操作压力降低时（如图中P2分压），物理吸收的吸收能力将远高于化学吸收，如图所示CphCch,这样，物理吸收的再生能耗就小。在一30C一70C的低温下，甲醇能同时脱除气体中的H2S、COSCS2、RSHC2H4、CQ、HCN、NH3、NO以及石蜡
13、烃、芳香烃、粗汽油等杂质，并可同时脱除气体中的水分，使气体彻底干燥，甲醇吸收的杂质可以通过不同的再生条件对不同组分加以回收，分别得到不同的副产品。以煤、渣油为原料生产合成氨时，需脱除的CO2量较多，另外，气化趋向于采用更高的气化压力，因此，利用物理吸收法一一低温甲醇洗来净化工艺气更为有利。图1-3化学吸收与物理吸收的平衡曲线2气体的净化度高。净化合成气中总硫含量可脱除至O.lppm以下，CO2可净化到20ppm以下，低温甲醇洗个适用于硫含量有严格要求的任何工艺。3.可选择性脱出H2S和CC2。低温甲醇洗可以选择性地脱除H?S和CC2,并可分别加以回收，便于进一步加工，由于H2S、COS和CO2
14、在低温甲醇中的溶解度都很大，所以吸收剂的循环量很小，这样势必动力消耗、运转费用较低；另一方面，低温甲醇对出、CO和CH4的溶解度都很低，这就使有用气体的损失保持在较低的水平。4 甲醇的热稳定性和化学稳定性好。低温下甲醇的蒸汽压也很低，正常运行时，溶剂损失较低。低温甲醇洗工艺和液氮洗相配合能量利用更加合理。低温甲醇洗工艺脱除H2S和CQ与液氮洗脱除CO、CH4联合使用时，就显得格外合理，液氮洗需要在-190C左右的低温下进行，要求进液氮洗装置的气体彻底干燥。由于低温甲醇洗同时具有干燥气体的作用，并已使气体温度降到50C70C的低温，这从工艺配置和制冷角度来说，避免了工艺配置上的“冷热病”和节省了冷冻的动力。低温甲醇洗装置三塔的汽提氮气利用进液氮洗冷箱前的分子筛再生氮气作为气原之一，流程配置更显得合理。1 （二）缺点甲醇毒性大，易对环境造成污染，对排放的甲醇残液需进行处理。五塔的稳定操作是本工段外排废水达标的关键。
