第35卷第5期心xVol 35, No 52012年5月HEBEI HUAGONGMay 2012低溫甲醇洗凈化工藝技術(shù)淺析趙江力1,次會(huì)玲2,何磊2(1.石家莊經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)東方熱電有限公司,河北石家莊052160;2.晉煤金石化工投資集團(tuán)有限公司,河北石家莊050041)摘要:介紹了低溫甲醇洗凈化工藝的技術(shù)原理、工藝流程及技術(shù)特點(diǎn),并通過(guò)與其它凈化工藝的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行比較,證明其是一種節(jié)能型的酸性氣體凈化工藝。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;氣體凈化;甲醇中圖分類號(hào):TQ113.264文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1003-5095(2012)05-000503Technical Analysis of Low Temperature Methanol Wash Purification ProcessZHAO Jiang-li, CI Hui-ling, hE Lei2(1. Dongfang Thermoelectric Co., Ltd, Shijiazhuang Economic and Technological Development Zone, Shijiazhuang 052160, China; 2. Jinmei Jinshi Chemical Investment Group Co, Ltd, Shijiazhuang 050041, China)Abstract: To introduce the principle, process flow and technical characteristics of the low temperature methanol washpurification technology. By comparing with the technical indicators of other purification processes, to prove it is anenergy-saving acid gas purification process.Key words: low temperature methanol wash; gas purification; methanol在以煤為原料合成氨的原料氣中,含有大量的醇洗工藝技術(shù)成熟,被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外合成氨、合酸性氣體如CO2、H2S、COS等,這些都是必須除去成甲醇和羰基合成、城市煤氣、工業(yè)制氫和天然氣脫的雜質(zhì),因此,脫硫和脫碳凈化工序是合成氨生產(chǎn)的硫等氣體凈化裝置中實(shí)現(xiàn)CO2、H2S的脫除。主要組成部分之一。工藝方案的選擇對(duì)于整個(gè)合成氨裝置的經(jīng)濟(jì)可靠性有著極其重要的影響。低溫伊1技術(shù)原理和工藝流程醇洗凈化工藝可同時(shí)脫除酸性氣體中的H2S和1.1技術(shù)原理CO2,目前已成為一種極具發(fā)展前景的氣體凈化工低溫甲醇洗凈化工藝是根據(jù)水煤氣中CO2、藝技術(shù)。H2S、COS等雜質(zhì)在低溫甲醇溶解度很大,H2、N2低溫甲醇洗是20世紀(jì)50年代初德國(guó)林德公司等有效氣體的溶解度很小,且甲醇對(duì)各種雜質(zhì)氣體和魯奇公司聯(lián)合開(kāi)發(fā)的一種氣體凈化工藝。該工藝的選擇性非常好的原理,在高壓和低溫的條件下,利以冷甲醇為吸收溶劑,利用甲醇在低溫下對(duì)酸性氣用冷甲醇同時(shí)吸收、脫除工藝氣體中的雜質(zhì)如CO2、體溶解度極大的優(yōu)良特性,脫除原料氣中的酸性氣H2S以及COS等有機(jī)硫化物,吸收雜質(zhì)氣體后的甲體。該工藝氣體凈化度高,選擇性好,氣體的脫硫和醇經(jīng)過(guò)減壓和加熱再生處理,分別解吸回收CO2和脫碳可在同一個(gè)塔內(nèi)分段、選擇性地進(jìn)行。低溫甲含高濃度H2S的氣體,而甲醇再循環(huán)使用,系統(tǒng)的收稿日期:2012-03-06作者簡(jiǎn)介:趙江力(1973-),男,工程師,從事化工行業(yè)化驗(yàn)、檢測(cè)工作, E-mail,: zhaojldyx@163.c0m。河北化工 Hebei Chemical Industr第35卷低溫可以通過(guò)氨冷凍和CO的分級(jí)解吸得到。經(jīng)收塔底部洗滌,除去煤氣中大部分CO2和微量的低溫甲醇洗工藝處理后的氣體凈化度非常高,總硫H2S和COS等硫化物,使氣體中總硫≤10-,送可降至10以下,CO2可降至20×10°以下,并可脫變壓吸附裝置。甲醇富液到CO2閃蒸塔閃蒸除氣體中的水分,使氣體徹底干燥[2。再生。1.2工藝流程來(lái)自H2S吸收塔的甲醇液中含有CO2、H2S粗煤氣進(jìn)入低溫甲醇洗裝置后,冷卻后進(jìn)入石腦油等化合物,經(jīng)換熱后送至預(yù)洗閃蒸塔再生,含HS吸收塔底部洗滌,除去粗煤氣中的高分子烴硫甲醇富液進(jìn)人H2S閃蒸塔再生。廢水經(jīng)熱回收類(石腦油)和其它諸如有機(jī)硫、HCN和NH3等后排往生化處理裝置。CO2尾氣送往CO2尾氣洗微量組分。預(yù)洗后的粗煤氣進(jìn)入H2S吸收塔,脫滌塔,洗滌后的氣體回收利用或高點(diǎn)排放。H2S富除粗煤氣中的H2S和COS等硫化物,進(jìn)入CO2吸氣進(jìn)入硫回收裝置。工藝流程圖見(jiàn)附圖。精洗甲醇液吸收塔塔甲醇半貧液閃蒸塔洗閃蒸塔熱HS富氣再生塔硫回收附圖低溫甲醇洗工藝流程圖1.3主要工藝參數(shù)選擇31.3.4吸收劑的純度1.3.1溫度吸收劑的純度對(duì)其吸收能力有很大影響。而影降低吸收溫度可以增加H2S和CO2在甲醇中響吸收劑純度的因素是多方面的,其中水含量是主的溶解度,提高吸收效果。吸收溫度主要依據(jù)吸收要因素。當(dāng)甲醇中含有水分時(shí),甲醇的吸收能力將效果和吸收壓力而定,一般為-20~-70℃。吸收過(guò)會(huì)下降。目前,要求貧甲醇的含水量≤1%。較高的程中放出的熱量,可以與再生時(shí)甲醇節(jié)流效應(yīng)的結(jié)水含量不但會(huì)影響甲醇的吸收效果,還會(huì)增大對(duì)設(shè)果和氣體解吸時(shí)吸收的熱量相抵,使甲醇的溫度降備的腐蝕。為了實(shí)現(xiàn)甲醇的循環(huán)利用,達(dá)到良好的低。由于不完全的再生和與周圍環(huán)境的換熱所造成吸收效果,必須很好地實(shí)現(xiàn)甲醇的再生,系統(tǒng)利用甲的冷凍損失,可由氨冷器或其它冷源來(lái)補(bǔ)償醇再生的方法有閃蒸、氣提、熱再生。利用甲醇水分1.3.2甲醇循環(huán)量離塔控制溶液系統(tǒng)中的水平衡控制出工段的氣體成分指標(biāo)(∑S≤101),甲醇2低溫甲醇洗工藝技術(shù)特點(diǎn)循環(huán)量是最主要的調(diào)節(jié)手段。系統(tǒng)配有比例調(diào)節(jié)系統(tǒng),使循環(huán)量與氣量成比例,得到合格的精制氣。2.1吸收能力大1.3.3壓力甲醇在低溫下,對(duì)CO2、HS、COS的溶解度較由享利定律可知,壓力越高,吸收效果愈好。但大,據(jù)計(jì)算,在31MPa的壓力下,1m3甲醇溶液能過(guò)高的壓力對(duì)設(shè)備強(qiáng)度和材質(zhì)的要求也高,使有用吸收CO2160~180m3,而1m3NHD溶液僅能吸收氣體組分H2、CO或N2等的溶解損失也增加。壓CO240~55m3,甲醇對(duì)CO2的吸收能力是NHD溶力主要取決于原料氣組成、所要求的氣體凈化度以液的4倍左右,在吸收等量酸性氣體時(shí)低溫甲醇洗的及前后工序的壓力等,一般壓力控制為2~8MPa。甲醇溶液循環(huán)量小,裝置設(shè)備數(shù)量較少,總能耗較低趙江力,等:低溫甲醇洗凈化工藝技術(shù)淺析2.2選擇性好次性投資費(fèi)用較高,但由于生產(chǎn)運(yùn)行中的能耗低,凈低溫甲醇洗能同時(shí)脫除CO2、H2S、COS、化度高,因而長(zhǎng)期運(yùn)行的總體經(jīng)濟(jì)性方面仍然優(yōu)于HCN芳香烴和粗汽油等雜質(zhì),特別是對(duì)CO2和NHD工藝。H2S的選擇吸收能力較強(qiáng),而對(duì)H2S的吸收速度和該工藝尚有一些不足之處,由于操作溫度較低,吸收能力又比CO2大得多。酸性氣體的脫硫脫碳為有效回收能量和降低能耗,換熱設(shè)備多,工藝流程可在2個(gè)吸收塔或同一個(gè)塔內(nèi)分段選擇性地進(jìn)行,較長(zhǎng)且復(fù)雜。甲醇具有毒性,設(shè)備制造和管道安裝且回收的CO2純度能滿足尿素生產(chǎn)的需要,從富含都嚴(yán)格要求無(wú)泄漏,對(duì)設(shè)備材質(zhì)要求較高,給操作和H2S的尾氣中可直接回收硫磺維修帶來(lái)一些困難2.3凈化度高經(jīng)低溫甲醇洗脫硫脫碳后的凈化氣H2S含量3工藝技術(shù)指標(biāo)比較<0.1mL/m3,CO2含量<20mL/m3,CO2產(chǎn)品純?cè)蠚鈨艋Ｓ玫墓に嚰夹g(shù)有NHD法、碳酸度≥99%,回收率≥63%,可有效地防止后續(xù)甲烷丙烯酯法、改良MDEA法、改良熱鉀堿法、低溫甲醇化、氨合成工序的催化劑中毒現(xiàn)象的發(fā)生,不需另外洗等,其中NHD法、碳酸丙烯酯法、低溫甲醇洗等設(shè)置氧化鋅脫硫槽等精脫硫設(shè)備。同時(shí),在脫硫脫屬于物理吸收法,NHD法流程簡(jiǎn)單、投資省、技術(shù)碳的過(guò)程中,H2等有效氣體的損失也較少m成熟可靠。低溫甲醇洗凈化度高、能耗較低、操作費(fèi)2.4操作費(fèi)用低用低,適合于大型裝置采用。在選擇時(shí)須根據(jù)整體甲醇溶液的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好,粘度和工藝流程、各配合單元裝置情況、對(duì)合成氣凈化的要腐蝕性小,不需加入消泡劑,在運(yùn)行中不會(huì)被降解或求及項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力等諸多因素綜合考慮。幾分解,且使用補(bǔ)充量較少。低溫甲醇洗裝置雖然種凈化工藝的工藝技術(shù)指標(biāo)比較見(jiàn)附表附表凈化工藝的工藝技術(shù)指標(biāo)比較項(xiàng)目NHD碳酸內(nèi)烯酯法改良MDEA法改良熱鉀堿法低溫甲醇洗操作壓力/MPa1.7~2.8操作溫度/℃≤4040~6055~85H2回收率≥/%99.599.599.5凈化氣中CO2≤/%循環(huán)水/t電/kW·h·(tNH3)110蒸汽/t:(tNH3)0.32冷凍量/GJ0.230.29操作費(fèi)用/元·(tNH3)115143投資費(fèi)/元,(NH2)114.6717.134結(jié)語(yǔ)作等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn),顯示出該工藝在國(guó)內(nèi)良好的發(fā)展勢(shì)頭和廣闊的應(yīng)用前景低溫甲醇洗具有吸收能力大、選擇性好、凈化度高、操作費(fèi)用低等技術(shù)特點(diǎn),是一種節(jié)能型的成熟可參考文獻(xiàn)靠的酸性氣體凈化工藝。我國(guó)自20世紀(jì)80年代引1]顧英粉煤氣化工藝中酸性氣體脫除方案的選擇[].石化技術(shù)進(jìn)低溫甲醇洗工藝技術(shù),通過(guò)近20年的消化吸收與應(yīng)用,2004,22(6):452-455對(duì)其設(shè)計(jì)已逐步國(guó)產(chǎn)化。如化二院開(kāi)發(fā)的低溫甲醇2張駿馳,等,低溫甲醇洗工藝在中小化肥凈化裝置中的應(yīng)用中氯肥[J].中氮肥,2002,(5):13-1洗數(shù)據(jù)庫(kù)及數(shù)學(xué)模型,實(shí)現(xiàn)了技術(shù)軟件和主要裝置[3]唐宏青.低溫甲醇洗凈化技術(shù)[J中氮肥,2008·(1)1-7.設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。晉煤金石化工投資集團(tuán)有限公司[4]汪家銘,低溫甲醇洗工藝技術(shù)進(jìn)展及應(yīng)用石化技術(shù),200,1460萬(wàn)t合成氨項(xiàng)目采用了化二院設(shè)計(jì)的低溫甲醇(4):48-51洗凈化工藝。該工藝不但能有效地清除粗煤氣中的李正西,秦旭東,宋洪強(qiáng),等低溫甲醇洗和NHD工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)酸性氣體,而且在脫除油和其它雜質(zhì)方面也具有指標(biāo)對(duì)比[].中氮肥,2007,(1):1-6.[6]王波.幾種脫碳方法的分析比較[J.化肥設(shè)計(jì),2007,45(2)定的優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)已有多套大型酸性氣體凈化裝34-37.■置采用了低溫甲醇洗工藝,并在設(shè)計(jì)、施工、安裝、操