低温甲醇洗气体净化工艺的比较

第40卷,第4期徽化Vol 40. No 42014年8月ANHU CHEMICAL INDUSTRYAug.2014技术进步低温甲醇洗气体净化工艺的比较穆荣哲1,印在望2(1.东华工程科技股份有限公司,安徽合肥230024;2.安徽省天然气开发股份有限公司,安徽合肥230011)摘要:介绍了气体净化低温甲醇洗工序的任务和方法,比较了不同工艺的技术特点。关键词:低温甲醇洗;技术特点;工艺比较doi:10.3969/issn.1008-553X.2014.04018中图分类号TQ5465文献标识码文章编号:1008-553X(2014)04-0054-02低温甲醇洗是20世纪50年代初德国林德公司和净化原料气,将原料气中CO2、HS、COS、CS2、苯、萘、焦鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。目前广泛应用油以及H2O等组分脱除至规定的含量,以满足下游工序于以煤、渣油等为原料的合成氨、合成甲醇、工业制氢、的生产要求,同时回收副产品,比如CO2用于生产纯碱、煤制油、煤制天然气等项目的净化工艺中。第一个低温制造尿素、加工干冰、做输煤载气等。甲醇洗装置由鲁奇公司于1954年建在南非 Sasol的合1.2工艺原理成燃料工厂,目前世界上有一百多套工业化装置。酸性组分分压高时,物理吸收的能力比化学吸收能近些年随着国内煤化工产业的迅速发展,对低温甲力高,操作压力提高,循环量就会减少;当操作压力降低醇洗工艺提出各种各样的使用要求,在很大程度上推动时,物理吸收的能力远高于化学吸收,物理吸收的再生了低温甲醇洗工艺技术的快速发展能耗就小。低温甲醇洗可以同时脱除气体中的多种杂1低温甲醇洗工序的任务和方法质,气体净化度很高,可以选择性地脱除HS和CO2,并1.1低温甲醇洗工序的任务可分别加以回收。与液氮联合使用时,节省了冷冻的动从上游变换工序来的变换气中除H2、N2外,还含有力,且液氮洗分子筛的干燥N2作为低温甲醇洗再生的34%~44%的CO2和少量的HS与COS等硫化物,另外汽提N2含有CO、CH、Ar以及饱和水等。其中,含氧化合物与含1.3脱硫脱碳方法(图1)硫化合物是下游合成装置触煤的毒物,所以首要任务是图1脱硫脱碳方法气体的主要脱硫方法脱除原料气中大量CO2的一些常用方法方法分类方法名称方法分类方法名称氧化锌法、氢氧化铁法、锰矿脱硫法、钴Catacarb法(催化热碱法)钼催化加氢法、分子筛法等Benfield法(改良热碱法)化学吸收法MEA法(一乙醇胺法)物理吸收法碳酸丙烯酯法低温甲醇洗法聚乙二醇氨水洗涤法二甲醚法、磷酸三丁酯法等Ⅴ法(改良砷碱法)等湿法氧化法(氨水液相催化法、栲胶法、EDTA碳酸丙烯酯法化学法法、砷碱法等)、化学吸收法(如氨水、烧物理吸收法低温甲醇洗法中国煤化工法醚法等CNMHG物理化学法环丁砜+二乙醇胶法、碳酸丙烯酯+甘物理化学收收法聚乙二醇二甲醚法(sed)胺法( Sulfinol)字醇胺或二异丙醇胺等收稿日期:2014-03-21作者简介:穆荣哲(1980-),男,毕业于郑州大学,工程师,从事化工工艺设计工作,0551-63692286,13637062757, murongzhe@ chinae穆荣哲,等:低温甲醇洗气体净化工艺的比较2不同工艺技术特点和发展状况新丰泰克是刚成立不久的一家公司,人员由前寰目前,低温甲醇洗工艺主要有林德流程、鲁奇流程、球工程公司部分低温甲醇洗硏究人员和国内合成氨、甲大连理工流程、寰球/新丰泰克流程、上海国际化建流醇厂技术人员组成。其工艺与寰球公司低温甲醇洗工艺程、赛鼎甲醇洗流程,特点分述如下没有太大差别。林德¨一步法”低温甲醇洗工艺:原料气通过原料气上海国际化建的低温甲醇洗工艺是在鲁奇公司上冷却器一步预冷到位,预冷流程简单;多采用高效绕管世纪80年代的低温甲醇洗工艺基础上发展起来的。由式换热器,提高了换热效率,特别是多股物流的组合换于在国内外基本没有什么运行业绩,所以该技术发展很热,使整体流程相对简单;在甲醇溶剂循环回路中设置慢,与目前流行的工艺技术相比没有什么优势。甲醇过滤器,除去FeS、NiS及羰基化合物等固体杂质赛鼎低温甲醇洗工艺也是在消化、吸收鲁奇公司上有效防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。新改进的世纪80年代的低温甲醇洗工艺的基础上发展起来的,流程中增加半贫液流程,能耗较以前降低。所需塔内件主要用在赛鼎工程公司设计的同鲁奇炉气化相配套的均已国产化,除贫甲醇泵国内厂家生产的质量不如进口低温甲醇洗装置上。外,绕管式换热器等关键设备国内已有多个厂家具备制3结论造能力。(1)就设备投资而言,由于林德和鲁奇公司在工程鲁奇低温甲醇洗工艺:在吸收塔下部设置了一段预计算方面有丰富的经验,对设备的计算精度较髙,所以洗段,用低温甲醇将变换气中的HCN洗涤、脱除,避免设备投资较低。大连理工大学和寰球等公司由于计算方HCN进入工艺主流程;与林德流程相比,绕管换热器数面的差异,往往设备设计裕量较大,导致设备投资较高。量较少,绝大部分换热器使用管壳式,设备投资略低一但经过近些年国内煤化工行业的高速发展,国内公司特些,换热器易于清洗;富甲醇在中压闪蒸塔内分级闪蒸,别是大连理工大学在工程计算方面有了很大提髙,设备闪蒸出的气体和液体分别处理,流程相对复杂,但可调尺寸与林德和鲁奇公司的设备计算的差异在逐渐减小,性较好,冷量分配更加细化。目前鲁奇低温甲醇洗工艺设备投资差异也逐渐减又有改进,如在原料气进入甲醇洗装置后分两级预冷(2)在软件包费用方面,林德、鲁奇公司与国内软件分级除水,降低了甲醇脱水塔的负荷;并调整了中压闪包的费用差距相差较大(8-10倍)。但软件包费用占整个蒸塔、再吸收塔和HS浓缩塔的操作条件,再生时分多装置的投资比例较小,所以这个差异总的说来影响不大。级闪蒸,进一步优化流程,降低了冷量和蒸汽消耗(3)在软件包提供速度和工艺包质量方面国内和大连理工大学从1983年开始就从事低温甲醇洗裝国外公司的差异非常大。林德和鲁奇公司一般会在合同置模拟分析优化硏究工作,进行低温甲醇洗工艺设计国生效后5~6个月提供审査版工艺包,加上审査和修改的产化与新工艺的开发研究,并于1993年开发了“低温甲时间,提供最终软件包一般需要7~8个月。这期间如果醇洗装置模拟系统”,以后又对此软件不断完善,形成了有参数修改或方案调整,则工艺包提供时间要重新商谈RⅣs95版”和“RPS’%6版”。软件中关键的气液平衡调整。但提供的工艺包内容详尽,质量很高。国内公司数据由浙江大学提供,通过回归求得二元交互作用参般会在合同生效后2~3个星期提供审查版工艺包,一个数。大连理工大学对林德和鲁奇低温甲醇洗工艺进行了半月左右提供最终软件包,虽然速度快,但工艺包质量深入研究,在改进过程中形成了三项专利技术。和服务与国外公司相比还存在一定差距。寰球工程公司低温甲醇洗工艺是该公司在上世纪参考文献0年代通过对林德合成氨低温甲醇洗工艺的研究和消凹汪家铭.低温甲醇洗净化工艺技术进展及应用概况卩化学工化,结合现场实际操作过程中出现的问题和解决方案业,2008,35(4:13-15形成了自己的专利技术。其工艺与林德上世纪末合成氨12]尹爱存两种低温甲醇洗工艺比较化肥工业,201,386的流程类似,技术发展速度较慢。15-18.口Comparison of Rectisol Process inDuwifinntianMU Rong-zhe. yin zai中国煤化工(1. East China Engineering Science and TechnologyCNMHGAbstract: The task and method of the Rectisol wash in the gas purification. 30011, China)2. Anhui Natural Gas Development Limitedares introduced. and thecharacteristic and comparison of different Rectisol process was describedKey words: Rectisol; technical characteristic; process comparison