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0低温甲醇洗工艺制作单位：净化车间襄矿泓通讲课资料山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD制作人：王科1山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD物化性质：甲醇分子式CH3OH，别名木醇、木精。无色、透明、高挥发性、易燃液体，略有酒精气味。相对密度0.792(20／4℃)；最小点火能0.215MJ，燃烧热727.0KJ/mol。能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、酯及卤代烃等混溶。遇热、明火或氧化剂易着火；燃烧时生成蓝色火焰。易受氧化或脱氢而生成甲醛。遇明火会爆炸。毒性：甲醇在水及体液中溶解度极高，可经呼吸道、胃肠道和皮肤吸收，吸收后可迅速分布于机体组织，主要作用于神经系统，对视神经和视网膜有特殊选择作用。甲醇在体内氧化缓慢，仅为乙醇的1/7，排泄也慢，故有明显的蓄积作用。甲醇蒸汽对呼吸道和粘摸有强烈的刺激作用。有经皮肤吸收中毒引起视觉障碍和失明的可能。认识甲醇2吸收过程的类型气体吸收过程的类型按照溶质气体分子与吸收剂溶液分子间的作用力不同，可分为物理吸收、化学吸收、物理-化学吸收。物理吸收：吸收过程中溶质与溶剂之间不发生明显的化学反应。（水吸收二氧化碳、甲醇低温吸收硫化物等）化学吸收：溶质与溶剂之间发生显著地化学反应。（氨水吸收硫化氢等）物理化学吸收：使用物理吸收剂与化学吸收剂组成的混合溶剂，使吸收操作兼有物理吸收和化学吸收的性质，称为物理-化学吸收（环丁砜法脱除硫化氢和二氧化碳）山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD3溶解度的概念在一定的温度和压力下，使一定量的吸收剂与气体混合物接触，气相中的气体溶质便向液相吸收剂中转移，直至液相中溶质组成达到饱和为止。在此状态中并非没有气体溶质分子进入液相或液相中溶质分子进入气体，而是在任何时刻进入液相中的气体溶质分子数与液相逸出的溶质的分子数相同，这种状态称为气液平衡。气液平衡状态下气相中的气体溶质分压称为气体平衡分压或饱和分压，液相中的溶质组成称为平衡组成或饱和组成。气体在液体中的溶解度，就是指气体在液体中的饱和组成。山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD4目录一、低温甲醇洗装置任务二、低温甲醇洗工艺原理三、低温甲醇洗装置的流程1、装置的流程2、按流程的顺序分别介绍各个系统四、低温甲醇洗开车步骤五、正常生产中的调节六、净化气及硫化氢富气不合格的原因及处理措施七、两套装置的区别及金石技改分析山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD5一、装置任务A：除去变换气中的二氧化碳、硫化物、烃类等对乙二醇合成装置有害气体，制得CO2≤20ppm，总S≤0.1ppm的合格净化气(74534Nm3/h)送变压吸附工段进行气体分离。B：将吸收了H2S的甲醇通过浓缩、再生，将主酸性气体(462Nm3/h)及含预洗酸性气（150Nm3/h）送往硫回收装置生产硫氨，并使甲醇洗装置尾气达标排放。C:为燃料气管网输送燃料气1140Nm3/hD：通过萃取分离对石脑油进行回收（40kg/h）。山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD低温甲醇洗变换气净化气（H2、CO、CH4）酸性气去硫回收石脑油回收尾气达标排放H2、CO、CH4、CO2、H2S、石脑油等燃料气输送6二、低温甲醇洗工艺原理采用冷甲醇作为溶剂脱除酸性气体的一种物理吸收方法。净化度高：由于CO2和H2S在甲醇中的溶解度随甲醇温度下降而显著的上升，因而低温甲醇洗就是利用低温下甲醇对酸性气溶解度极大的特性来进行气体净化的。亨利定律：一定温度下气体在液体中的溶解度与该气体的平衡压力成正比。利用甲醇作为吸收剂吸收酸性气体，温度越低，压力越高吸收效果越好。山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD7山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD选择性强：在-30℃左右，H2S在甲醇中的溶解度为CO2的6.1倍，而有效气体CO和H2却随甲醇温度下降溶解度变化不大。因此低温甲醇洗装置能选择性的先脱除CO2，再脱除H2S，从而在再生时可以分别富产H2S、C02和石脑油。各种气体在甲醇中的溶解度H2OH2S\COSCO2CH4CON2\H28低温甲醇洗主要技术流派低温甲醇洗的工艺是20世纪50年代德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化技术，后来两家公司分离，分别为林德技术和鲁奇技术。林德低温甲醇洗由于大量选择专利设备绕管换热器，具有流程短，布置紧凑的特点。而最先开发的鲁奇低温甲醇洗两步法脱硫脱碳，由于变换设在脱硫脱碳之间，使得工艺气复热次数增加，因而设备较多，流程相对复杂，冷量消耗相对较高。我国对低温甲醇洗技术的研究起步于70年代，在对众多引进装置消化吸收的基础上，化二院联合兰州设计院、浙江大学和大连理工大学解决了低温甲醇洗设计所需的物性数据库问题，并建立了完整的低温甲醇洗数据库和模拟计算数学模型，形成国产化技术。本项目是采用的化二院的国产化低温甲醇洗技术。山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD9三、低温甲醇洗装置的流程1、装置的流程甲醇洗装置在项目主工艺路线中的位置示意甲醇洗装置前后气体数据成份对比，单位V%压缩制冷气化变换甲醇洗PSA煤粗煤气变换气净化气天然气氢气一氧化碳副线CO2H2SH2COCH4变换气29.5650.13940.8220.448.45净化气20ppm0.1ppm57.7125.0316.2610低温甲醇洗工艺简图山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD溶液吸收净煤气去变压吸附二氧化碳达标排放粗煤气富液再生石脑油硫化氢去硫回收富液贫液CH3OHCO2H2SOil11主要设备组成塔器：9换热器：21种，27台分离器：3过滤器：3种，6台（一开一备）泵：20种，37台，涉及溶液循环为两台（一开一备）贮槽：9山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD12山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD系统组成吸收再生贮存闪蒸气提热再生尾气洗涤预洗闪蒸萃取甲醇水分离共沸13山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD2、按流程顺序分别介绍各个系统1）吸收系统（脱硫塔、脱碳塔）条件：低温、高压预洗段：脱除粗煤气中的轻油等脱硫段：脱除硫化氢等二氧化碳吸收段：脱除二氧化碳等14山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTDP-01粗煤气主洗精洗P-02粗洗预洗除油脱硫来至3号泵来至6号泵E-01E-02E-03E-04去3塔Ⅰ段净煤气H2S≤1ppmH2S≤0.1ppmCO2≤20ppm去7塔Ⅱ段去4塔Ⅰ段E-05E-06152）闪蒸再生及气提系统（CO2闪蒸塔、H2S浓缩塔）条件：压力逐级降低，通入低温氮气气提，喷入再吸收液为出界区气体把关。CO2闪蒸塔I段：来自CO2吸收塔富CO2甲醇初级降压为1.1MPa,此压力下主要闪蒸燃料气，燃料气经再吸收复热后与浓缩塔I段燃料气混合送至燃料气管网CO2闪蒸塔段II段：富CO2甲醇二级降压为0.16MPa，此压力下主要闪蒸CO2,且纯度较高，如有需要此部分CO2,可回收利用CO2闪蒸塔段III段三级降压，通入低温氮气气提，更大程度的降低甲醇中溶解的CO2,此部分甲醇含硫低，且CO2基本闪蒸完成，即具备吸收能力，除作为CO2吸收塔的主洗溶液外，还作为分别作为燃料气及H2S浓缩的再吸收液。山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD16山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD主洗溶液浓缩一段浓缩二段CO2闪蒸塔--64℃I段燃料气IIIIIP-04P-03来自2塔E-07去E-03复热E-08E-10E-15去E-03复热去4塔II段氮气E-0817H2S浓缩塔I段：来自H2S吸收塔富硫甲醇初级降压，压力为1.1MPa，主要闪蒸燃料气，经再吸收复热后与闪蒸塔I段燃料气混合送至燃料气管网。H2S浓缩塔II段：富硫甲醇二级减压，通入低温氮气气提，更大程度降低富硫甲醇中溶解的CO2,系统中各部分含硫气在此段混合经再吸收液洗涤再吸收，即此段甲醇为富硫甲醇送至热再生塔塔进行热再生。含硫气1：热再生塔I段闪蒸气。含硫气2增浓气含硫气3：预洗闪蒸塔II段、III段闪蒸气山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD18山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTDH2S浓缩塔贫富液换热器热再生塔闪蒸段再吸收液再吸收液含硫气1含硫气2含硫气3I段燃料气低温氮气II段P-05去E-03复热去E-11复热193）热再生系统（热再生塔）条件：升温、加热、气提热再生塔I段：来自浓缩塔II段富硫甲醇经贫富液换热器升温后在I段进行热闪蒸，热闪蒸气经串联三台换热器回收热量降温后送至浓缩塔II段进行硫浓缩。热再生塔II段：由来自热再生塔I段富硫热甲醇（75℃），由低压蒸汽通过再沸器提供热量，从而产生甲醇蒸汽气提，将溶解在甲醇中H2S气提出来，此时的甲醇已完成再生，作为贫甲醇经贫富液换热器降温至-49℃，由脱碳塔精洗段喷入，作为对粗煤气洗涤吸收的最后一道关卡，塔顶甲醇蒸汽及富硫气经换热器降温送至III段。III段又叫回流槽，甲醇冷凝与富硫气分离，冷凝甲醇回送至II段，富硫气经深冷再次分离甲醇，复热后送至硫回收。山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD20山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTDIIIIIIP-06热再生塔P-07贫富液换热器脱碳塔精洗段E-13E-14E-15硫回收去4塔II段E-09E-10E-11增浓气214）尾气洗涤系统（尾气洗涤塔）将低温甲醇洗装置内各部分排放气进行水洗，将气体中夹带的甲醇进行回收，气体排至大气，含醇水送至预洗再生系统。排放气1：闪蒸塔II段闪蒸气排放气2：闪蒸塔III段闪蒸气排放气3：浓缩塔II段闪蒸气排放气4：新鲜甲醇贮槽氮封气山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD22山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD尾气洗涤塔脱盐水低压蒸汽1234洗涤水萃取水排大气235）预洗再生系统（预洗闪蒸塔、共沸塔、甲醇水塔）预洗闪蒸塔I段：由尾气洗涤塔的含醇水将共沸塔含硫不凝气进行洗涤，气体送至硫回收，含醇水进入萃取系统。预洗闪蒸塔II段：预洗甲醇在此段减压闪蒸，闪蒸气与III段闪蒸气混合回浓缩塔II段进行硫浓缩，甲醇继续减压闪蒸。预洗闪蒸塔III段：由II段甲醇加热后在此段闪蒸，气体与II段闪蒸气混合送至浓缩塔II段进行硫浓缩，甲醇进入萃取混合室。山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD24萃取混合室：除预洗甲醇外系统两股塔盘清洗液及共沸塔顶冷凝液也汇至此室混合准备萃取。物流1：热再生塔塔盘清洗液物流2：甲醇水塔塔盘清洗液物流3：共沸塔顶冷凝液萃取室：油室在萃取室内，甲醇、水、油在此室分离，油溢流入油室，甲醇水通过U形管漫入甲醇水室，调节U形管口高度实现调节萃取室的液位。甲醇水室：含油甲醇水送至共沸塔。山西襄矿泓通煤化工有限公司SHANXIXKHTCOALCHEMICALCO.,LTD25共沸塔：由塔底再沸器提供热量，将甲醇水室来的甲醇水加热，从而产生蒸汽将溶解在甲醇中的气体气提出来经水洗后送至硫回收，塔顶设置水冷器，塔顶冷凝液送回萃取系