低溫甲醇洗,以冷甲醇為吸收溶劑,利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度極大的優良特性,脫除原料氣中的酸性氣體。
流程一般包含一個吸收塔和多個解析塔,吸收塔吸收酸性氣體,解析塔解析出酸性氣體并將貧液甲醇返回吸收塔,達到循環利用甲醇。
以煤為原料的化工生產中,粗合成氣中含有大量多余的CO2、少量的H2S、COS等酸性氣體,這些酸性氣體對生產是不利的,其中的硫化物會造成下游生產中的觸媒中毒,必須將其脫除和回收。因此低溫甲醇洗的技術核心就是酸性氣脫除技術。
煤化工行業比較常用的酸性氣脫除技術有物理吸收法、化學吸收法。其中物理吸收法更加經濟、成熟,廣泛地應用于工業生產,其代表有低溫甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(NHD)。
在煤化工領域,低溫甲醇洗工藝具有舉足輕重的地位。無論是煤的直接液化、間接液化,還是煤氣化制取化工產品的工藝裝置中,大多要有氣體凈化工藝,而低溫甲醇洗工藝無疑是目前最具競爭實力、成熟的氣體凈化技術,已被廣泛應用于國內外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤氣、工業制氫和天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。尤其是對煤(水煤漿)或渣(重)油為原料制取合成氣的凈化,采用此方法則效果更佳。在國內,以煤、渣油為原料建成的大型合成氨、合成甲醇裝置中也大都采用這一技術。
低溫甲醇洗工藝以冷甲醇為吸收溶劑,利用甲醇在低溫下對酸性氣體( CO2、H2S、COS等)溶解度極大的優良特性,脫除原料氣中的酸性氣體,是一種物理吸收法。低溫甲醇洗工藝是目前國內外所公認的最為經濟且凈化度高的氣體凈化技術,具有其它脫硫、脫碳技術不能取代的特點,如:凈化氣質量好,凈化度高,具有選擇性吸收H2S、COS和CO2的特性,溶劑價廉易得,能耗低,運轉費用低,生產運行穩定、可靠等。
在煤化工企業中,每家企業都要應對原料組成、產品方案及裝置規模的不同,來匹配不同的低溫甲醇洗工藝。在生產企業自身科研能力不足的前提下,還要通過各類研究院以及煤化工工程公司,來進行對應的設計和技術開發。這類研究院及工程公司往往通過對低溫甲醇洗裝置工程設計數據、基礎數據的研究,數學模型的建立,生產操作等經驗的積累和總結,建立一套完善的工藝物性。
國內現有的低溫甲醇洗工藝研發模式,是以國內企業和相關院校之間合作研發為主。比如惠生工程就與眾多院校合作研究測定了多組分混合氣體在低溫甲醇中的溶解度數據,同時開發成功了優良的低溫甲醇洗改性溶劑;惠生工程在:"一種回收低溫甲醇洗尾氣中甲醇的工藝,、"一種低溫甲醇洗噴淋甲醇的再生工藝"及"一種用于低溫甲醇洗工藝酸性氣體脫除的改性溶液。"等低溫甲醇洗領域,已申請的相關專利技術。
該工藝氣體凈化度高,選擇性好,氣體的脫硫和脫碳可在同一個塔內分段、選擇性地進行。低溫甲醇洗工藝技術成熟,在工業上有著很好的應用業績,被廣泛應用于國內外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤氣、工業制氫和天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。在國內以煤、渣油為原料建成的大型合成氨裝置中也大都采用這一技術。低溫甲醇洗脫硫、脫碳技術特點如下:
(a)溶劑在低溫下對CO2、H2S、COS等酸性氣體吸收能力極強,溶液循環量小,功耗少。
(b)溶劑不氧化、不降解,有很好的化學和熱穩定性。
(c)凈化氣質量好,凈化度高,CO2<10ppm,H2S<0.1ppm。
(d)溶劑不起泡。
(e)具有選擇性吸收H2S、COS和CO2的特性,可分開脫除和再生。
(f)溶劑廉價易得,但甲醇有毒,對操作和維修要求嚴格。
(g)該工藝技術成熟,全世界約有87套大中型工業化裝置。該工藝需從國外引進。由于操作溫度低,設備、管道需低溫材料,且有部分設備需國外引進,所以投資較高。
(h)低溫甲醇洗溶劑在低溫(-50℃)下吸收,含硫酸氣采用熱再生,回收CO2采用降壓解吸,脫硫采用氣提再生,熱耗很低。
雖然低溫甲醇洗工藝投資較高,但與其它脫硫、脫碳工藝相比具有電耗低、蒸汽消耗低,溶劑價格便宜,操作費用低等優點。特別是脫硫的凈化度高,對甲醇生產十分有利。
甲醇還會上調嗎
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低溫甲醇洗工藝原理 一、 崗位生產任務 從煤氣化來的粗煤氣經過變換后送低溫甲醇洗裝置凈化,由 于變換氣中含有大量的 CO2、H2S 和有機硫、 HCN、石腦油以及其它雜質,其中 H2S 和有機硫、 HCN、石腦油等雜質帶入合成系統會導致合成催化劑活性降低或 永久失活,因此必須清除變換氣中的這些有害氣體雜質。 低溫甲醇洗裝置就是通 過甲醇洗滌脫除變換氣中含有的大量 CO2 和 H2S、有機硫、 HCN、石腦油以及其 它雜質,使變換氣得到凈化, 滿足合成氣的凈化度要求;被甲醇吸收的 H2S和有 機硫,在甲醇洗裝置內富積濃縮后,送 WSA硫回收裝置生產硫酸產品, 使排放尾 氣中的硫化物含量達到環保要求。 二、 工藝原理 1. 甲醇吸收 CO2、H2S是物理吸收。即:利用甲醇溶液對 CO2、H2S能進行選擇吸 收的特性來脫除粗煤氣中的 CO2、H2S 用硬、軟酸堿理論說明甲醇吸收 CO2、H2S的
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介紹了兗礦魯南化工有限公司低溫甲醇洗存在的問題、工藝改造措施及改造后取得的效果,通過改造,提高了CO_2產量及濃度,降低了熱再生塔再沸器負荷,減少了裝置低壓蒸汽消耗量。
在低溫甲醇洗工藝中,溫度是影響甲醇洗凈化效果的最重要因素之一。低溫甲醇洗的凈化效果取決于酸性氣在甲醇中的溶解度和達到氣液平衡時酸性氣在氣相中的分壓,而這兩項因素都是溫度的函數。氣體在液體中的溶解度隨溫度的降低而增大,因此,采用較低的洗滌溫度對氣體的凈化過程有利。另外,甲醇的蒸汽壓也是溫度的函數,溫度升高,甲醇蒸汽壓增大,甲醇的損失就增加。因此,保持低溫下操作,不但能保證甲醇有較好的吸收效果,而且能減少凈化氣帶走的甲醇,甲醇損失就小。在實際操作上可以通過以下手段來實現冷量的平衡:
(1)調整氨吸收制冷裝置工藝,確保制冷劑的供給;
(2)盡量降低甲醇減壓閃蒸后氣體壓力,提高節流閃蒸制冷效果,以增加系統冷量;
(3)在保證液氮洗裝置工藝正常的情況下,應盡量維持液氮洗至甲醇洗的氮洗氣在低溫下,以增加系統冷量的供給;
(4)在保證工藝正常的情況下,盡量增加氨壓縮機負荷,降低氨蒸發壓力,以提高氨冷效果。
進入低溫甲醇洗粗的煤氣中CO含量過高,易造成CO分壓高,吸收塔壓差升高,影響甲醇對CO2的吸收效果;粗煤氣中的NH3含量高,進入甲醇洗系統后,易造成煤氣低溫冷卻器碳酸氫銨結晶堵塞,影響生產正常運行;粗煤氣中煤粉等雜質進入甲醇洗系統,易造成固體物質在溶液換熱器列管內聚集,影響換熱器的換熱效果或在吸收塔塔盤上聚集,使塔壓差升高,影響吸收效果。
為保證吸收塔的正常運行,可采取以下防范措施,防止過多的雜質進入系統:
(1)變換系統盡量控制出口氣體中CO含量在工藝指標范圍內,一般情況下不宜采取提高CO含量來增加液氮洗冷量;
(2)變換系統嚴格控制好煤氣洗滌效果,洗滌后的煤氣溫度不超過40℃ ,以防氣體中的氨洗滌不干凈,將氨帶入甲醇洗系統;
(3)絕對禁止開變換爐副線來調整粗煤氣中CO含量,特殊情況下要適當提高CO含量,也只能通過變換工段調整工藝來實現,以防將固體雜質帶到甲醇洗系統。
(1)低溫甲醇洗是目前國內外比較成熟的一項氣體凈化技術,具有吸收能力強、操作彈性大的優點。該工藝比較適宜褐煤制氨生產裝置對酸性氣體的凈化。
(2)低溫甲醇洗溶液循環量基本上與原料氣中的酸性氣組分無關,而與原料氣量、煤氣成分、操作壓力、操作溫度有密切的關系。實際生產過程中,保持原料氣量穩定,提高操作壓力,降低溶液溫度及避免水、氨、煤粉等雜質進入系統,對于提高吸收效果,減少溶液循環量,降低消耗,保證裝置長期穩定運行有利。
(3)實踐證明,-40℃級工藝可以滿足煤制氨系統低溫甲醇洗裝置高負荷穩定運行的要求。