【正文】 并點(diǎn)燃，甲醇是綠色火焰，只有加入濃硫酸后，乙醇才有這種顏色。 （１０）汽提原理 汽提是物理過(guò)程，它用于破壞原氣液平衡而建立一新的氣液平衡狀態(tài)，達(dá)到分離物質(zhì)的目的。例如， A 是液體， B 是氣體， B 溶解于Ａ中，達(dá)到氣液平衡狀態(tài)。氣相中主要以Ｂ的氣體為主，當(dāng)加以汽提介質(zhì)Ｃ時(shí)，氣相中 B 的分壓降低，破壞了氣液平衡狀態(tài)。通過(guò)調(diào)節(jié)汽提介質(zhì)的量來(lái)控制汽提 程度，將 A 與 B 兩種物質(zhì)分離。 如果要保證 A,B 的純度而不需要其它雜質(zhì)，則可采用 A 或 B 做汽提介質(zhì)，如尿素生產(chǎn)過(guò)程采用 CO2汽提法或氨汽提法來(lái)分解甲銨。 如果只得到 A 產(chǎn)品， B 可以放空，則采用廉價(jià)易得的 C 產(chǎn)品做為汽提介質(zhì)。 在甲醇洗脫除酸洗氣體的工藝中采用兩次汽提方法來(lái)除去甲醇中的 COH2S、 COS 以得到貧甲醇。第一，在硫化氫濃縮塔底部通入一股低壓 N2 作為汽華魯恒升集團(tuán)工藝手冊(cè) ―― 低溫甲醇洗 第 11 頁(yè) 共 48 頁(yè) 提介質(zhì)，降低 CO2 氣體的分壓，將大部分 CO2 在硫化氫濃縮塔中解吸，以回收冷量。第二，在甲醇再生塔中用甲醇蒸汽做為介質(zhì)，將溶解于甲醇中的 COH2S、 COS 全部解吸出來(lái)，達(dá)到甲醇再生的目的。為了向硫回收工序提供合格的原料氣，用易分離的甲醇蒸汽做汽提介質(zhì)，是比較合理的。 （ 11）精餾原理 精餾是利用物質(zhì)揮發(fā)性不同（沸點(diǎn)不同）而將兩種或兩種以上的物質(zhì)分離開(kāi)的過(guò)程，精餾過(guò)程在塔內(nèi)完成，混合組分從塔中間某一塊塔板（進(jìn)料板）連續(xù)進(jìn)入塔內(nèi)，在進(jìn)料板以上，上升蒸汽中所含的重組分向液相傳遞，而回流液中的輕組分向氣相傳遞，這樣經(jīng)過(guò)足夠的塔板，在塔的上半部完成了上升蒸汽的精制，即除去其中的重組分，因而稱(chēng)為精餾段。在進(jìn)料板以下，下降液體（包括回流液和加料中液體）中的輕組 分向氣相傳遞，上升蒸汽中的重組分向液相傳遞，這樣經(jīng)過(guò)足夠的塔板，在塔的下部完成了下降液體中重組分的提濃即提出了輕組分，因而稱(chēng)為提餾段。 一個(gè)完整的精餾塔應(yīng)包括精餾段和提餾段，進(jìn)料板是二者的分界。在這樣的塔內(nèi)可將一個(gè)雙組分混合物連續(xù)地、高純度地分為輕、重兩組分。 回流（包括塔頂?shù)囊合嗷亓髋c塔釜部分汽化造成的氣相回流）是精餾操作的重要因素，它是構(gòu)成汽、液兩相接觸傳質(zhì)的必要條件，沒(méi)有氣液兩相的接觸也就無(wú)從進(jìn)行物質(zhì)的交換，就難以將混合物精餾而分離開(kāi)。中 溶液的沸點(diǎn)與組成有關(guān)。精餾塔內(nèi)各塊塔板上物料的組成及總壓 并不相同，因而從塔頂至塔底形成某種溫度分布。在加壓或常壓蒸餾中，各板的總壓差別不大，形成全塔溫度分布的主要原因是各板組成不同。 三、 工藝流程說(shuō)明 本工序采用的五塔流程，可分為兩大區(qū)，即冷區(qū)和熱區(qū)。冷區(qū)由甲醇洗滌塔（ A、 B），二氧化碳解吸塔 ，硫化氫濃縮塔 組成；熱區(qū)由甲醇再生塔 華魯恒升集團(tuán)工藝手冊(cè) ―― 低溫甲醇洗 第 12 頁(yè) 共 48 頁(yè) 和甲醇 /水分離塔 組成。工藝流程圖請(qǐng)參見(jiàn)附圖。 來(lái)自變換工序的進(jìn)料氣溫度為 ，壓力為 ，流量為 其組成如下： H2 N2 CO Ar CH4 CO2 H2S COS CH3OH H2O 進(jìn)料氣與循環(huán)氣體混合，再與噴射的甲醇混合以除去進(jìn)料氣中的水份，否則，水將冷凝形成水或水合物冷凍并堵塞設(shè)備。而水和甲醇形成的溶液的冰點(diǎn)比水的冰點(diǎn)大為降低，在進(jìn)料氣冷卻器 內(nèi)冷卻后不會(huì)有結(jié)冰現(xiàn)象。 進(jìn)料氣然后進(jìn)入進(jìn)料氣冷卻器 被冷卻的合成氣、尾氣及二氧化碳?xì)饫鋮s到 ，在水分離罐 中將冷凝下來(lái)的水、甲醇混合物分離，分離后的氣體進(jìn)入甲醇洗滌塔 。 甲醇洗滌塔 塔分上塔和下塔。上塔共分三段。來(lái)自貧甲醇泵 P1004 的貧甲醇經(jīng)水冷器 E1018，Ⅱ號(hào)貧甲醇冷卻器 E100（與來(lái)自 C1003 塔底去再生的甲醇換熱）Ⅰ號(hào)貧甲醇冷卻器 E1008（與來(lái)自 C1003 上塔底部甲醇換熱）分別冷卻到 、 、 、后送入上塔上段吸收 CO2，使出 C1001 頂?shù)膬艋瘹庵?CO2 含量在 10ppm（ v）以下，然后凈化氣，一路送往甲醇合成工序，其組成為 、 、 、 、 、 、 ，壓力為 ；另一路直接送往液氮洗工序，其組成 、 、 、 、 、 、 、壓力為 。 吸收 CO2 后的甲醇溶液溫度升高，這是由于 CO2溶解熱造成的。這部分溶解熱一部分通過(guò)冷流體冷卻后移走。當(dāng)上段甲醇溶液升高 后抽出，在循環(huán)甲醇冷卻器 E1006 中被來(lái)自 H2S 濃縮塔 C1003 上塔底部經(jīng) E1008 后的冷甲醇（ ）冷卻到 后送回 C1001 上塔中段再次吸收 CO2。當(dāng)溫度升到 后再華魯恒升集團(tuán)工藝手冊(cè) ―― 低溫甲醇洗 第 13 頁(yè) 共 48 頁(yè) 次從中段底部抽出，先經(jīng)氨冷器 E1005 與 的液氨換熱至 ，然后進(jìn)入E1006 中被冷卻到 后送回 C1001 上塔下段。這兩次 抽出冷卻的目的就是將吸收劑甲醇的溫度冷卻到最佳吸收溫度，以保證 CO2 的充分吸收。 另一部分溶解熱經(jīng) C1001 上塔下段底部富 CO2 甲醇液帶出，其溫度為 ，這股溶液分兩部分，一部分去 2 號(hào)循環(huán)氣閃蒸槽 V1003，另一部分進(jìn)入 C1001下塔頂部。 下塔主要用來(lái)脫硫（ H2S 和 COS），由于 H2S 的溶解度大于解度，且硫組分在氣體中含量要低于 CO2，因此進(jìn)入下塔的吸收了 CO2 的甲醇液只需一部分作為洗滌劑吸收 H2S 和 COS，使進(jìn)入上塔的氣體中總含硫量在 10ｐｐｍ（ｖ）以下。 從Ｃ 1001 下 塔底盤(pán)上引出的 富 CO2 的甲醇液（ ℃）經(jīng) 2 號(hào)甲醇冷卻器 E1017 被從液氮洗工序來(lái)的合成氣冷卻到 ℃，再經(jīng) 1 號(hào)甲醇冷卻器E1004 被一 38℃液氨冷卻到 ℃后，通過(guò)減壓閥從 MPa(A)減到 MPa(A)進(jìn)入 2 號(hào)循環(huán)氣閃蒸槽 V1003，使得溶解的大部分 H2 閃蒸解吸出來(lái)。 同時(shí)從 C1001 下塔底部來(lái)的富 H2S 甲醇液 m3/h 先進(jìn)入 1 號(hào)甲醇冷卻器E1003 被產(chǎn)品 CO2 從一 ℃冷卻到 ℃后，再進(jìn)入甲醇 /甲醇換熱器 E1007中被來(lái)自甲醇閃蒸罐 V1007 經(jīng) P1002 泵的甲醇液冷卻到－ ℃后，經(jīng)減壓閥壓力從 MPa（ A）降到 MPa（ A）進(jìn)入 1 號(hào)循環(huán)氣閃蒸槽 V1002，其閃蒸氣體與來(lái)自 V1003 的閃蒸氣匯合后一起進(jìn)入 V1002 頂部除霧器，出口氣體流量為 Nm3/h，組成為： H2 、 N2 、 CO 、 Ar 、 CH4 、CO2 、 H2S 、 COS 、 CH3OH 、 H2O 。 這股閃蒸氣再與來(lái)自液氮洗工序循環(huán)氣一起進(jìn)入循環(huán)氣壓縮機(jī) K1001 壓縮到 MPa（ A）后 經(jīng)水冷器 E1002 冷卻到 ℃送入 E1001 前的進(jìn)料管，以回華魯恒升集團(tuán)工藝手冊(cè) ―― 低溫甲醇洗 第 14 頁(yè) 共 48 頁(yè) 收利用 H2。 產(chǎn)品的制取 CO2產(chǎn)品的膨脹解吸回收在 C1002塔完成，用于生產(chǎn) CO2 的甲醇液來(lái)自三處： 來(lái)自 2 號(hào)循環(huán)氣閃蒸槽 V1003 底部的不含硫的富 CO2 甲醇液，流量為 Nm3/h，含 CO2 為 直接進(jìn)入到 C1002 塔頂進(jìn)行 CO2 閃蒸解吸，閃蒸液一部分作為下塔回流液（約 m3/h），另一部分作為 C1003 塔的回流液（液相 m3/h，氣相 Nm3/h）。這兩股回流液的作用就是洗滌上升氣中的、 H2S 及 COS，使 CO2 產(chǎn)品氣中 H2S 含量小于 mg/Nm3，而 C1003 塔頂尾氣的 H2S 低于25ppm(v)。 出 C1002 塔頂?shù)?CO2 產(chǎn)品氣流量為 Nm3/h，壓力為 MPa（ A），溫度為－ ℃。其中大部分經(jīng) E100 E1001 復(fù)熱后，以 MPa（ A）， ℃送往尿素車(chē)間生產(chǎn)尿素，多余的部分經(jīng)旁路管線(xiàn)壓力閥的調(diào)節(jié)從 C1002 塔頂并入C1003 塔頂尾氣管線(xiàn)復(fù)熱后放空。 從 V1002 底部來(lái)的一部分同時(shí)溶解有 CO2和 H2S 的甲醇、液（液相 m3/h，氣相 Nm3/h，含 CO2約 ％、含 H2S 約 ％），進(jìn)入 C1002 塔中部閃蒸解吸，其壓力為 MPa（ A），溫度為 ℃。同時(shí)解吸的 H2S、 COS 被來(lái)自塔上部的回流液洗滌重新進(jìn)入甲醇液中。 V1002 底部的大部分甲醇液經(jīng)液位調(diào)節(jié)閥進(jìn)入 C1003 塔中部（液相： m3/h，氣相： Nm3/h）。 從 C1003 塔中部升氣管塔板上經(jīng) P1001 抽出的一股甲醇液（ m3/h，含 CO2約 ％，－ ℃）經(jīng)換熱器加熱后進(jìn)入 C1002 塔底回收 CO2。 這股流體先在 3 號(hào)貧甲醇冷卻器 E1008 中被貧甲醇加 熱到－ ℃，在 E1006中被為自 C1001 塔的兩股流體加熱到－ ℃后入 V1007 中進(jìn)行氣液分離，氣體直接進(jìn)入 C1002 塔底，而液體經(jīng) P1002 泵及 E1007，以－ ℃入 C1002 塔底。華魯恒升集團(tuán)工藝手冊(cè) ―― 低溫甲醇洗 第 15 頁(yè) 共 48 頁(yè) C1002 塔的底段實(shí)際上是一個(gè)預(yù)冷段，將通過(guò)塔底升氣管的蒸汽預(yù)冷然后在上塔進(jìn)一步提純。 在進(jìn)料氣負(fù)荷為 ％時(shí)，為了生產(chǎn) ％負(fù)荷正常工況下所生產(chǎn) CO2 量的 ％操作中需作如下調(diào)節(jié)： 降低 C1002 塔操作壓力（出界區(qū)的 CO2 壓力不變） 從 V1002 底部出來(lái)的富 H2S 甲醇全部進(jìn)入 C1002 塔膨 脹，去 C1003 塔管線(xiàn)上的閥門(mén)關(guān)閉。 從 C1002 塔中段底部塔板進(jìn)入到 C1003 塔的甲醇液直接加到 C1003 塔的升氣管塔板上，而不是比其高的中段上部塔板上。 濃縮 H2S 濃縮塔 C1003（汽提塔），主要目的是濃縮溶解在甲醇中的 H2S，進(jìn)一步解吸甲醇液中的 CO2。 C1002 頂部 CO2 沒(méi)有解吸完的一部分甲醇液，壓力由 MPa（ A）減到 MPa（ A），溫度由－ ℃降到－ ℃，直接送入 C1003 塔頂部作為回流液用以洗滌由于下塔 CO2 解吸時(shí)同時(shí)解吸出來(lái)的 H2S。這股回流液為無(wú)硫 甲醇液。 C1002 塔中段底部塔盤(pán)引出的同時(shí)含有 CO2 和 H2S 的甲醇液（ m3/h，含CO2： ％，含 H2S： ％），壓力由 MPa（ A）減到 MPa（ A），溫度由－ ℃降到－ ℃進(jìn)入 C1003 塔中部。 C1002 塔底甲醇液（ m3/h，含 CO2： ％，含 H2S： ％），壓力由 MPa（ A）減到 MPa（ A），溫度由－ ℃降到－ ℃進(jìn)入 C1003 塔下段。 為使上三部分甲醇液中的 CO2 進(jìn)一步得到解吸，濃縮 H2S。在 C1003 塔底部引入 MPa（ A）， ℃的汽提氮?dú)? Nm3/h，用以破壞原系統(tǒng)內(nèi)的氣液平衡，降低 CO2和 H2S 的氣相分壓，使溶解的 CO2 進(jìn)一步解吸。而同時(shí)解吸的 H2S被回流液洗下來(lái)。 華魯恒升集團(tuán)工藝手冊(cè) ―― 低溫甲醇洗 第 16 頁(yè) 共 48 頁(yè) 解吸出來(lái)的 CO2 成為不純 CO2 以 MPa（ A），－ ℃離開(kāi) C1003 塔頂，CO2 含量達(dá) ， N2： ％， H2S 為 10ppm。經(jīng) E1001 回收冷量后以 ℃離開(kāi)界區(qū)放入大氣當(dāng)中。 從 C1003塔升氣管塔板上經(jīng) P1001泵抽出的一股甲醇液由于在上塔內(nèi)這股液體不斷減壓并解吸出 CO2溫度降為－ ℃。在送入 C1002 塔底回收 CO2 前， 其冷量在 E100 E100 V1007 中進(jìn)行回收。從這塊塔板上引出的液體的溫度是全甲醇洗工序中最低的。 從富 H2S 組分甲醇分離罐 V1005 分離出來(lái)的－ ℃的甲醇 m3/h（含H2S： ％）也進(jìn)入 C1003 塔底。 為保證出甲醇洗的富 H2S 組分中含 H2S 不低于 ％，為克勞斯硫回收工序提供合格原料氣，從 V1005 頂分離出的 H2S 富氣中一部分約 m3/h 重新循環(huán)回 C1003 塔底部（含 CO2： ％，含 H2S： ％），將所攜 CO2進(jìn)一步汽提分離。 H2S 得到再濃縮。 出 C1003 塔 底的富 H2S 甲醇液（ m3/h，含 CO2： ％，含 H2S： ％，MPa（ A），－ ℃）經(jīng) P1003 泵，過(guò)濾器 S1002（ 250um）、二號(hào)貧甲醇冷卻器E1009 及一號(hào)貧甲醇冷卻器 E1010 后以 MPa（ A）， ℃進(jìn)入甲醇再生塔C1004 中。 從低溫液氮洗工序向甲醇洗工序送入了