大型低温甲醇洗装置的工艺特点与操作控制

建筑与工程大型低温甲醇洗装置的工艺特点与操作控制孙青宝新能凤能源有限公司生产部山东滕州277500)[摘要]介绍了大连理工大学的低温甲醇洗工艺特点、原理,分析了影响吸收的几个控制因素,以及生产中的正常控制和调节方法。[关键词]低温甲醇洗温度压力浓度喷淋甲醇气提氮量调节方法中图分类号:TQ02812文献标识码:A文章编号:1009-914X(2012)03-0146-01当前大型合成氨和甲醇企业气体净化大都采用低温甲醇洗工艺低温甲醇分压增大增加吸收的推动力从而减少吸收设备的尺寸提高气体的冬低温甲醇洗是物理吸收提高操作压力可使气相中CO2H2S等酸性气洗工艺最早是德国林德公司和鲁奇公司共同开发的国产低温甲醇洗工艺技术同时也增加溶液的吸收能力减少溶液的循环量但是,压力若过高就会使受等的溶解损失也增加。具体釆用多用大连理工大学的的低温甲醇洗工艺,采用两套吸收系统公用一套再生系统大压力,主要由原料气组成所要求的气体净化度以及前后工序的压力等来决设计处理气量变换气量为148472+2Nm3/h本项目以煤为原料经多喷嘴对置定对于我厂的低温甲醇洗工序其吸收压力由低压甲醇合成工序的压力所决式气化炉制得原料气经中温部分变换低温甲醇洗脱硫脱碳控制净化气中总定,合成工序操作压力为53MPa,所以低温甲醇洗的操作压力约为57MPa,硫总硫含量≤O.lppm,CO2含量25-3.0%进入甲醇合成得到粗甲醇。气体净化的指标直接影响到甲醇的产量及合成催化剂的寿命,因此做好气体净化非酸性气体在甲醇中的溶解度随着温度降低而增大,尤其是从-30℃降到常重要60℃以下时,溶解度急剧增加,此外甲醇的蒸汽分压在常温下很大,为减少操1低温甲醇洗工艺特点:作中甲醇损失,应采用低温吸收由于甲醇的熔点低,而且在低温时粘度不大,与固体法和其它液体法脱硫工艺技术相比,低温甲醇洗工艺具有以下主要在一30℃时约等于正常水的粘度,甲醇喷淋和流动都很好。因此,吸收温度特点:般选为-70℃--20℃。压力确定后,吸收温度与净化气的最终要求有关。用(1)它可以同时脱除原料气中的H2S、COS、RSH、CO2、HCN,NHy、甲醇溶液吸收cO需在低温下进行在低温甲醇洗工艺流程中影响吸收操作No以及石蜡烃、芳香烃、粗汽油等组分,且可以同时脱水使气体彻底干燥,温度的主要因素有:本系统的原料气温度及焓值、气体的溶解热、入塔吸收所吸收的有用组分可以在甲醇再生过程中回收液的温度、外界环境的气候条件等。(2)气体的净化度很高。净化气中总硫含量可脱至0,1ppm以下,CO3可脱3正常生产的操作与控制:至10ppm以下3.1循环量的调节(3)吸收的选择性比较高。HS和CO2可以在不同设备或在同一设备的不加量时煤气的增加量应在200Nm3/min之内(在净化气导入甲醇合成之前同部位分别吸收,而在不同的设备和不同的条件下分别解吸。不做限制),在加负荷之前,应按照与变换气的流量之比先增加循环甲醇的流度都很大所以吸收溶液的循环量较小特别是当原料气压力比校高时尤为明特别是液位,塔压差的稳定,保证净化气中总硫总硫含量<0.1pm显另外在低温下H2和CO等在甲醇中的溶解度都较低甲醇的蒸气压也很3.2喷淋甲醇的调节小,这就使有用气体和溶剂的损失保持在较低水平喷淋甲醇是防止变换气中的微量水分带入低温甲醇洗系统堵、冻换热器(5)甲醇的热稳定性和化学稳定性都较好,且容易获取。甲醇不会被有机般喷淋量保持在0.72m3h,一般不随负荷的变化而变化但进口变换气温度硫、氰化物等组分所降解在操作中甲醇不起泡,纯甲醇对设备和管道也不腐≥40℃时,可考虑适当增加喷淋甲醇的量蚀因此设备与管道大部分可以用碳钢或耐低温的低合金钢。甲醇的粘度不3H2s增浓量的调节大,在-30℃时甲醇的粘度与常温水的粘度相当,因此,在低温下对传递过程根据去硫回收的酸性性的气体分析进行调节当H2S浓度较低时适当增加有利。此外,甲醇也比较便宜且容易获得。去HS浓缩塔酸性气流量以提高去硫回收系统的酸性气HS含量2工艺原理4净化气中cO2含量的调整低温甲醇洗是一种典型的物理吸收过程。物理吸收和化学吸收的根本不当净化气中cO2含量过低或过高影响甲醇合成时,可通过调节甲醇吸同点在于吸收剂与气体溶质分子间的作用力不同物理吸收中各分子间的作收塔的调节副线或循环贫甲醇量调整净化气中CO2浓度。保证净化气中CO用力为范德华力而化学吸收中为化学键力这二者的区别构成它们在吸收平含量在25-30%衡曲线、吸收热效应、温度对吸收的影响、吸收选择性以及溶液再生等方面3.5浓度(水含量、甲醇的再生度)的不同贫甲醇的水含量是正常生产中重要的控制指标,系统控制水含量0.5,较物理吸收中,气液平衡关系开始时符合享利定律溶液中被吸收组分的含高的水含量不但会影响甲醇的吸收效果,还会加大对设备的腐蚀。为了实现甲量基本上与其在气相中的分压成正比,吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的醇的循环利用达到良好的吸收效果,必须很好的实现甲醇的再生,系统利用甲提高而增加溶液循环量与原料气量及操作条件有关。操作压力提高温度降醇再生的力法有闪蒸、气提热再生。利用甲醇水分离塔控制溶液系统中的水低溶液循环量减少,在化学吸收中吸收剂的吸收容量与吸收剂中活性组分的平含量有关3.6气提氮量调整低温甲醇洗中HS、COS和CO2等酸性气体的吸收吸收后溶液的再生气提氮量应保持在9000Nm3/h左右,硫化氢浓缩塔底产品中二氧化碳的以及H2,CO等溶解度低的有用气体的解吸曲线其基础就是各种气体在甲醇含量应维持在!t0.1%m%),如果二氧化碳含量超过1.1%mo%),则说明中有不同的溶解度。热再生塔T3004超负荷低温下,甲醇对酸性气体的吸收是很有利的。当温度从20℃降到-40℃注意时,CO2的溶解度约增加6倍吸收剂的用量也大约可减少6倍。低温下例如>如果二氧化碳含量超过1.1%m01%),应增大气提氮量40~-50℃时,H2S的溶解度又差不多比CO大6倍这样就有可能选择性地从>如果二氧化碳含量小于0.9%mo1%),应减小气提氮量原料气中脱除H2S,而在溶液再生时先解吸回收CO,低温下H5.COS和CO2在甲醇中的溶解度与H2CO相比,至少要大100倍,与CH相比,约大50整个低温甲醇洗装置运行两年多,各项工艺指标都能达到设计和生产要倍。因此,如果低温甲醇洗装置是按脱除cO2的要求设计的,则所有溶解度和求,采用低温甲醇作为吸收剂具有净化气质量好净化度高物料损耗少,易于Co2相当或溶解度比CO2大的气体例如cOs、H2S、NH,等以及其他硫化吸收和再生等于点特别适合于大型化工装置物都一起脱除,而H2、CO、CH,等有用气体则损失较少。当气体中有CO2时HS在甲醇中的溶解度约比没有CO2时降低10%15%。溶液中CO2含量越高H2S在甲醇中溶解度的减少也越显著当气体中有H2存在时CO2在甲醇中的溶解度就会降低。当甲醇含有水分时,CO2的溶解度也会降低当甲醉中的水分含量为5%时,CO2在甲醇中的溶解度与无水甲醇相比约降低12%。