低温甲醇洗学习教案

1、会计学1低温低温(dwn)甲醇洗甲醇洗第一页，共47页。甲醇(ji chn)-40低温(dwn)溶解酸性气体原料气净化气解吸加热甲醇循环 以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体回收利用第2页/共46页第1页/共46页第二页，共47页。洗的是什么(shn me)，哪里来的？CSHO其他(qt)第3页/共46页第2页/共46页第三页，共47页。高温(gown)、加压CO + H2COS+H2SCO2CH4有效(yuxio)气毒药多余目标产物第4页/共46页第3页/共46页第四页，共47页。CO H2CH4S第5页/共46页第4页/共46页第五页，

2、共47页。CO H2CH4CO2第6页/共46页第5页/共46页第六页，共47页。CO3H2CH4H2O2H2OCH4CO24H2第7页/共46页第6页/共46页第七页，共47页。1951年福塞（Fousor）1954年鲁奇公司在南非萨索尔（Sasol）第一套装置1998年中国大连理工大学1964年林德公司(n s)20世纪(shj)70-80年代第8页/共46页第7页/共46页第八页，共47页。在一定的压力和低温下，把变换气中所含的酸性气体脱除的工艺过程。由于甲醇吸收酸性气体的过程没有化学反应(huxu fnyng)发生，因此属于物理吸收。其吸收原理是：以低温甲醇有机溶剂为吸收剂，利用CO2

3、、H2S、COS比H2、CO在吸收剂中溶解度大的特性而除去(ch q)，吸收后溶液的再生依靠简单的闪蒸解吸和气提放出CO2、H2S 等。低温甲醇洗的原理第9页/共46页第8页/共46页第九页，共47页。甲醇(ji chn)的吸收能力大（约是水的100倍，本菲尔化学溶剂的10倍），且价廉易得。 甲醇(ji chn)在低温下平衡蒸汽压低，化学稳定性好，冰点低，粘度小，腐蚀性小。 甲醇的优势第10页/共46页第9页/共46页第十页，共47页。100g溶解溶解(rngji)度：度：100克溶剂所能溶解克溶剂所能溶解(rngji)的溶质的最大克数的溶质的最大克数第11页/共46页第10页/共46页第十一

4、页，共47页。第12页/共46页第11页/共46页第十二页，共47页。气 体 i与H2的相对溶解度i/H2与CO2的相对溶解度i/CO2气 体 i与H2的相对溶解度i/H2与CO2的相对溶解度i/CO2H2SCOCOSN2CO2H2CH425401555430125.93.61.052.51.0第13页/共46页第12页/共46页第十三页，共47页。甲醇吸收酸性气体属物理吸收，气液平衡关系开始时符合亨利定律（ P=KX ），吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的提高而增加，溶液循环量与原料气量及操作条件有关。操作压力(yl)提高，温度降低，溶液循环量减少 选择(xunz)低温的原因第14页/共46页

5、第13页/共46页第十四页，共47页。软硬酸碱的基本概念软酸软酸: :具有较大电子对接受体的分子具有较大电子对接受体的分子(fnz).(fnz).硬酸硬酸: :具有较小电子对接受体的分子具有较小电子对接受体的分子(fnz).(fnz).硬碱硬碱: :具有较小电子对给予体的分子具有较小电子对给予体的分子(fnz).(fnz).软碱软碱: :具有较大电子对给予体的分子具有较大电子对给予体的分子(fnz).(fnz).酸酸: :具有电子对接受体的分子具有电子对接受体的分子(fnz).(fnz).碱碱: : 具有电子对给予体的分子具有电子对给予体的分子(fnz).(fnz).酸碱反应的基本原则:硬亲硬

6、,软亲软,软硬交界(jioji)不分亲近第15页/共46页第14页/共46页第十五页，共47页。电子云宏观(hnggun)电子轨道第16页/共46页第15页/共46页第十六页，共47页。软酸官能团硬碱官能团硫化氢属于软酸软(sunrun)碱类,二氧化碳属于硬酸类CH3OH+H2S+CO2=CH3-OH | | HS-H CO2甲醇吸收了二氧化碳以后,不影响对硫化氢的吸收,这就是(jish)甲醇装置吸收了二氧化碳的甲醇仍能用来吸收硫化氢的理论依据.第17页/共46页第16页/共46页第十七页，共47页。优点(yudin) 能吸收(xshu)各种杂质良好的选择性 净化度高溶液循环量小再生能耗低溶剂

7、损失小热稳定性和化学稳定性好与水可以任何比例互溶粘度小吸收剂价廉易得流程短操作简便经济性强缺点 毒性强设备材质要求高保冷要求高吸收剂回收要求高消耗低温冷量大第18页/共46页第17页/共46页第十八页，共47页。根据原料气气化工艺选择，因原料气气化工艺不同，低温甲醇洗脱(x tu)除原料气中硫化物和二氧化碳等杂质可分为一步法和二步法根据气化工艺与压力不同选择，因原料(yunlio)气中杂质组分不同，低温甲醇洗工艺一般有九塔、七塔和六塔、五塔流程之分。工艺分类第19页/共46页第18页/共46页第十九页，共47页。流程配置(pizh)的基本原则要保证净化(jnghu)气的净化(jnghu)要求实

8、现溶液的闭路循环要保证产品气的纯度投资省、消耗指标先进、操作费用低保证系统水平衡重视环境保护保证安全生产第20页/共46页第19页/共46页第二十页，共47页。一步法二步法第21页/共46页第20页/共46页第二十一页，共47页。C1酸性气体吸收塔；C2二氧化碳解吸塔；C3硫化氢浓缩塔；C4甲醇(ji chn)再生塔；C5甲醇(ji chn)精馏塔；第22页/共46页第21页/共46页第二十二页，共47页。C1脱硫塔；C2H2S闪蒸塔；C3热再生塔；C4甲醇水精馏塔；C5脱碳塔；C6CO2解吸塔；净化气尾气原料气甲醇甲醇甲醇合成气E5去氮洗尾气净化气变换气N2E23E23C6IE12NH3NH

9、3P6E11NH3P5C5C4C3E10E6E7E8CO2气E20P3浓硫化氢V1E1尾气E14E15E21E4E3E2第23页/共46页第22页/共46页第二十三页，共47页。脱油脱硫脱碳轻油(qn yu)回收S回收(hushu)CO2回收精洗精洗主洗主洗脱硫脱硫预洗预洗第24页/共46页第23页/共46页第二十四页，共47页。甲醇(ji chn)回收闪蒸气提第25页/共46页第24页/共46页第二十五页，共47页。闪蒸 高压的饱和液体进入比较低压的容器中后由于压力(yl)的突然降低使这些饱和液体变成一部分的容器压力(yl)下的饱和蒸气和饱和液。第26页/共46页第25页/共46页第二十六页

10、，共47页。气提 气提是一个物理过程，它采用一个气体介质破坏原气液两相平衡而建立一种新的气液平衡状态，使溶液中的某一组分由于分压降低而解吸出来，从而达到分离物质的目的。例如，A为液体，B为气体，B溶于A中达到气液平衡，气相以B气相为主，加入气相汽提介质C时，气相中A、B的分压均降低从而破坏了气液平衡，A、B物质均向气相扩散(kusn)，但因气相中以B为主，趋于建立一种新的平衡关系，故大量B介质向气相中扩散(kusn)，从而达到气液相分离目的。通过控制气提介质的量可以控制气提程度。 第27页/共46页第26页/共46页第二十七页，共47页。项目LindeLurgi原理气冷却直接进入NH3洗涤先换

11、热，经氨冷后进入氨洗涤中压闪蒸两个闪蒸罐一个闪蒸塔分上塔和下塔换热系统比较复杂，有多处绕管换热器只有在原料气进口处有绕管换热辅助设施甲醇过滤器无甲醇过滤器能耗低压蒸汽（t/h）16.818.0中压闪蒸（t/h）7.57.7锅炉给水（t/h）44脱盐水（t/h）6.01.7循环水（t/h）758975电kW43465430低压氮气1406223636仪表空气140123冷量4C kW-2575-40C kW74259054甲醇损失kg/h7580外排污水kg/h5.870.55第28页/共46页第27页/共46页第二十八页，共47页。合成气去甲烷化原料气冷凝液NH3NH3NH3水去循环硫回收预洗

12、吸收塔闪蒸罐闪蒸再生塔热再生塔 预洗闪蒸器去硫回收装置去洗涤甲醇和硫回收去StretfordStCWCWCW去硫回收去冷却塔补充水石脑油卒取器共沸塔甲醇水分离塔石脑油汽提塔石脑油去贮槽StStSt石脑油低温甲醇洗工艺流程简图第29页/共46页第28页/共46页第二十九页，共47页。换热器泵塔第30页/共46页第29页/共46页第三十页，共47页。生和精馏操作等。系统中存在二氧化碳、硫化氢等腐蚀性介质。设备工作(gngzu)环境第31页/共46页第30页/共46页第三十一页，共47页。设备(shbi)要求气液两相接触良好(lingho)、压降低、操作弹性大、材质要耐低温、耐腐蚀，并尽量减少冷损失

13、第32页/共46页第31页/共46页第三十二页，共47页。塔的分类(fn li)根据塔的功能(gngnng)分： 洗涤塔，热再生塔，甲醇/水分离塔 闪蒸塔，共沸塔，气提塔。根据塔的结构分：泡罩塔，筛板塔，浮阀塔。第33页/共46页第32页/共46页第三十三页，共47页。生产强度较填料塔高，但操作弹性(tnxng)较小，对大直径塔来说液面梯度较大，引起塔板上操作不均匀，直接影响到塔的分离效率。泡罩塔从1918年就开始在工业上得到应用(yngyng)，林德公司的齿形泡罩和扁平泡罩在20世纪70年代仍为低温甲醇洗装置的主要塔型。第34页/共46页第33页/共46页第三十四页，共47页。筛板塔结构比泡

14、罩塔简单，造价较低，生产强度、塔板效率较高，安装、检修方便。但操作下限受漏液点限制较大，因此更适宜于腐蚀性介质、塔径不大(b d)和操作负荷变化小的塔设备，如甲醇/水分离塔，操作负荷不必随生产负荷改变，采用筛板塔、比较合适。第35页/共46页第34页/共46页第三十五页，共47页。浮阀塔A 生产强度大，比泡罩塔提高20%40%，比普通F型浮阀提高510；B 操作弹性大，30130负荷率；C 雾沫夹带小、塔板效率稳定，较泡罩塔提高15%左右；D 塔板上液面梯度(t d)较小，气体分配均匀，塔板阻力下降1520%；E 结构比较简单，安装容易。目前林德设计的大型低温甲醇(ji chn)洗装置以浮阀塔

15、为主第36页/共46页第35页/共46页第三十六页，共47页。洗涤塔 脱除从上游工序(gngx)来的变换气中的CO2、H2S及有机硫等杂质，同时也脱除变换气中带入的饱和水，制得合格净化气。 第37页/共46页第36页/共46页第三十七页，共47页。热再生塔 脱吸出甲醇(ji chn)中的H2S和尚为脱完的CO2，达到溶液再生的目的，热再生塔采用蒸汽加热脱吸法 。甲醇(ji chn)/水分离塔 采用的是蒸汽加热法回收甲醇(ji chn)。尾气洗涤塔 吸收从H2S浓缩塔气提带出的甲醇(ji chn)。 第38页/共46页第37页/共46页第三十八页，共47页。设备工作(gngzu)环境低温下进行吸

16、收、闪蒸、解吸、汽提等操作，也要求有外供热源加热来进行热再生和精馏操作，为了减少冷量和热量的损失，必须合理安排流体间的冷热交换，因此换热器多，换热器的形式(xngsh)也多，有时需要采用多流股绕管式换热器来进行多股流换热，以达到冷量分配、低温等级的统一和节省占地第39页/共46页第38页/共46页第三十九页，共47页。减少冷量和热量的损失，必须合理安排流体间的冷热交换，因此换热器多，换热器的形式也多，有时(yush)需要采用多流股绕管式换热器来进行多股流换热，以达到冷量分配、低温等级的统一和节省占地设备(shbi)要求第40页/共46页第39页/共46页第四十页，共47页。换热器种类(zhngli)氨冷器 工段中四个氨冷器主要作用是为生产提供冷量，采用液氨气化冷却。贫甲醇(ji chn)换热器 回收冷量，降低贫甲醇(ji chn)温度。再沸器提供热源。注意控制蒸汽量。第41页/共46页第40页/共46页第四十一页，共47页。第42页/共46页第41页/共46页第四十二页，共47页。为工段液体循环提供动力。 生产中应注