對國內常見(jiàn)低溫甲醇洗工藝的分析與論述

第15期孟艷芳,等:對國內常見(jiàn)低溫甲醇洗工藝的分析與論述對國內常見(jiàn)低溫甲醇洗工藝的分析與論述孟艷芳,關(guān)建鎖(新疆國泰新華礦業(yè)股份有限公司,新疆昌吉831100摘要:通過(guò)介紹國內運行的三種低溫甲醇洗工藝的流程,比較三種工藝的優(yōu)缺點(diǎn),總結出三種工藝的基本特點(diǎn)及適用的工藝情況。關(guān)鍵詞:低溫甲醇洗;魯奇;林德;大連理工;技術(shù)比較中圖分類(lèi)號:TQ546.5文獻標識碼:A文章編號:1008-021X(2015)15-0087-02低溫甲醇洗是上世紀50年代初德國林德公司和魯奇公此降壓閃蒸后經(jīng)過(guò)換熱回收冷量送至熱再生塔進(jìn)行甲醇再司聯(lián)合開(kāi)發(fā),并經(jīng)過(guò)林德連續有效改進(jìn)的一種氣體凈化工生,經(jīng)過(guò)冷卻后送回吸收塔繼續吸收變換氣中的H2S、CO2、藝。該工藝以冷甲醇為吸收劑,對原料氣中的二氧化碳、硫C0S等?；瘹浜土蜓跆嫉人嵝詺怏w選擇性吸收,從而達到下一工段的2.1.2林德工藝流程需求,此工藝大多應用于煤化工氣體的凈化單元,在工藝上來(lái)自變換工序的原料氣經(jīng)過(guò)一系列換熱器換熱降溫后使用較多的工藝有魯奇工藝林德工藝和大連理工工藝。進(jìn)入分離器,分離掉工藝冷凝液后,分別進(jìn)入H2S吸收塔和低溫甲醇洗工藝原理CO2吸收塔。在吸收塔內,NH3HCN、H2S、CO2等氣體組分低溫甲醇洗系指在一定壓力和低溫下,用溶劑甲醇把變被冷甲醇吸收,變換氣從吸收塔頂部出來(lái)進(jìn)人換熱器復熱回換氣中所含有的酸性氣體組分如CO2、H2S、COS和硫醇等脫收冷量出界區送入下一工序。除的工藝過(guò)程。由于甲醇吸收酸性氣體屬于物理吸收,其理吸收塔底部的含H2SCO2的富甲醇分別進(jìn)入H2S、CO2論基礎是亨利定律。的閃蒸罐閃蒸后先后送入CO2解吸塔、H2S濃縮塔解吸表達式為P=KX,式中P一操作壓力K一享利系數,XCO2濃縮H2S。從H2S濃縮塔底部出來(lái)的富含H2S的甲醇溶質(zhì)的分子分數進(jìn)入甲醇熱再生塔,再生貧甲醇同時(shí)完全解吸H2S、CO2,貧從式中看出P愈高則X愈大,表示溶解在溶劑中的溶甲醇經(jīng)過(guò)換熱降溫后返回系統重新利用。質(zhì)意多;K值的大小亦是隨溶質(zhì)、溶劑的不同而異。溶劑甲2.2國內大連理工工藝介紹醇分子是極性分子,因此對同樣是極性分子的溶質(zhì)CO2H2S來(lái)自變換工序40℃的變換氣經(jīng)一系列換熱器換熱冷卻等的吸附量就遠大于非極性的N2、Ar、H2、CO等的吸收量,至-20℃再經(jīng)分離器分離掉甲醇水溶液后進(jìn)入甲醇洗滌吸即溶劑甲醇對溶質(zhì)CO2H2S和對N2、Ar、H2、CO等的K值是收塔。吸收塔分上下兩部分,下塔主要用于脫硫,上塔分三不同的。段,中間兩段用于吸收氣體中的CO2,頂段精洗段用于吸收亨利定律是化工吸收過(guò)程的依據。吸收分離就是利用體中尚存少量的CO2、H1,確保出界區的凈化氣CO2、H1S溶劑對氣體混合物中各組分溶解度的不同,選擇性地把溶解含量符合控制指標。下塔富含硫、上塔富含碳的甲醇液分別度大的氣體吸收達到從氣體混合物中除去或進(jìn)一步回收這從兩塔底部取出進(jìn)入各自閃蒸罐閃蒸回收氫氣。從閃蒸系種氣體的目的。統出來(lái)的富硫甲醇富碳甲醇液經(jīng)節流膨脹分別進(jìn)人CO2解2國內外常見(jiàn)幾種低溫甲醇洗工藝介紹析塔及H2S濃縮塔解析CO2、濃縮H2S。解析塔頂部出來(lái)的2.1國外林德工藝與魯奇工藝介紹CO2產(chǎn)品氣經(jīng)水洗塔洗滌后送出界區。濃縮塔出來(lái)的富硫目前國外低溫甲醇洗工藝有林德和魯奇兩種工藝甲醇液進(jìn)人甲醇再生塔中被再沸器中的甲醇蒸汽氣體氣體1.1魯奇工藝流程的酸性氣(H2S、少量CO2)經(jīng)冷量回收后送至硫回收裝置。來(lái)自變換工序的變換氣經(jīng)初步冷卻去氨洗滌塔脫氨,出再生塔塔底取出的再生甲醇經(jīng)冷卻后進(jìn)入甲醇收集縷,返回氨洗滌塔后的變換氣被最終冷卻后進(jìn)入吸收塔。在塔內首系統重新利用。先通過(guò)預洗段,除掉NH、HCN等微量組分然后進(jìn)人H2S主3林德、魯奇、大連理工工藝技術(shù)的比較洗段變換氣中的H2S、COS等被富CO2的甲醇液吸收后向目前,國外低溫甲醇洗工藝有林德工藝和魯奇兩種工上進(jìn)入吸收塔的CO2洗滌段被貧甲醇洗滌吸收CO2。最終藝,二者在基本原理上沒(méi)有根本區別而且技術(shù)都很成熟出吸收塔塔頂的凈化氣經(jīng)過(guò)多個(gè)換熱器熱交換回收冷量之兩家專(zhuān)利在工藝流程設計、設備設計和工程實(shí)施上各有特后,被送往下道工序。點(diǎn)。國內主要是大連理工的低溫甲醇洗工藝,與林德工藝相在吸收塔中吸收了H2SCO2的甲醇,從吸收塔各段出來(lái)似。三大工藝的特點(diǎn)如下經(jīng)過(guò)氨冷器冷卻后送到中壓閃蒸塔分別閃蒸,去除部分二氧(1)林德低溫甲醇洗工藝:采用林德的專(zhuān)利設備一高效化碳及溶解的有價(jià)值的氫氣和一氧化碳以便回收利用。出繞管式換熱器提高換熱效率特別是多股物流的組合換熱,中壓閃蒸塔的甲醇被氨冷器進(jìn)一步冷卻后進(jìn)入再吸收塔,在節省占地、布置緊湊能耗較省;但高效繞管式換熱器需要國收稿日期:2015-05-19作者簡(jiǎn)介:孟艷芳(1981-),女,山西大同人,碩士研究生,化工工程師,主要從事化工工藝安全管理。山東化工SHANDONG CHEMICAL INDUSTRY2015年第44卷外設計魯奇低溫甲醇洗配置在 SHELL氣化或魯奇煤氣化的下林德工藝特點(diǎn):原料氣進(jìn)入低溫甲醇洗后,噴入少量循游。與林德低溫甲醇洗相比,魯奇低溫甲醇洗在變換前脫環(huán)甲醇防止氣體結冰,避免系統阻塞。H2S、CO2單塔分段硫,脫硫氣量少,設備小;變換處于脫硫和脫碳之間,原料氣吸收;原料氣一級預冷,氨冷簡(jiǎn)單;使用繞管式換熱器,對熱而復冷,換熱次數多,能量損失大,設備數量多,流程較長(cháng)HCN要求高繞管換熱器不易清洗;流程相對簡(jiǎn)單冷量消耗投資高。而且魯奇低溫甲醇洗工藝由于沒(méi)有中間循環(huán)甲醇較小。提供系統所需冷量,而全部需要外部提供。甲醇溶液由于吸(2)魯奇低溫甲醇洗工藝;未采用繞管式換熱器換熱器收溫度低,其循環(huán)量相對較大,與林德工藝相比,能耗稍高,均為管殼式,所有設備在國內可以設計和制造。吸收塔的體積也較大;但系統冷量由外部供給,使操作調節魯奇工藝特點(diǎn):H2S、CO2分塔吸收;原料氣三級預冷,氨相對靈活。冷工序復雜;使用管殼式換熱器,對HCN要求不高、換熱器4結論易于清洗;流程相對復雜、冷量消耗大、電耗較高三種工藝的技術(shù)基礎都是采用冷甲醇作為溶劑脫除酸(3)大工低溫甲醇洗工藝:大連理工工藝技術(shù)采用六塔性氣體;但在工藝流程設計、設備設計和工程應用上各有自流程與林德工藝相似林德工藝有五塔、七塔流程,目前大己的特點(diǎn)需要結合每個(gè)項目的造氣工藝,來(lái)選用合適的技多采用七塔流程。大工工藝比林德工藝多了個(gè)氫氣回收裝術(shù)。德國林德的技術(shù)較適用于德士古氣化流程德國魯奇的置,回收溶解在甲醇中的CO和H2,實(shí)現有價(jià)值資源的回收技術(shù)較適用于 SHELL與魯奇氣化流程。大連理工工藝目前利用;而且設備總臺數、甲醇循環(huán)量均比林德工藝少。此項技術(shù)已經(jīng)成熟投資少、能耗低、成本低國內適用性強,但在技術(shù)已成功應用于德州化肥廠(chǎng)、蘭州化肥廠(chǎng)、寧夏化肥廠(chǎng)、鎮國內應用仍較少,市場(chǎng)份額不及前兩種工藝?；蕪S(chǎng)、新騷烏魯木齊化肥廠(chǎng)、陜西渭化、神木40萬(wàn)ta甲選擇使用哪種工藝,應結合上游造氣工藝、氣體成分及醇項目、久泰能源90萬(wàn)∽a甲醇項目、新奧60萬(wàn)∽a甲醇項下游工藝的要求綜合考慮各種因素:成熟性、穩定性、安全目等十余家化工廠(chǎng),運行比較穩定為擺脫我國完全依賴(lài)于性、經(jīng)濟性資源性環(huán)保指標等。引進(jìn)國外工藝包技術(shù)的局面作出了巨大貢獻。參考文獻大連理工與林德比較:大連理工工藝技術(shù)與林德工藝相似技術(shù)指標并不比國外技術(shù)差,目前開(kāi)車(chē)成功的幾套低溫1]尚乃明低溫甲醇洗工藝在我廠(chǎng)的應用[].中氮肥2001(1):36-37甲醇洗裝置運行穩定屬于我國自主知識產(chǎn)權的專(zhuān)業(yè)技術(shù)據介紹冷負荷和設備投資均比林德工藝低10%,但冷量需2]尹愛(ài)存,賀蘭云兩種低溫甲醇洗工藝對比[冂天然氣求比林德工藝高大規模裝置的脫硫脫碳效果可能也要略遜化工,2011,36(4):53-55國外兩種工藝,而且成功應用于大規模生產(chǎn)項目的實(shí)際運行[3]汪家銘低溫甲醇洗工藝技術(shù)進(jìn)展及應用[J].石化技經(jīng)驗及數據較少,存在一定風(fēng)險。術(shù),2007,14(4):48-51林德與魯奇比較:林德低溫甲醇洗配置在德士古氣化流[4]亢萬(wàn)忠,唐宏青低溫甲醇洗工藝技術(shù)現狀及發(fā)展[門(mén)]程耐硫CO變換的下游選擇性一步法脫硫脫碳,采用林德的大氮肥,1999,22(4):259-262專(zhuān)利設備一繞管式換熱器。它具有流程短、布置緊湊的特點(diǎn),但此工藝存在著(zhù)溶劑甲醇在循環(huán)過(guò)程中水含量高和損失(本文文獻格式:孟艷芳,關(guān)建鎖.對國內常見(jiàn)低溫甲醇洗工大的問(wèn)題藝的分析與論述[J]山東化工,201544(15):87-88.)(上接第86頁(yè))[J].化學(xué)工業(yè)與工程,201,18(6):372-377,389的浪費?？梢詮囊韵聝牲c(diǎn)展開(kāi):對涂裝室內溫濕度進(jìn)行監[3]薛暉水性涂料在港口機械上的應用[J].港口科技,控,在保障水性涂料不流掛的前提下開(kāi)展涂裝工作;對水性2014(10):35-37涂料黏度進(jìn)行控制。[4]李幕英,劉國旭,荊旺,等.水性工業(yè)涂料的發(fā)展現狀及展望趨勢[J]現代涂料與涂裝,2010,13(1):35-37只有大力開(kāi)發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的高性能涂料才能趕[5]李村國水性涂料的工藝特點(diǎn)和應用對策[J]汽車(chē)工藝超世界先進(jìn)水平使我國不僅是涂料生產(chǎn)的大國,而且是涂與材料,2014(2):31-34料研發(fā)的強國。水性涂料大大地降低了VQCc的含量順應[6]馬巖曹磊周才華,等典型化工產(chǎn)品生態(tài)設計研了環(huán)保的要求因此水性涂料具有良好的發(fā)展前景。隨著(zhù)對究一以水性涂料產(chǎn)品為例[]生態(tài)經(jīng)濟(學(xué)術(shù)版),2011水性涂料的研究逐漸深入,必將推動(dòng)環(huán)保涂料的應用,進(jìn)而(1):54-55促進(jìn)整個(gè)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展。[7]金如君.水性涂料在海洋重防腐領(lǐng)域應用的優(yōu)勢及性能參考文獻研究[J].中國涂料,2014,29(11):50-53[1]馬春慶康惠春閆立鋒,等水性涂料應用中需要注意的問(wèn)題[C]//第十三屆表面工程創(chuàng )新與實(shí)用技術(shù)交流會(huì )論(本文文獻格式李自立淺析水性涂料特性及其應用[J]文集,2010:134-142山東化工,2015,44(15):85-86,88.)[2]瞿金清,文秀芳,楊卓如,等水溶性醇酸樹(shù)脂涂料的進(jìn)展