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1、北京化工大学毕业论文目录0 概 述4第1章低温甲醇洗工艺流程简介6第1.1节 主要设备61.1.1塔类61.1.2换热器61.1.3分离器及储槽61.1.4机泵6第1.2节 工艺流程叙述71.2.1 H2S、CO2吸收流程71.2.2 脱碳溶液的再生81.2.3 脱硫溶液的再生与硫化氢浓缩81.2.4 甲醇水塔系统9第1.3节 工艺流程简图10第3章存在的问题14第3. 1节 仪表的正常投运是生产的保证条件14第3. 2节分析工作的连续14第3. 3节净化气中CO2含量的调节14第3. 4节氨制冷系统15第3. 5节机泵15第4章低温甲醇洗的技术特点16第4. 1节甲醇对CO2和H2S的吸收有
2、高选择性16第4. 2节甲醇损耗较少16第4. 3节动力消耗低16第4. 4节冷量回收利用17第4. 5节环境保护17第4. 6节 DCS 集散控制系统17第4. 7节技术改进和人员素质17第5章 低温甲醇洗中煤气脱硫过程的操作参数优化185.1影响净煤气总硫含量的因素185.1.1 温度185.1.2 压力185.1.3 甲醇的循环量和气液比185.1.4 甲醇的质量195.1.5 粗煤气中的氨含量195.1.6 粗煤气中有机硫偏高195.2操作参数优化205.2.1 温度的控制205.2.2 压力的选择215.2.3 合理调整甲醇循环量和气液比215.2.4 严格保证甲醇质量215.2.5
3、 严格控制粗煤气的杂质含量22第6章结束语23参考文献24致谢25粗甲醇精制技术在20 万t/a甲醇装置中的应用摘要简单介绍了神华宁煤甲醇厂20万t/a甲醇装置中粗甲醇精制技术的应用情况。经过一年多的稳定运行, 证明该技术工艺先进成熟, 产品质量稳定, 满足生产需要, 在以煤为原料的煤气脱硫脱碳中的应用是成功的。本文还介绍了影响粗甲醇精制效果的因素, 在此基础上研究了操作参数的优化思路, 提出了切实可行的操作参数优化方案, 并在实际生产过程中取得了较好的操作效果。关键词德士古煤气净化粗甲醇精制操作参数优化 煤气脱硫0 概 述由粗甲醇精制为精甲醇，主要采用精馏的方法。 甲醇合成不论采用锌铬系催化
4、剂或铜基催化剂，均受其选择性的限制，且受合成工艺条件的和气体组成的影响，在甲醇反应的同时，还伴随着一系列副反应，其产品系主要有甲醇以及水、有机杂质等组成的混合液，故称粗甲醇。粗甲醇中这些杂质组分的含量多少，可视为粗甲醇的质量标准。显然，粗甲醇的质量和精制过程的损耗，与粗甲醇的质量关系极大。工业上粗甲醇的精制主要采用精馏的方法 。精甲醇的产品质量主要遵循GB-338-2004标准，具体内容将在后面详细叙述。第1章粗甲醇精制简介第1.1节 粗甲醇精制的原理1.1.1 精馏原理 精馏是利用物质挥发性不同(沸点不同)而将两种或两种以上的物质分离开的过程，精馏过程在精馏塔内完成，混合组分从塔中间某一块塔
5、板(进料板)连续进入塔内，在进料板以上，上升蒸汽中所含的重组分向液相传递，而回流液中的轻组分向气相传递，这样经过足够的塔板，在塔的上半部完成了上升蒸汽的精制，即除去其中的重组分，因而称为精馏段。在进料板以下，下降液体(包括回流液和加料中的液体)中的轻组分向汽相传递，上升蒸汽中的重组分向液相传递，这样经过足够的塔板，在塔的下部完成了下降液体中重组分的提浓即提出了轻组分，因而称为提馏段。一个完整的精馏塔应包括精馏段和提馏段，进料板是二者的分界。在这样的塔内可将一个双组分混合物连续地、高纯度地分为轻、重两组分。 回流(包括塔顶的液相回流与塔釜部分汽化造成的汽相回流)是精馏操作的重要因因素它是构成汽、
6、液两相接触传质的必要条件，没有气液两相的接触也就无从进行物质交换，就难以将混合物精馏而分离开。1.1.2气提原理气提是物理过程，它用于破坏原气液平衡而建立新的气液平衡状态，达到分离物质的目的。例如，A是液体，B是气体，B溶解于A中，达到气液平衡状态。气相中主要以B的气体为主(PB=P)，当加入气提介质C时，气相中B的分压降低(PBP-Pc)，破坏了气液平衡状态,由于B物质气液相间压差存在，B物质就从液相向气相扩散，达到一种新的气液平衡状态。通过调节气提介质的量来控制气提程度，将A与B两种物质分离。如果要保证A，B的纯度而不需要其它杂质，则可采用A或B做气提介质，如尿素生产中可采用C02气提法或
7、氨气提法来分解甲胺。如果只得到A产品，B可以放空，则采用其它廉价易得的C产品做为气提介质第1.2节 粗甲醇的组成 以色谱分析测定的粗甲醇的组成有40多种。大概分为水、甲醇和有机杂质等。这些杂质包含了水、醇、醛、酮、醚、酸、烷烃等。如有氮的存在，还有易挥发的氨类；其它还含有少量的羰基铁及微量的催化剂等杂质。这些在甲醇合成反应中产生的乙醇、丙酮、异丁醇、乙酸甲酯、正丙醇、丁酮、仲丁醇、异丁醇、正丁醇等杂质，由于其分子量大于甲醇，因此其密度大于甲醇，其沸点高于甲醇，被统称为杂醇油。为了保证产品质量必须在主精馏塔的一些塔板定期排放。这些组分按沸点（）顺序排列为：二甲醚（-23.7）、乙醛（20.2）、
8、甲酸甲酯（31.8）、二乙醚（34.6）、正戊烷（36.4）、丙醛（48.0）、丙烯醛（52.5）、醋酸甲酯（54.1）、丙酮（58.5）、异丁醛（64.5）、甲醇（64.7）、异丙烯醚（67.6）、正己烷（69.0）、乙醇（78.4）、甲已酮（79.6）、正戊醇（97.0）、正庚烷（98.0）、水（100）、甲基异丙酮（101.7）、醋酐（103.0）、异丁醇（107.0）、正丁醇（117.7 ）、异丁醚（122.3）、正辛烷（125.0）异戊醇（130.0）、正戊醇（138.0）、正壬烷（160.7）。 一般工业上出于对甲醇产品的要求规定了甲醇的质量标准。我国最新的质量标准是GB338-2
9、004，其具体指标将在后面详细叙述。国外甲醇的质量根据其用途而定，优质甲醇的的指标集中表现在沸程短、纯度高、稳定性好、有机杂质含量低。第1.3节 粗甲醇的精制方法粗甲醇含有许多的杂质，精制的目的主要是除去大量的水分和多种有机杂质，这些杂质沸点的温度范围很宽，某些杂质还会和甲醇形成恒沸物，这些特点决定了甲醇的精制过程的复杂性。工业上精制粗甲醇的方法大致有两种，主要采用物理法蒸馏，有时还同时采用化学法和吸附法。第一种是物理法蒸馏。有机杂质、水和甲醇的混合液，利用各组分的挥法度不同，可通过蒸馏将其分离。这是精制甲醇的最主要的方法，为了得到纯度非常高的甲醇，需要多次蒸馏和多次冷凝。由于粗甲醇中有些组分
10、的性质和甲醇十分相似，沸点接近，不易分离，就必须采用特殊的蒸馏方法，如萃取蒸馏。可以在粗甲醇中加入水，水与甲醇可以任何比例混溶，这样可以降低水甲醇混合液的挥发度，变得与其它杂质易于分离。第二种方法是化学法。采用蒸馏的方法，仍不能将其杂质降低到所要求的指标，则须用化学净化的方法破坏掉这些杂质。如粗甲醇中的还原性杂质，虽采取萃取蒸馏的方法仍残留在甲醇中，会影响甲醇产品的高锰酸钾值。因此当甲醇中的还原性物质含量高的时候，还需借助化学氧化法处理。一般采用高锰酸钾进行氧化，将还原性物质氧化成二氧化碳逸出，或生成酸并结合成钾盐随高锰酸钾泥渣一同滤去。为减少在精制过程中酸性杂质对设备的腐蚀，在进入精馏设备以
11、前要加入苛性钠中和其中的有机酸，这也是化学净化方法。有时为了有效清除粗甲醇中的有机杂质，或降低其电导率，也加入其它化学物质，或用离子交换的方法。第2章 粗甲醇精馏的工艺流程第2.1节 粗甲醇精馏的设备配置本工段共配置塔4台、换热器13台、容器类16台、泵25台。其中的主要设备为预精馏塔、精甲醇加压塔、粗甲醇常压塔、汽提塔。预精馏塔：型 式： 立式，220032020，填料塔，规整填料： （1）、型号TUPAC-2Y，（2）、型号TUPAC-G1操作压力： 0.03 MPa /0.035MPa操作温度： 73.7/75.5材 质： 16MnR/0Cr18Ni9重 量： 39000Kg（未包括塔内
12、件）精甲醇加压塔：型 式： 立式，220038570，填料塔，规 整 填 料： （1）、型号TUPAC-2Y，（2）、型号TUPAC-G1浮阀塔板型号： TGTV操 作 压 力： 0.6MPa /0.614MPa操 作 温 度： 123/129.5材 质： 16MnR/0Cr18Ni9重 量： 47000Kg（未包括塔内件）精甲醇常压塔：型 式： 立式，260048330，填料塔，下部为浮阀塔盘规 整 填 料： （1）、型号TUPAC-2Y，（2）、型号TUPAC-G1浮阀塔板型号： TGTV操 作 压 力： 0.08MPa /0.25MPa操 作 温 度： 66/106材 质： 16MnR/
13、0Cr18Ni9重 量： 84000Kg（未包括塔内件）气 提 塔：型 式： 立式，80030000，填料塔，下部为浮阀塔盘规整填料： （1）、型号TUPAC-3Y，（2）、型号TUPAC-2Y（3）、型号TUPAC-G2浮阀塔板型号： TGTV操 作 压 力： 0.005MPa /0.018MPa操 作 温 度： 65.5/89材 质： 16MnR/0Cr18Ni9重 量： 20000Kg（未包括塔内件）第2.2节 粗甲醇精馏的工艺流程来自甲醇合成工段膨胀槽（D-903）的粗甲醇进入粗甲醇储槽（D-1012A/B）。经泵（P-1012A/B）送至预精馏塔（T-1001）的下部。粗甲醇进入预精
14、馏塔（T-1001）前，先在粗甲醇预热器（E-1010）中，用蒸汽冷凝液预热，以回收蒸汽冷凝液的热量。粗甲醇在此塔中除去其中残余的溶解气体以及以二甲醚为代表的轻组分。塔顶设置两个冷凝器，预精馏塔一级冷凝器（E-1002）和预精馏塔二级冷凝器（E-1003）。预精馏塔一级冷凝器（E-1002）将塔内上升气中的甲醇大部分冷凝下来进入预精馏塔回流槽（D-1009），经预精馏塔回流泵（P-1001A/B）送入预精馏塔（T-1001）作为回流。不凝气及轻组分、部分未冷凝的甲醇蒸汽进入预精馏塔二级冷凝器（E-1003），冷至40，将其中的绝大部分甲醇冷凝回收，不凝气则通过压力调节排至火炬总管焚烧处理。经过预精馏塔二级冷凝器（E-1003）回收的甲醇进入甲醇解析器（D-1010）用脱盐水进行萃取，萃取出的甲醇和水流入预精馏塔回流槽（D-1009），剩余萃取液主要为油性组分杂醇油，流入杂醇油储槽（D-1014）。由杂醇油输送泵（P-1013）送入罐车运走。预精馏塔 （T-1001）操作压力约0.03MPa（G），塔顶操作温度约69.5，塔底操作温度约75.5。预精馏塔 （T-10
