低溫甲醇洗穩定運行的關(guān)鍵因素探討

第38卷第8期Vol 382009年8月ng Chemical Industry低溫甲醇洗穩定運行的關(guān)鍵因素探討李波,闞世廣,謝會(huì )云(山東兗礦國宏化工有限公司,山東鄒城273500摘要:介紹了低溫甲醇洗的基本原理與工藝控制,討論了如何在低溫甲醇洗過(guò)程中通過(guò)調整壓力和溫度來(lái)達到脫除酸性氣體的目的。關(guān)鍵詞:煤化工;低溫甲醇洗;酸性氣體;凈化中圖分類(lèi)號:TQ530文獻標識碼:A文章編號:104-0935(2000-0567-03低溫甲醇洗工藝( Rectisol process)是德國魯下k為定值,而且甲醇溶液的溶解度隨溫度的下奇( Lurgi)公司開(kāi)發(fā)的,采用物理吸收酸性氣體的降而顯著(zhù)增加,故吸收過(guò)程要求在盡可能低的壓種凈化工藝。該工藝使用冷甲醇作為酸性氣體力下進(jìn)行。吸收液,利用甲醇在-60℃左右的低溫下對酸性氣體溶解度極大的物理特性,同時(shí)分段選擇性工藝控制地吸收原料氣中的H2S和CO2以及各種有機硫在甲醇凈化工藝中,溫度和壓力對甲醇洗的等雜質(zhì)。在以渣油和煤為原料的大型合成甲醇裝選擇性具有非常重要的影響。隨著(zhù)溫度降低,置上,大多采用這種凈化工藝。此外,該工藝還廣CO2、H2S以及別的易溶氣體在甲醇中的溶解度泛應用于合成氨、羥基合成、工業(yè)制氫、城市煤氣系數增長(cháng)很快,且分壓越高增長(cháng)越快,而H2、N2和天然氣脫硫等生產(chǎn)裝置的凈化工藝中。目前,等變化不大。因此隨著(zhù)溫度的降低,甲醇對酸性國內外已有百余套大中型工業(yè)化裝置的酸性氣體組分的選擇性大大提高。故此法適宜于在低溫下脫除采用該凈化工藝。操作,且盡量使酸性氣體的分壓增高。在運行過(guò)1基本原理程中,壓力是相對穩定的低溫甲醇洗的效果主要受循環(huán)量和溫度的影響。低溫甲醇洗工藝用冷甲醇作為吸收溶劑,利2.1低溫甲醇洗操作壓力的控制用高壓低溫下酸性氣體在甲醇中溶解度比較大的壓力水平在物理吸收中是一個(gè)關(guān)鍵因素,在待性脫除原料氣中的酸性氣體(主要是CO2和決定全系統的壓力水平時(shí),高壓無(wú)疑對吸收有利,H2S)。低溫甲醇洗的物理吸收過(guò)程遵循亨利定低壓有利于CO2及H2S在甲醇中的解析,因此低律。亨利定律的內容為:在恒溫和平衡條件下溫甲醇洗工藝充分施展了壓力變化這一手段來(lái)促種氣體在溶液中的溶解度和該氣體的平衡壓力成進(jìn)吸收和解析。其工藝手段采用了分段吸收和分正比。其數字表達式為段解析,使其貫穿于吸收與再生的主要技術(shù)思想。按照不同的壓力水平去分段吸收和解析,以達到式中:k享利常數;x一平衡時(shí)氣體在溶液中的摩爾分數。工藝要求。由享利定律可知,氣體的分壓越大,其在溶液根據享利定律,在一定溫度下,氣體在液體里中的溶解度也就越大所以增加氣體的壓力有利的溶解度和該氣體的平衡分壓成正比。另外,從于氣體的吸收,降低氣體的壓力有利于氣體的解中國煤化工析。試驗表明當溶質(zhì)和溶劑一定時(shí),在一定溫度CNMHG568遼寧化工09年8月傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)角度來(lái)看吸收過(guò)程的壓力越高氣體(8)增加CO2解吸制冷能力。甲醇吸收CO2分子的擴散速率越快吸收推動(dòng)力就越大,因而吸是一個(gè)放熱過(guò)程,而解吸CO2則是一個(gè)吸熱制冷收速率越快。因此,吸收過(guò)程壓力增髙,氣、液兩過(guò)程,其吸收、解吸過(guò)程遵循亨利定律。由享利定相接觸好,有利于吸收過(guò)程的進(jìn)行和凈化效果的律可知,氣體的分壓越大,在溶液中的溶解度也就提高。為控制好吸收壓力保證好的吸收效果,根越大。因此,增加氣體的壓力,有利于氣體的吸據不同情況可采取以下手段滿(mǎn)足吸收對壓力的要收;降低氣體的壓力,有利于氣體的解吸。實(shí)驗表求:明:當溶質(zhì)和溶劑一定時(shí),在一定溫度下k為定(1)在裝置穩定的情況下,通過(guò)增加氣量,提值,而且甲醇溶液的溶解度隨著(zhù)溫度的下降而顯高人系統的工作壓力;著(zhù)增加,故解吸過(guò)程要求在盡可能在低溫下進(jìn)行。2)在供氣不足的情況下,可通過(guò)關(guān)小吸收但在實(shí)際生產(chǎn)中,肯定存在著(zhù)冷耗,為了盡可塔氣體出口調節閥減少壓力的損失;能的在低溫下按生產(chǎn)工藝指標進(jìn)行生產(chǎn)操作,應(3)在前系統負荷波動(dòng)較大或后系統倒換壓盡量減少冷量的消耗,一般系統的冷耗由7個(gè)部縮機時(shí),應及時(shí)通過(guò)關(guān)小吸收塔氣體出口調節閥分組成進(jìn)行調整,以防壓力降得過(guò)低。(1)換熱溫度差損失;2.2低溫甲醇洗甲醇溫度的控制(2)泵的壓送造成的溫升,須外供冷量進(jìn)行低溫甲醇洗冷量平衡控制貫穿于低溫甲醇洗補充;工藝中,而溫度是影響甲醇洗凈化效果的最重要(3)富甲醇的減壓、節流造成的溫升,須外供因素之一。低溫甲醇洗的凈化效果取決于酸性氣冷量進(jìn)行補充在甲醇中的溶解度和達到氣液平衡時(shí)酸性氣在氣(4)CO2、H2S的不完全解吸造成的冷量損相中的分壓,而這兩項因素都是溫度的函數。氣失。因甲醇吸收CO2、H2S的放熱和富甲醇解吸體在液體中的溶解度隨溫度的降低而增大,因此,CO2、H2S的吸熱,是通過(guò)數臺換熱器的熱量交換采用較低的洗滌溫度對氣體的凈化過(guò)程有利。另而相互抵償的,這就是低溫甲醇洗流程能耗低的外,甲醇的蒸汽壓也是溫度的函數,溫度升高,甲原因。但是,送到熱再生系統的富甲醇中仍溶解醇蒸汽壓增大,甲醇的損失就增加。因此保持低有CO2和H2S,其解吸熱是靠熱再生塔的再沸器溫下操作,不但能保證甲醇有較好的吸收效果,而供給的,從而造成這部分CO2和H2S的解吸熱不且能減少凈化氣帶走的甲醇,甲醇損失就小。在能通過(guò)換熱器與吸收熱相互抵償,即出現CO2和實(shí)際操作上可以通過(guò)以下手段來(lái)實(shí)現冷量的平H2S不完全解吸的損失,此部分損失靠外界補充衡的冷量抵償。為減少外供冷量,則應把送到熱再1)調整甲醇吸收制冷裝置工藝,確保制冷生系統的富甲醇中所溶解的CO2和H2S盡可能劑的供給降低,這也就是富甲醇先采用減壓再生,再采用氮2)盡量降低甲醇減壓閃蒸后氣體壓力,提氣氣提再生(或采用真空再生)和最后再采用熱高節流閃蒸制冷效果,以增加系統冷量;再生的原因(3)在保證甲醇洗裝置工藝正常的情況下5)系統的冷損失,需外供冷量進(jìn)行補充,為應盡量維持丙烯循環(huán)至甲醇洗的氣、液在低溫狀此須采用高效的保冷材料(如用發(fā)泡聚氨酯)以態(tài)下,以增加系統冷量的供給;減少系統的冷損失(4)在保證工藝正常的情況下,盡量增加丙(6)進(jìn)料氣中帶入微量NH3和飽和H2O的烯壓縮機負荷降低丙烯蒸發(fā)壓力,以提高丙烯冷冷凝與蒸發(fā)損失,需外供冷量進(jìn)行補充;效果;(7)噴入甲醇造成的冷損失,需外供冷量進(jìn)(5)及時(shí)補充丙烯冷凍系統冷量行補中國煤化工(6)增加氣提氮氣流量CNMHG(7)調節循環(huán)甲醇的流量與變換氣的流量,使其按照適宜的比例運行;低溫甲醇洗工藝的消化與吸收可歸納為如下第38卷第8期李波,等:低溫甲醇洗穩定運行的關(guān)鍵因素探討技術(shù)要點(diǎn):充分施展壓力的變化,形成合理的壓力[2]唐恰紅低溫甲醇洗技術(shù)在20萬(wàn)噸/a甲醇裝置中的應用分布,促進(jìn)酸性氣體吸收和解吸,達到凈化效果;J]煤化工,1997(3):15-19選擇溫度水平,形成合理的溫度分布:采用分段吸[3]吳秀鋒合成氨裝置凈化系統“瓶頸”分析[]現代化工2001(7):19-21收cO2和H2S,又將其吸收液分段再生充分利用(4]張東亮中國煤氣化工藝(技術(shù))的現狀與發(fā)展[門(mén)]煤化CO2解吸產(chǎn)生的焓變達到致冷作用。工,2004,32(2):1-5.[5]周宏軍陳曉春氣化煤氣凈化處理的研究[]化學(xué)工程參考文獻[1馬春梅蔡淑香,喬桂芝低溫甲醇洗工藝淺析[門(mén)]應用能6]張述偉,陸明亮徐志武低溫甲醇洗模擬系統模擬與分析源技術(shù),2002(1):10-12[J].化肥設計,2002,32(1):25-31Research on Key Factor of Stable Operation for RectisolD Bo, KAN Shi-guang, XIE Hui-yuShandong Yankuang Guo Hong Chemical Industrial Co, Ltd, Zoucheng 273500, China)Abstract: Basic principle and process control of rectisol were introduced. Removing acid gas by regulating pressure and tempera-ture in rectisol process was discussedKey words: Coal and chemical industry: Rectisol; Acid gas; Purification《云南化工》2010年征訂啟事《云南化工》于1973年創(chuàng )刊,是國內外公開(kāi)發(fā)行的化學(xué)化工綜合性科技期刊?？朓SSN004-275XCN53-1087/TQ,廣告經(jīng)營(yíng)許可證號53000007本刊以推動(dòng)國內化學(xué)工業(yè)的發(fā)展為已任,介紹云南省豐富的磷、有色金屬、煤等礦產(chǎn)和生物資源及其它資源的科研成果著(zhù)眼于省內和國內材料科學(xué)的科研動(dòng)態(tài),報道相關(guān)化學(xué)化工科研開(kāi)發(fā)成果,交流設計與生產(chǎn)經(jīng)驗,開(kāi)展學(xué)術(shù)討論。自2005年起本刊調整了欄目,新增”專(zhuān)家專(zhuān)欄”和”碩博論壇"兩個(gè)欄目,前者介紹教授級別的研究者,后者推出科研的后備新生力量主要欄目:科學(xué)研究、探索應用、綜述專(zhuān)論、分析測試、專(zhuān)家專(zhuān)欄、碩博論壇、設備技改、環(huán)保節能、交流探討等?！对颇匣ぁ窞殡p月刊,A4開(kāi)本,逢雙月25日出版,每期訂價(jià)7元,年訂價(jià)42元(含郵費),自辦發(fā)行。歡迎訂閱!歡迎賜稿!歡迎刊登廣告!訂閱者可通過(guò)以下單位訂閱:全國非郵發(fā)報刊聯(lián)合征訂:天津市大寺泉北里別墅17郵政編碼300385,電話(huà):022-23962479,23973378中國化工信息中心期刊圖書(shū)聯(lián)合征訂部:北京安外小關(guān)街53號郵政編碼100029,電話(huà)010-6444115,644413金陵期刊文獻聯(lián)訂中心南京大廠(chǎng)新華一村25-205郵政編碼210048,電話(huà):13584032685聯(lián)系人徐丙根中國版本圖書(shū)館發(fā)行部:北京市東城區先曉胡同10號郵政編碼10005電話(huà)010-65123438,85119978或直接將訂費通過(guò)郵局寄到本刊編輯部(請注明訂刊費和寄刊地址編輯部地址:昆明市滇池路1417號云天化《云南化工》編輯部郵政編碼:650228中國煤化工CNMHG