【正文】 1 低溫甲醇洗 生產(chǎn)工藝流程 1. 生產(chǎn)工藝原理 從變換工序來的變換氣中除含有氫氣、氮氣外，約含有 ％的 CO2 和少量的 H2S與 COS等硫化物，還含有 CO、 CH Ar 以及飽和的水份等。含氧化合物與含硫化合物是氨合成觸媒的毒物，同時 CO2 又是生產(chǎn)尿素、食用二氧化碳等的原料，而一氧化碳、硫化物又可進(jìn)一步回收利用，需要對它們分別脫除回收。 根據(jù)我廠整個工藝的設(shè)置，采用低溫甲醇洗滌法分別脫除變換氣中的 COH2S、 COS，將脫除掉的合格 CO2送尿素，同時將再生出的 H2S送催化氧化硫回收系統(tǒng)。低溫甲醇洗是一種物理吸 收法，低溫、高壓下在吸收塔中完成甲醇對CO H2S、 COS 的吸收，吸收了 CO H2S、 COS 的甲醇溶液（稱為無硫富甲醇和含硫富甲醇）分別經(jīng)過節(jié)流降壓（少量的 H2和 CO在吸收過程中也被吸收，經(jīng)節(jié)流降壓閃蒸后得以回收），釋放出 CO2，再在熱態(tài)下將 CO H2S 從甲醇溶液中完全再生出來，得到完全再生的甲醇（稱為貧甲醇）循環(huán)使用。系統(tǒng)需要的冷量來自冰機以及吸收了 CO2和 H2S 的高壓甲醇溶液的節(jié)流膨脹（即 CO2的解吸）和各水冷器。 2. 工藝特點 甲醇溶劑與其它溶劑相比有如下優(yōu)點： 1）在低溫、高壓下，甲醇吸收 酸性氣體的量遠(yuǎn)大于對 N2， CO， H2， CH4等的吸收量，即選擇性好，從而大大降低了甲醇的循環(huán)量和減少了有效氣體 H2和 CO的損失。 2）甲醇在低溫下平衡蒸汽壓低，故甲醇損失少。 3）甲醇的化學(xué)穩(wěn)定性好、冰點低。 4）甲醇的粘度小和腐蝕性小。 5）甲醇的吸收能力大（約是水的 100倍，本菲爾化學(xué)溶劑的 10倍），且價廉易得。 但甲醇溶劑也有如下的缺點： 1）因其工藝是在低溫下操作，因此設(shè)備的材質(zhì)要求高。 2）為降低能耗，回收冷量，換熱設(shè)備特多而使流程變長。 3）甲醇有毒，會影響人的健康。 2 3. 裝置規(guī)模 處理后的凈 化氣量能滿足日產(chǎn)合成氨 800t 的要求。 低溫甲醇洗單元的操作彈性為裝置生產(chǎn)能力的 50%100%，低溫甲醇洗單元在 50%負(fù)荷運轉(zhuǎn)時，能夠回收較多的 CO2以充分滿足尿素生產(chǎn)的需求。 裝置年操作 330天。 4. 工藝流程敘述 一般一個 H2S吸收塔、 CO2吸收塔就可以將原料氣中 CO2和 H2S洗滌干凈，應(yīng)該說洗滌過程是相對簡單的，可是溶液的再生相當(dāng)復(fù)雜，溶液再生時一是要獲得一定數(shù)量的高純度的 CO2，二是要將 H2S濃縮到一定濃度以滿足硫回收裝置的要求，又要確保甲醇溶液的再生貧度。因此再生系統(tǒng)一般設(shè) 有 CO2 解吸塔、 N2氣提塔（又叫 H2S濃縮塔）、甲醇再生塔和甲醇 /水分離塔。 習(xí)慣上根據(jù)操作溫度將甲醇洗工段分為 “冷區(qū) ”和 “熱區(qū) ”。 冷區(qū)： H2S吸收塔（ C2201）、 CO2吸收塔（ C2202）、中壓閃蒸塔 (C2203)、CO2解吸塔／ H2S濃縮塔（ C2204）以及相關(guān)設(shè)備因操作溫度在 0℃ 以下而稱為冷區(qū)。 熱區(qū)：甲醇再生塔（ C2205）、甲醇 /水分餾塔（ C2206）以及相關(guān)設(shè)備，因操作溫度在 0℃ 以上而稱為熱區(qū)。 以下分單元對低溫甲醇洗各工序進(jìn)行詳細(xì)說明。 （參閱 PFD工藝流程圖，所提供的數(shù)據(jù)為高硫 100%負(fù)荷 下的物料平衡數(shù)據(jù)） . 原料氣的冷卻 從變換來的壓力 、溫度 40℃ 、含 H2： %、 CO2： %、 CO： %、 H2S+COS： 2200PPm，水份 %（飽和水）的變換氣 112120Nm3/h，經(jīng)原料氣凈化氣換熱器（ EA2201）和原料氣 /閃蒸氣換熱器（ EA2217）換熱后，溫度降至 ℃ ，再經(jīng)過原料氣氨冷器（ EC2201）冷卻至約 ℃ ，冷卻后的原料氣進(jìn)原料氣分離器（ V2201）分離。分離后的變換工藝?yán)淠核统鼋鐓^(qū)至氣化。由于洗滌是在低溫下進(jìn)行 的，為防止氣體中所帶的水份因冷卻結(jié)冰造成管道和設(shè)備的堵塞，同時為了避免水份帶入系統(tǒng)造成對設(shè)備的腐蝕，然后向出變換氣分離器 (V2201)的變換氣中噴入少量甲醇（ ），和變換氣帶過來的飽和水形成共溶溶液，使甲醇水溶液的冰點降低。最后變換氣經(jīng)原料氣 /凈化氣 /CO2 3 產(chǎn)品換熱器 (EA2202)，將變換氣冷到 28． 68℃ 進(jìn) H2S吸收塔 (C2201)。 . 原料氣中 H2S等組分的脫除 進(jìn) H2S 吸收塔（ C2201）的變換氣首先通過 H2S 吸收塔的預(yù)洗段，在此微量組分如： NH HCN 等被來自 H2S吸收塔進(jìn)料氨冷器 (EC2202)的一小股冷富甲醇經(jīng) 4 快浮閥塔盤吸收洗滌，出 H2S 吸收塔（ C2201）的預(yù)洗甲醇經(jīng)塔底液位控制閥（ LV22020）送至預(yù)洗甲醇加熱器 (EA2208)。 然后變換氣通過 H2S吸收塔（ C2201）的 H2S吸收段， H2S、 COS等被來自CO2吸收塔的富 CO2甲醇液吸收，由 H2S 吸收塔進(jìn)料泵 (P2201A/S)輸送來的富CO2 甲醇液流量（ FR22020）經(jīng)與原料氣流量（ FI22020）比值調(diào)節(jié)后，送入H2S吸收塔（ C2201）的上段。出 H2S吸收塔上段主集液盤的 甲醇溶液經(jīng)液位控制閥（ LV22020）送入中壓閃蒸塔 (C2203)下段。 脫硫后的變換氣再進(jìn)入 CO2吸收塔下段。雖然 CO2在甲醇中的溶解熱很小，由于 CO2 在甲醇中的溶解度很大，致使溶液溫升仍很大，當(dāng)溫度升高時， CO2在甲醇中的溶解度會減少，不利于吸收，因此必須及時將溶解熱移出，保持溶液溫度在合理的范圍內(nèi)。 CO2吸收塔又分為粗洗、主洗和精洗三段。溫度 ℃ ，流量 ，經(jīng)上塔精洗段洗滌 CO2后溶液溫度升高到 ℃ ，為保證甲醇溶液的吸收能力，將甲醇溶 液 ( t/h)導(dǎo)出吸收塔，經(jīng)富 CO2氨冷器（ EC2203）冷卻到 ℃ 后重新返回 CO2吸收塔，進(jìn)入主洗段繼續(xù)吸收 CO2，溶液的溫度又升高到 ℃ ，再次將甲醇溶液 ()導(dǎo)出吸收塔，甲醇液經(jīng)甲醇循環(huán)冷卻器（ EA2204）冷卻到 ℃ 后再次返回吸收塔，進(jìn)入粗洗段繼續(xù)吸收 CO2，經(jīng) CO2吸收塔粗洗段吸收 CO2后，溶液溫度為 ℃ 導(dǎo)出吸收塔。由于甲醇對 H2S的選擇性吸收能力比 CO2 要大得多，因此將 CO2吸收塔導(dǎo)出來的已吸收了 CO2的溫度 ℃ 、流量 為 醇溶液中的 （ P2201A/S）及 H2S吸收塔進(jìn)料氨冷器（ EC2202），溫度降為 ℃ ，降溫后返回到 H2S吸收塔（ C2201）去吸收H2S+COS，其余未返回 H2S吸收塔的無硫甲醇富液 226t/h去中壓閃蒸塔 (C2203)上段。 出 CO2吸收塔的凈化氣： CO220PPm、 H2S+COS、溫度 ℃ 、壓力 、氣量 769645Nm3/h經(jīng)原料氣 /凈化氣 / CO2產(chǎn)品換熱器（ EA2202） 4 復(fù)熱回收冷 量后，溫度為 8℃ ，再經(jīng)原料氣 /凈化氣換熱器（ EA2201）換熱后，溫度 ℃ 、壓力 ，送往醇烴化工段。 . 甲醇液的閃蒸再生與 H2S的濃縮 出 H2S吸收塔（ C2201）上段的溫度 ℃ 、壓力 、流量 的富含 CO H2S等的含硫甲醇富液減壓到 （ C2203）下段，閃蒸出來的閃蒸氣和中壓閃蒸塔上段閃蒸出的氣體混合后，經(jīng)原料氣 /閃蒸氣換熱器（ EA2217）與變換氣換熱后去老廠。（含 H2： %、 CO2： %、CO： ％、 N2： ％，氣量 1243Nm3/h） C02的生產(chǎn)和 H2S的濃縮是在塔 C2204中完成的，該塔由上下兩部分構(gòu)成，上塔為解吸塔，共分上中下三段，由兩層集液盤分開，中段裝有 30 塊塔板；下塔為氣提塔，由中間集液盤分為上下兩段，共有 87塊塔板，其中下段為 14塊塔板。 從中壓閃蒸塔（ C2203）的上段底部引出的無硫甲醇經(jīng)閃蒸甲醇氨冷器（ EC2206）降溫后分兩股，一股（流量 121327㎏ /h）經(jīng) LV 節(jié)流控制閥進(jìn)入氣提 / C02解吸塔（ C2204）的上段，解析出大部分 C02，而甲醇液 則作為 C2204氣提塔的再洗液，以確保尾氣中硫含量指標(biāo)；另一股（流量 ㎏ /h）經(jīng)FV22021節(jié)流控制閥進(jìn)入氣提 / C02解吸塔（ C2204）的中段頂部第 30塊塔板上，解析出大部分 C02后作為該塔的再洗液，以確保 C02產(chǎn)品氣中硫含量指標(biāo)。 從中壓閃蒸塔（ C2203）的下段底部引出的含 C02的富硫甲醇液經(jīng)循環(huán)甲醇換熱器（ EA2215）冷卻降溫 ,然后分兩路：一