【正文】 司在南非 Sasol公司的合成燃料廠建成世界第一套工業(yè)化的低溫甲醇洗示范裝置以來，目前在國外 已有近百套低溫甲醇洗凈化裝置投入生產(chǎn)運(yùn)行，特別是 20世紀(jì) 70年代開始，國外所建的以煤和重油為原料的大型合成氨裝置大多采用該凈化工藝脫除酸性氣體。 低溫甲醇洗工藝 (Rectisol Process)是德國林德（ Linde)公司和魯奇 (Lurgi)公司共同開發(fā)的采用物理收法的一種酸性氣體凈化工藝 ，該工藝使用冷甲醇為酸性氣體吸收液，利用甲醇在 60℃左右的低溫對酸性氣體溶解度極大的物理特性，同時(shí)分段選擇地吸收原料氣中的 H2S、 CO2及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)。在現(xiàn)在的示范發(fā)電循環(huán)中，一般采用煤氣冷卻、濕 法凈化脫硫的工藝路線，若采用高溫煤氣凈化和脫硫技術(shù)，可提高發(fā)電效率 1%2%，而且可能使流程簡化，降低成本。 低溫甲醇洗工藝 (Rectisol Process)是德國林德（ Linde)公司和魯奇 (Lurgi)公司共同開發(fā)的采用物理收法的一種酸 性氣體凈化工藝，該工藝使用冷甲醇為酸性氣體吸收液，利用甲醇在 60℃左右的低溫對酸性氣體溶解度極大的物理特性，同時(shí)分段選擇地吸收原料氣中的 H2S、 CO2及各種有機(jī)硫等雜質(zhì)。 此表附于畢業(yè)論文 (設(shè)計(jì) )封面之后。 煤氣凈化技術(shù)與發(fā)展 摘要： 潔凈煤技術(shù)是指煤炭在開發(fā)和利用過程中旨在減少污染與提高利用效率的運(yùn)輸、加工、轉(zhuǎn)化及污染控制等技術(shù)，是使煤作為一種能源達(dá)到最大限度潛能的利用，而釋放的污染物控制在最低水平，達(dá)到煤的高效、清 潔利用的技術(shù)，其開發(fā)應(yīng)用的宗旨是“提高效率、控制污染、促進(jìn)發(fā)展”。 關(guān)鍵詞： 低溫甲醇洗； NHD技術(shù)；煤氣凈化；脫硫脫碳 目 錄 1 煤氣凈化技術(shù) ............................................ 6 國外概況 ............................................. 6 國內(nèi)進(jìn)展 ............................................. 7 2 凈化工藝 ................................................ 9 低溫甲醇洗工藝 ....................................... 9 甲醇的物理性能 .................................... 9 采用低溫甲醇洗的優(yōu)越性及不足 ....................... 10 NHD 工藝 ............................................ 11 NHD 溶劑的物理性能 ................................ 11 NHD 工藝特點(diǎn) ..................................... 11 兩種工藝特點(diǎn)比較 ..................................... 11 低溫甲醇洗技術(shù)優(yōu)勢 ................................... 12 吸收能力大 ....................................... 12 選擇性好 ......................................... 12 凈化度高 ......................................... 13 操作費(fèi)用低 ....................................... 13 3 城市煤氣凈化 ........................................... 14 影響凈煤氣總硫含量的因素 ............................. 14 溫度 ............................................ 14 壓力 ............................................ 14 甲醇的循環(huán)量和氣液比 .............................. 14 甲醇的質(zhì)量 ....................................... 14 粗煤氣中的氨含量 ................................. 15 粗煤氣中有機(jī)硫偏高 ............................... 15 操 作參數(shù)優(yōu)化 ........................................ 15 溫度的控制 ....................................... 15 壓力的選擇 ....................................... 16 合理調(diào)整甲醇循環(huán)量和氣液比 ........................ 16 嚴(yán)格保證甲醇質(zhì)量 ................................. 16 嚴(yán)格控制粗煤氣的雜質(zhì)含量 .......................... 16 低溫甲醇洗系統(tǒng)腐蝕問題和解決 ......................... 17 結(jié) 語 .............................................. 18 4 低溫甲醇洗工藝的技術(shù)特點(diǎn) ................................ 18 5 低溫甲醇洗工藝的發(fā)展和改進(jìn) .............................. 19 林德低溫甲醇洗和魯奇低溫甲醇洗 ....................... 19 低溫甲醇洗裝置建設(shè) ................................... 19 技術(shù)發(fā)展和改進(jìn) ...................................... 19 流程不斷優(yōu)化，能量利用更加合理 .................... 19 提高操作靈活性，降低裝置投資 ...................... 20 針對生產(chǎn)中存在問題，采取相應(yīng)改進(jìn)措施 ............... 20 設(shè)備方面的改進(jìn) ................................... 20 國內(nèi)對低溫甲醇洗工藝的消化和技術(shù)開發(fā) .................. 15 低溫甲醇洗裝置的建設(shè) .............................. 21 國產(chǎn) 化進(jìn)程 ....................................... 21 裝置的技術(shù)改造 ................................... 22 存在問題及國產(chǎn)化建議 ................................. 17 6 煤氣凈化過程脫硫和脫碳工藝 .............................. 23 煤氣脫硫與 TGF 高效脫硫劑 ............................. 24 TGF 煤氣脫硫劑和 TGF 干法脫硫技術(shù) ................... 24 TGF 與國內(nèi)外氧化鐵脫硫劑綜合比較 ................... 25 TGF 煤氣高效脫硫劑應(yīng)用實(shí)例 ........................ 26 參考文獻(xiàn) .................................................. 28 致 謝 .................................................. 29 1 煤氣凈化技術(shù) 煤炭氣化作為重要 的煤炭潔凈轉(zhuǎn)化技術(shù)，在生產(chǎn)化工合成氣 (合成氨、甲醇 )、工業(yè)燃料氣、城市煤氣等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。因此世界上許多國家都在積極開展熱煤氣凈化與脫硫技術(shù)的研究開發(fā)工作。以渣油和煤為原料的大型合成氨裝置上，大多采用種凈化工藝。 魯奇公司的低溫甲醇洗工藝流程為氣化 — 脫硫 — 變換 — 脫碳，變換在脫硫和脫碳之間，而林德公司的低溫甲醇洗工藝則是變換后選擇性的一步法脫硫脫碳。但系統(tǒng)冷量由外部供給，也使操作調(diào)節(jié)相對靈活，并通過新型塔板的設(shè)計(jì)，提高了塔的操作彈性。原料氣進(jìn)入低溫甲醇洗裝置后，噴入少量循環(huán)甲醇，以防止氣體在低溫下結(jié)冰，避免系統(tǒng)發(fā)生堵塞。上?；ぱ芯吭汉驼憬髮W(xué)在工藝計(jì)算方面，南化研究院在熱力學(xué)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測定方面，蘭州設(shè)計(jì)院在氣液平衡計(jì)算數(shù)學(xué)模型及北京化工大學(xué)在氣液相平衡方面都做了大量的工作，大連理工大學(xué)在化工工藝模擬計(jì)算方面取得了較大的進(jìn)展。 蘭州設(shè)計(jì)院在參與魯奇和林德兩個(gè)不同的低溫甲醇洗工藝流程的設(shè)計(jì)中積累了一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。大連冰山集團(tuán)金州重型機(jī)器有限公司為上海焦化有限公司引進(jìn)的林德公司低溫甲醇洗裝置制造了特大型成套設(shè)備，包括塔器、換熱器和罐類等共 23 臺 23 個(gè)種類，其中包括 H2S 濃縮塔、變換氣吸收塔、煤氣甲醇吸收塔等關(guān)鍵設(shè)備。該工藝軟件包由中國寰球工程公司提供，在完成了 MPa工作壓力下低溫甲醇洗工藝的計(jì)算機(jī)計(jì)算程序的開發(fā)后，為工藝包設(shè)計(jì)、初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)提供了物料和熱量衡算的數(shù)據(jù)，利用該軟件包建成的大化肥低溫甲醇洗裝置已成功投運(yùn)。 表 11 國內(nèi)在建的部分采用低溫甲醇洗的大型煤制合成氨、甲醇生產(chǎn)裝置 2 凈化工藝 低溫甲醇洗工藝 低 溫甲醇洗是由德國林德和魯奇兩家公司共同開發(fā)的，采用冷甲醇作為吸收溶劑。低溫甲醇洗工藝技術(shù)成熟、工業(yè)應(yīng)用成功的例子較多，我國已有 15 套大型合成氨裝置采用這一技術(shù)。 (b) 對 H2S 的吸收速度和吸收能力比 CO2大得多，利用這一特性可在同一設(shè)備中吸收 H2S和 CO2，而在再生時(shí)分開，并可保證 CO2純度。 (2) 不足之處 (a) 低溫甲醇洗在低溫 (50~60℃ )下操作，因而對設(shè)備和管道的材質(zhì)及制造要求較高，部分換熱器 (主要是撓管式換熱器 )成本非常高，技術(shù)依賴于進(jìn)口。 30”工程、長山的 15 萬 t/a 合成氨工程都采用了 NHD脫硫或脫碳，取得了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 K) 冰 點(diǎn)： 22~29℃ 燃 點(diǎn)： 157℃ 粘 度： mPa (c) NHD 溶液不起泡 (使用過程中，不需加消泡劑 )，化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，溶劑可長期保持良好的吸收能力。 (c) 脫硫后的 NHD溶液再生需消耗熱量。兩種工藝對 H2S 和 CO2的吸收能力均較強(qiáng)，但低溫甲醇洗能選擇吸收這兩種物質(zhì)，因而使脫硫、脫碳能在同一個(gè)塔內(nèi)分段、選擇吸收。而 NHD 工藝的凈化氣中 H2S≤ 106， CO2≤ 400 106。低溫甲醇洗工藝在低溫下操作，對設(shè)備材質(zhì)有較高要求，且為了有效回收冷量，工藝流程較為復(fù)雜。 (6) 由于溶劑吸收能力的差別， NHD 工藝的溶劑循環(huán)量較大，導(dǎo)致 NHD 工藝的動力消耗和再生能耗增 加；同時(shí) NHD溶劑比甲醇溶劑價(jià)格高，消耗也大。 選擇性好 低溫甲醇洗能同時(shí)脫除 CO H2S、 COS 等雜質(zhì)，特別是對 CO2和H2S 的選擇吸收能力較強(qiáng)，而對 H2S 的吸