低温甲醇洗

课题：低温甲醇洗的原理、工艺流程及特点答辩人：高鹏2018年3月29日我的团队指导老师：张乐国组长：马亮明组员：高鹏高红军姚飞雄梁宏伟徐胜利班级：制氢一班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CO2和少量的H2S与COS等硫化物。因此，低温甲醇洗工序的任务是：将进入甲醇洗的原料气中C02、H2O、H2S等脱除至规定的含量,以满足后工序生产要求。摘要主要内容一、甲醇的理化性质二、低温甲醇洗的原理三、低温甲醇洗的工艺流程四、低温甲醇洗的工艺特点五、低温甲醇洗的主要设备前言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一种气体净化工艺。该工艺是以冷甲醇为吸收剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中酸性气体。广泛应用国内外合成氨、合成甲醇、羰基合成、城市煤气、工业制氮和天然气脱硫等气体净化装置中实现CO2和H2S的脱除。低温甲醇洗是一种典型的物理吸收过程，低温甲醇洗中，H2S、COS和CO2等酸性气体的吸收，吸收后溶液的再生以及H2、CO等溶解度低的有用气体的解吸，其基础就是各种气体在甲醇中有不同的溶解度。甲醇的理化性质甲醇又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇，是一种无色、透明、易燃，易挥发的有毒液体，略有酒精气味，化学分子式为CH3OH，分子量32.04，相对密度0.7913，熔点-97.8℃，沸点64.51℃，闪点12.22℃，自燃点473℃，蒸汽压1.2897×104pa，蒸汽与空气混合物爆炸极限：6—36.5%，能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其它有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧，燃烧反应式为：2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。低温甲醇洗的原理由图可知：当温度从20℃降到-40℃时，CO2的溶解度增加6倍，吸收剂的用量也大约可减少6倍。低温下，例如-40～-50℃时，H2S的溶解度又差不多比CO2大6倍，这样就有可能选择性地从原料气中脱除H2S，而在溶液再生时先解吸回收CO2。低温下，H2S、COS和CO2在甲醇中的溶解度与H2、CO相比，至少要大100倍，与CH4相比，约大50倍。因此，如果低温甲醇洗装置是按脱除CO2的要求设计的，则所有溶解度与CO2相当或溶解度比CO2大的气体，例如COS、H2S、NH3等以及其他硫化物都能一起脱除，而H2、CO、CH4等有用气体则损失较少。低温甲醇洗的工艺流程低温甲醇洗的简单流程可分为:原料气的预冷酸性气体(CO2、H2S等)的吸收氢气的回收CO2的解吸回收H2S的浓缩甲醇溶液的热再生甲醇水分离甲醇-40°低温溶解酸性气体原料气净化气解吸加热甲醇循环回收利用低温甲醇洗的简单工艺流程图原料气的预冷来自一氧化碳变换工序的变换气,在40℃、7.81MPa的状态下进入低温甲醇洗装置。进入进料气冷却器,与来自本装置的三种低温物料一汽提尾气、CO2产品气和净化气进行换热,被冷却至-10℃左右。甲醇水混合物与气体一起进入进料气体甲醇/水分离罐进行气液分离,分离后的气体进入甲醇洗涤塔底部,而分离下来的甲醇水混合物送往甲醇/水分离塔进行甲醇水分离。酸性气体(CO2、H2S等)的吸收来自进料气体甲醇/水分离罐的原料气,首先进入甲醇洗涤塔的下塔,被自上而下的甲醇溶液洗涤,H2S和COS等硫化物被吸收,含量降低至0.1mg/m3以下,然后气体进入上塔进一步脱除CO2。经下塔脱除硫化物后的原料气,通过升气管进入甲醇洗涤塔上塔。上塔的洗涤甲醇吸收CO2。出甲醇洗涤塔顶部的净化气温度为-64.0℃、压力7.67MPa,经无硫甲醇冷却器和进料气冷却器器回收冷量后,去后工序。氢气的回收无硫富甲醇闪蒸罐中闪蒸出来的闪蒸气,在含硫富甲醇闪蒸罐的顶部,与闪蒸出来的气体汇合,经循环气压缩机加压至7.81MPa,然后经水冷器器冷却至71.6℃后,送至进料气冷却器前,汇入进本工段的变换气中。CO2的的解吸回收CO2解吸塔的主要作用是将含有CO2的甲醇溶液减压,使其中溶解的CO2解吸出来,得到无硫的的CO2产品。从无硫富甲醇闪蒸罐底部流出的富含CO2的无硫半贫甲醇溶液,经减压降温后,进入CO2解吸塔的上段进行闪蒸分离,解吸出CO2。从含硫富甲醇闪蒸罐底部流出的含H2S的富甲醇溶液,经减压降温后,进入CO2解吸塔的中段进行闪蒸分离解吸出CO2。出CO2解吸塔顶部的CO2产品气,经升温后,送往后续生产装置。H2S的浓缩H2S浓缩塔,也叫做气提塔,主要作用是利用气提原理进一步解吸甲醇溶液中的CO2,浓缩甲醇溶液中的H2S,同时回收冷量。来自CO2解吸塔上段积液盘的CO2未解吸完全的无硫半贫甲醇溶液,经减压后进入H2S浓缩塔顶部,作为洗涤剂,以洗涤从下部溶液中解吸出来的气体中的H2S等,使出塔顶的气体中H2S含量低于7ppm,达到排放标准。出CO2解吸塔底部的含H2S甲醇溶液,经减压后进入H2S浓缩塔下段的顶部。来自H2S馏分分离罐底部的富含H2S的甲醇溶液进入H2S浓缩塔下段的底部。为了使甲醇溶液中的CO2进一步得到解吸,浓缩H2S,将低压氮气导入H2S浓缩塔的底部作为气提介质,用以降低气相中CO2的分压,使甲醇溶液中的CO2进一步解吸出来。出塔顶部的气提尾气经回收冷量,温度上升后排放至大气。甲醇溶液的热再生出H2S浓缩塔下段底部浓缩后的甲醇溶液,经加压后,首先进入甲醇第一过滤器,除去固体杂质后,进入第二贫甲醇冷却器冷却为贫甲醇,温度上升,然后进入第一贫甲醇冷却器,温度继续上升，进入甲醇再生塔的中部塔板上,进行加热气提再生,将其中所含的硫化物和残留的CO2解吸出来。甲醇再生塔的底部设置有热再生塔再沸器,利用低压饱和蒸汽作为热源,为甲醇的热再生提供热量。从塔底部出来的贫甲醇,经热再生塔底部泵加压后,进入甲醇第二过滤器进行过滤,除去其中的固体杂质。过滤后的贫甲醇大部分进入第一贫甲醇冷却器,经降温后,然后进入甲醇中间贮罐。另外的部分,进入甲醇/水分离塔进料加热器被冷却后,,进入甲醇/水分离塔的顶部作为回流液。其余的贫甲醇经冷却后进入甲醇洗涤塔的顶部作为洗涤剂。甲醇水分离出进料气体甲醇/水分离罐的甲醇水混合物。经过滤器除去固体杂质后,进入进料加热器加热后。经过减压后,进入甲醇/水分离塔的上部塔板上。来自甲醇再生塔底部,经加压、过滤后的部分贫甲醇,经过冷却后,进入甲醇/水分离塔的顶部作为回流液。在甲醇/水分离塔的塔底设有再沸器,它利用来自减温减压站的低压蒸汽为甲醇水分离提供热量。出甲醇/水分离塔顶部的甲醇,直接进入甲醇再生塔的中部塔板上。出甲醇/水分离塔底部的废水,喷人循环冷却水进行冷却后,送往废水处理工序进行处理。低温甲醇洗的工艺特点可同时脱除多种物质气体的净化度很高吸收的选择性比较高甲醇的热稳定性和化学稳定性都较好溶剂损失少环境污染小甲醇溶剂价格较便宜、容易获得低温甲醇洗的主要设备换热器泵塔塔设备根据目前低温甲醇洗装置的生产经验，甲醇洗涤塔、CO2气提塔、H2S浓缩塔和甲醇再生塔采用浮阀塔，浮阀选用高效的导向浮阀。甲醇水分离塔采用筛板塔。泵离心泵的工作原理通过离心力的作用，来达到输送或提升介质的泵换热器低温甲醇洗工艺中换热器是至关重要的设备,绕管式换热器作为一种新型的高压换热设备,比传统的换热器单位体积的传热面积更大,结构紧凑,能在较小的温差下提供多种介质的换热,传热系数高,节约空间,效率较高,但在使用中因为管子密度大且是环绕的,所以应用中也存在一些问题,绕管式换热器多用于煤化工中的空分、净化、煤制油等工艺中。甲醇是一种良好的吸收剂。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。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。祝福大家每天好心情！！！谢谢观赏再见！