2013年第4期廣東化工第40卷總第246期www.gdchem.com167低溫甲醇洗的控制優(yōu)化薛永剛(陜西長青能源化工有限公司,陜西寶雞721405)[摘要]介紹了低溫甲醇洗的工藝原理和工藝工程,介紹了溫度、壓力、冷量平衡和甲醇質(zhì)量對(duì)低溫甲醇洗工藝控制的優(yōu)化。[關(guān)鍵詞]低溫甲醇洗;煤化工;甲醇[中圖分類號(hào)TQ文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]007-186(2013)040167-01Control Optimization of RectisolXue Yonggang(Technolopy Department Shanxi Changqing Energy and Chemical Co, Ltd, Baoji 721405, China)Abstract: The paper introduced the rectisol process principle and process engineering, it introduced the temperature, pressure, cold quantity balance andethanol to quality of rectisol process control optimization甲醇是重要的基礎(chǔ)化工原料,在有機(jī)化工產(chǎn)品中,其產(chǎn)量僅解組分濃度有關(guān)。拉烏爾根據(jù)許多數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)稀溶液中溶劑的蒸次于乙稀、丙稀和苯,居第四位。甲醇廣泛應(yīng)用于有機(jī)中間體、汽壓P1與其液相中的摩爾分?jǐn)?shù)X1之間存在著下述關(guān)系:醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、涂料、合成纖維等化工生產(chǎn)中。甲醇的大規(guī)P1=P10X1模生產(chǎn)主要采用化學(xué)合成法,原料主要為煤、天然氣、石油等。注:P同一溫度下純?nèi)軇┑恼羝麎?P1溶液中溶劑的蒸我國有著豐富廉價(jià)的煤炭資源,以煤為原料生產(chǎn)甲醇將是近期的汽壓:X1溶液中溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)。發(fā)展方向。在煤制甲醇的項(xiàng)目中,大多采用水煤漿氣化制取水煤溶液中溶劑的蒸汽壓P1等于純?nèi)軇┑恼羝麎篜1o與其摩爾分水煤氣中含有大量對(duì)于甲醇合成有害的物質(zhì)有機(jī)硫,無機(jī)硫數(shù)X的乘積,這就是拉烏爾定律二氧化碳等。利用化學(xué)方法脫出上述物質(zhì),成本高,處理氣量小設(shè)溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為X2,由于X1=1-X2,所以(1)式可以改不低于大規(guī)模甲醇生產(chǎn)。目前大規(guī)模的合成氨和甲醇項(xiàng)目都采用為2工過知的解從變換來的變換氣經(jīng)鍋爐給水洗滌脫除HCN、NH3等組分1工藝原理塔.在吸收塔內(nèi)被高壓低溫的甲醇依次脫除含硫組分和大部的化學(xué)反應(yīng),屬物理吸收的范疇。物理吸收涉及的主要理論基礎(chǔ)統(tǒng);吸收塔中的富液進(jìn)人中壓閃蒸罐閃蒸.閃蒸氣通過壓縮,然是亨利定律,其表達(dá)式是后再循環(huán)到吸收塔:閃蒸后的富液進(jìn)入濃縮塔。被N2在常壓下氣P=KX提出大量CO2,在濃縮塔內(nèi),溶液溫度降低的同時(shí),H2S等含硫式中:P為操作壓力:K為亨利系數(shù);ⅹ為溶質(zhì)的分子分?jǐn)?shù)。組分得到濃縮;濃縮后的富液被送至熱再生塔.在熱再生塔被甲上面表達(dá)式可知:X值隨P值的增大而增大。X值表示溶醇蒸汽再生出H2S等含硫組分,再生出來的酸性氣體經(jīng)冷卻再提解在溶劑中的溶質(zhì)的分子分?jǐn)?shù);當(dāng)相關(guān)的溶質(zhì)、溶劑改變時(shí),公濃,送至克勞斯硫回收系統(tǒng)。再生后的甲醇經(jīng)加壓冷卻,送至吸醇對(duì)同樣是極性分子的溶質(zhì)H2S、CO2等的吸收能力就遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于則送至污水處理。對(duì)非極性分子N2、H2、CO等的吸收。也就是說:溶劑甲質(zhì)H2S、CO2和溶劑甲醇對(duì)溶質(zhì)N2、H2、CO等的K值是不同3工藝控制和生產(chǎn)操作依據(jù)亨利定律我們可以得出,甲醇吸收的過程中,隨著壓力的升31壓力的控制高和溫度的降低.單位溶劑吸收溶質(zhì)的量隨之增大,因此,在吸低溫甲醇洗是物理吸收,提高操作壓力可使氣相中CO2、H2S收時(shí)應(yīng)保持高壓、低溫。但由于在高壓、低溫條件下,氣體為真等酸性氣體分壓增大,增加吸收的推動(dòng)力,從而減少吸收設(shè)備的實(shí)氣體時(shí),不完全遵循亨利定律.即必須對(duì)亨利定律進(jìn)行修正修正主要考慮下面幾點(diǎn):的循環(huán)量。但是,壓力若過高,就會(huì)使受壓設(shè)備投資增加,使有1)修正了溶液濃度系數(shù)λ和平衡常數(shù)K的關(guān)系用氣體組分H2、CO等的溶解損失也增加。所以,控制系統(tǒng)壓力2)考慮到由于范德華力的存在,引起溶解度的下降;的穩(wěn)定顯得至關(guān)重要。在系統(tǒng)負(fù)荷較,可以通過關(guān)小出系統(tǒng)3)溶質(zhì)溶于溶劑中后,也像溶劑一樣會(huì)吸收其它組分調(diào)節(jié)閥,控制吸收塔壓力。在系統(tǒng)負(fù)荷變化較大時(shí),要及時(shí)控制當(dāng)吸收了溶質(zhì)的溶劑進(jìn)行解析時(shí),根據(jù)亨調(diào)節(jié),保證吸收塔壓力穩(wěn)定。溫度越高,對(duì)溶質(zhì)的解析越有利。在溫度等于溶劑的沸點(diǎn)時(shí),在32溫度的控制溶劑表面,大量溶劑蒸發(fā),溶質(zhì)的分壓很低,溶解在溶劑中的溶酸性氣體在甲醇中的溶解度隨著溫度降低而增大,尤其是從質(zhì)解析處理,溶劑中溶質(zhì)的含量基本為0。因?yàn)榭梢酝ㄟ^減壓-30℃降到-60℃以下時(shí),溶解度急劇增加,此外,甲醇的蒸汽分加熱,氣提等方式進(jìn)行解析,具體解吸的方法介紹如下壓在常溫下很大,為減少操作中甲醇損失,應(yīng)采用低溫吸收。由(a)減壓解吸法,即吸收了溶質(zhì)的溶劑,可通過節(jié)流和降低系于甲醇的熔點(diǎn)低,而且在低溫時(shí)粘度不大,在-30℃時(shí)約等于正常統(tǒng)的總壓甚至到負(fù)壓,實(shí)現(xiàn)溶質(zhì)的解吸水的粘度,甲醇噴淋和流動(dòng)都很好。因此,吸收溫度一般選為70b)氣提解吸法,即往溶劑中注入惰性氣體,降低溶質(zhì)分壓-20℃。壓力確定后,吸收溫度與凈化氣的最終要求有關(guān)。用甲醇溶液吸收CO2,需在低溫下進(jìn)行。在低溫甲醇洗工藝流程中,影)加熱解吸法,即通過輸人外部的熱量來加熱溶劑一直達(dá)到響吸收溫度的主嚴(yán)平涅度及焓值、氣體的沸騰狀態(tài),使溶解在溶劑中的溶質(zhì)充分解吸出來。溶解熱、入塔吸中國煤化工條件、冰機(jī)負(fù)荷等(2)溶劑的蒸汽壓不僅與溶劑的性質(zhì)有關(guān),而且還與溶液中溶CNMHG(下轉(zhuǎn)第152頁)[收稿日期]201301-19[作者簡介]薛永剛,男,河北保定人,助理工程師,本科東化工2013年第4期152www.gdchem.com第40卷總第246期須共用一個(gè)系統(tǒng)時(shí),是否在通向合用前室的支風(fēng)管上設(shè)置壓差自動(dòng)切換裝置動(dòng)調(diào)節(jié)裝置(2)排煙口平時(shí)是否能關(guān)閉,是否設(shè)置手動(dòng)和自動(dòng)開戶裝置(3)避難層是否為單獨(dú)的送風(fēng)系統(tǒng)是否有與感煙探測(cè)器連鎖的自動(dòng)開啟裝置或消防控制中心遠(yuǎn)距離(4)剪刀樓梯間是否獨(dú)立設(shè)置風(fēng)道,當(dāng)其共用時(shí)其風(fēng)量是否按控制的開啟裝二個(gè)樓梯(3)在消防控制室是否有風(fēng)機(jī)一對(duì)一的手動(dòng)操作按鈕(5)泄壓途徑的確定是否能滿足要求(4)當(dāng)任一排煙口或排煙閥開啟時(shí),排煙風(fēng)機(jī)是否能自行啟3.2機(jī)械排煙系統(tǒng)(1)地上和地下是否共用排煙系統(tǒng);(5)在排煙支管和排煙風(fēng)機(jī)的機(jī)房入口處是否設(shè)有當(dāng)煙氣溫(2)中庭是否單獨(dú)設(shè)置排煙系統(tǒng);度超過280℃能自行關(guān)閉的排煙防火閥;3)機(jī)械排煙系統(tǒng)是否與通風(fēng)、空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)合用,當(dāng)合用時(shí)6)同一防煙分區(qū)設(shè)置的數(shù)個(gè)排煙口,是否能做到所有排煙口是否采取了可靠的安全措施;以及如何實(shí)現(xiàn)平時(shí)和消防的功能轉(zhuǎn)同時(shí)開啟換總之,防排煙系統(tǒng)是消防檢測(cè)中較為復(fù)雜的環(huán)節(jié),也是消防(4)走道與房間的排煙系統(tǒng)是否分開設(shè)置;設(shè)施的重點(diǎn)之一,作為消防設(shè)施檢測(cè)人員應(yīng)充分理解規(guī)范和設(shè)計(jì)(5)每個(gè)排煙系統(tǒng)設(shè)有排煙口的數(shù)量是否超過30個(gè)(6)地下室房間是否同時(shí)設(shè)有進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)(機(jī)械進(jìn)風(fēng)或自然進(jìn)進(jìn)行檢測(cè),確保建筑物防排煙設(shè)施安全可靠,滿足建筑消防自救其進(jìn)風(fēng)量應(yīng)不小于排煙量的50%并應(yīng)組織合理的氣流使煙的要求。氣順利排出。4檢測(cè)要點(diǎn)四:防排煙系統(tǒng)的供電和聯(lián)動(dòng)控制參考文獻(xiàn)動(dòng)切換機(jī)配電是否滿足要求,在最末級(jí)配電箱處是否設(shè)置自500592909版s.北京:中國計(jì)劃出版社,20%火規(guī)范41正壓送風(fēng)系統(tǒng)[1]中華人民共和國公安部,《高層民用建筑設(shè)計(jì)防[2]中華人民共和國公安部.《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB500162006S].北京(2)風(fēng)機(jī)在消防控制室是否一對(duì)一的啟動(dòng)按鈕,一旦發(fā)生火中國計(jì)劃出版社,2006災(zāi),加壓送風(fēng)機(jī)是否能立即啟動(dòng);[3]中華人民共和國公安部.《汽車庫、修車庫、停場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB(3)送風(fēng)口(常開加壓送風(fēng)口除外)是否設(shè)置手動(dòng)和自動(dòng)開戶裝5007-97].北京:中國計(jì)劃出版社,1997置,是否有與感煙探測(cè)器連鎖的自動(dòng)開啟裝置或消防控制中心遠(yuǎn)]國家人民防空辦公室.《人民防空空工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB距離控制的開啟裝置5009898(2001年版S].北京:中國計(jì)劃出版社,2005(4)肪煙樓梯間、前室、合用前室、消防電梯前室、封閉避難層(間)的余壓值是否達(dá)到《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》第83.7(本文文獻(xiàn)格式:利云飛.建筑防排煙系統(tǒng)檢測(cè)要點(diǎn)[J.廣東化工,2013,40(4):151-152)42機(jī)械排煙系統(tǒng)(1)風(fēng)機(jī)配電是否滿足要求,在最末一級(jí)配電箱處是否設(shè)置自(上接第167頁)33冷量的平衡4結(jié)論低溫甲醇洗工藝適用于大型煤化工項(xiàng)目,是目外比較低溫甲醇洗冷量平衡控制貫穿于低溫甲醇洗工藝中,在實(shí)際成熟的煤氣凈化工藝。該工藝主要優(yōu)化控制在:充分利用壓力的操作上可以通過以下手段來實(shí)現(xiàn)冷量的平變化控制酸性氣體的吸收和解析。調(diào)節(jié)好系統(tǒng)的冷量平衡,穩(wěn)定(1)盡量降低甲醇減壓閃蒸后氣體壓力,提高節(jié)流閃蒸制冷效住各塔溫度?？刂坪眉状假|(zhì)量,達(dá)到低耗高效的凈化效果果,以增加系統(tǒng)冷量(2)在保證甲醇洗裝置工藝正常的情況下,應(yīng)盡量維持丙烯循環(huán)至甲醇洗的氣、液在低溫狀態(tài)下,以增加系統(tǒng)冷量的供給參考文獻(xiàn)(3)在保證工藝正常的情況下,盡量增加丙烯壓縮機(jī)負(fù)荷,降張東亮.中國煤氣化工藝技術(shù))的現(xiàn)狀與發(fā)展門煤化工,200,.32(2低丙烯蒸發(fā)壓力,以提高丙烯冷效果15.(4)增加氣提氮?dú)饬髁縖2]閆俊明.低溫甲醇洗裝置穩(wěn)定運(yùn)行影響因素分析[能量技術(shù)與管理(5)調(diào)節(jié)循環(huán)甲醇的流量與變換氣的流量,使其按照適宜的比012,(2)2137139[3李波.低溫甲醇洗穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵因素探討門遼寧化工,20038(86增加二氧化碳的解析制冷能力,二氧化碳解析是一個(gè)吸熱567.569制冷的過程,根據(jù)亨利定律,壓力越低,越有利于解析,在硫化4唐怡紅.低溫甲醇洗技術(shù)在20萬噸年甲醇裝置中的應(yīng)用口煤化工氫濃縮塔中在保證質(zhì)量合格的情況下,應(yīng)盡量降低塔的壓力,以19973):15-19增加系統(tǒng)的冷量[5]孟慶軍.浙江大學(xué)化學(xué)工程碩士論文,200634控制甲醇質(zhì)量和溫度6]魯東葭,以煤制甲醇的清潔生產(chǎn)技術(shù)冂.中國資源綜合利用,2005,11:果甲醇中水分含量增加氧化碳和硫化氫在甲醇中的溶解度明顯降低。同時(shí)甲醇中其他雜質(zhì)也會(huì)影響到酸性氣的溶解度水分的增加,也會(huì)增加設(shè)備,管道的腐蝕。在低溫區(qū)容易結(jié)冰[7JWesis H. Rectisol wash purification of partial oxidation gases[J] .Gas堵塞管道,閥門等。穩(wěn)定好噴淋甲醇的流量,可以避免水分帶進(jìn)吸Separation and purification, 1988, 2(12): 174收塔內(nèi),避免水分在原料氣預(yù)冷器中結(jié)冰?？刂坪眉状荚偕?本文文獻(xiàn)格式:薛永剛.低溫甲醇洗的控制優(yōu)化[.廣東化工,甲醇水分離塔的指標(biāo),保證甲醇的質(zhì)量2013,40(4):167)中國煤化工CNMHG