化工企業(yè)低溫甲醇洗凈工段培訓(xùn)講義-全文預(yù)覽
【正文】 ，再經(jīng)氨冷器 E2604冷卻后進(jìn)入 2號循環(huán)氣冷卻器 V2603閃蒸，出 C2601下塔底部的 15℃的富 H2S 甲醇溶液進(jìn)入甲醇換熱器 E2607 和 E3603中冷卻后進(jìn)入 1 號循環(huán)氣閃蒸罐 V2602,出 V260 V2603 閃蒸汽混合后 (30℃ )送循環(huán)氣壓機(jī) K2601 壓縮，壓縮后經(jīng) E2602 冷卻至常溫返回 E2601 前原料氣管線。 第二節(jié) 工藝流程說明 一． 原料氣的預(yù)冷 來自變換工號的變換氣（流量： 100747Nm3/h；溫度： 40℃；壓力： ；組成：（ mol%） H2： ； CO： ； CO2： ； H2S：），與來自循環(huán)氣壓縮機(jī) K2601 經(jīng) E2602 冷卻的氣體混和，混合氣噴入新鮮甲醇以除去變換氣中飽和的水分，此混合物進(jìn)入原料氣冷卻器 E2601 殼程，被管程兩股物料冷卻至 18℃后入分離罐 V2601，出 V2601 的氣體入甲醇洗滌塔 C2601,液相甲醇 /水分離系統(tǒng)。 圖 6 t→溫度 溶液的沸點(diǎn)與總壓及組成有關(guān)。在進(jìn)料板以下，下降液體 (包括回流液和加料中的液體 )中的輕組分向汽相傳遞，上升蒸汽中的重組分向液相傳遞，這樣經(jīng)過足夠的塔板，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，因而稱為提餾段。第一，在硫化氫濃縮塔 C1603 底部通入一股低壓 N2作為汽提介質(zhì)，降低 CO2氣體的分壓，將大部分 CO2在C1603 塔中解吸，以回收冷量。氣相中主要以 B 的氣體為主 (PB=P)，當(dāng)加入汽提介質(zhì) C 時，氣相中 B 的分壓降低 (PB＝ PPc)，破壞了氣液平衡狀態(tài) ,由于 B 物質(zhì)氣液相間壓差存在， B 物質(zhì)就從液相向氣相擴(kuò)散，達(dá)到一種新的氣液平衡狀態(tài)。甲醇是一種有毒物質(zhì)。實(shí)驗(yàn)條件下：采用填料吸收塔，直徑 65mm,高 1 米，等溫吸收，氣速范圍 ～ 米 /秒，噴淋密度 ～ 立方米 /平方米，溫度 21～ 60℃攝氏度，壓力 6～ 18kg/cm2,氣相雷諾數(shù) RS氣 ～840，液相普蘭德數(shù) Pr 液為 1345～ 7210。甲醇的蒸汽分壓和溫度關(guān)系如圖 4所示。 茲將不同溫度下， H N CH4的溶解度方程式 (9)式中 Ko 和 A 列于表 3 中。 氣體 氣體的溶解度 H2溶解度 氣體的溶解度 CO2溶解度 H2S 2540 COS 1555 CO2 430 CH4 12 CO 5 H2 N2 三 . CO2在甲醇中的溶解度 低溫下 CO2在醇中的摩爾分率 XCO2可按下式計(jì)算： XCO2=(5) 因此 CO2在甲醇中的溶解度 SCO2(Ln/kg)可表示為 SCO2=() (6) 圖 2 不同氣體在甲醇中的溶解度 上兩式中： P0CO2同溫度下液體 CO2的蒸汽分壓， KPa PCO2二氧化碳平衡分壓， Kpa 不同溫度和壓力下 CO2在甲醇中的溶解度如表 2 所示 四 . H2S 在甲醇中的溶解度 H2S 在甲醇中的溶解度比在 CO2更大，可表示為： SH2S=692PH2S/(— PH2S)Ln/Kg (7) 式中： SH2SH2S 平衡分壓， Kpa P0H2S液態(tài)硫化氫的蒸汽分壓， Kpa,可由下式確定： P0H2S=當(dāng)有二氧化碳同時存在是，硫化氫的溶解度要減少，可表示為： SH2S= SH2S/（ 1+C* ） (8) 式中： SCO2二氧化碳在甲醇中的溶解度， Ln/Kg； Ｃ 與溫度有關(guān)的常數(shù)， ℃、 50℃、 ℃時數(shù)值分別是 8 10 10 10 7 表 2 不同溫度和壓力下 CO2在甲醇中的溶解度（ cm3CO2/g）℃ 26℃ 36℃ 45℃ 60℃ 備注 MPa MPa MPa MPa MPa 溫 度 壓 力 26℃ 36℃ 45℃ 60℃ 備注 MPa MPa 570 MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa 五 . COS 在甲醇中的溶解度 COS 在甲醇中的溶解度也遵從亨利定律，如圖所示 : 圖 3 圖 3 中所示， COS 在甲醇中的溶解度，隨著壓力的增高而增加。待脫除的酸性氣體，如 H2S、 COS、 CO2 等的溶解度在溫度降低時增加很多，另一方面，有用氣體如 H CO 及 CH4等的溶解度在溫度降低時卻增加很少，其中 H2的溶解度反而隨溫度的降低而減少。 根據(jù)氣體在甲醇中溶解度的定義，要從原料氣中完全脫出某氣體組分，所需要的甲醇的最低流量如下式所示： Smin=V/Pλ (4) 式中： Smin— 從原料氣中完全脫除某一組份所需要的甲醇最低流量． V—— 氣體的流量． P— 原料氣的總壓 λ — 溶解氣體組分的溶解度系數(shù) 由此式可知，原料氣流量一 定的情況下，吸收氣體組份所需的吸收劑流量與壓力以及該組份的溶解度成反比。修正后的亨利定律主要考慮以下幾點(diǎn)： 1．修正了溶液濃度系數(shù)λ和平衡常數(shù) K 的關(guān)系； 2．考慮到由于范德華力的存在．引起溶解度的下降； 3．溶質(zhì)溶于溶劑中后，也象溶劑一樣會吸收其它組分。 對于混合氣體，當(dāng)壓力不大時，亨利定律對每一種氣體都能分別適用，彼此互不影響，但當(dāng)濃度超過其中任一種氣體的亨利定律的壓力適用范圍以后，分子間的作用力就要相互發(fā)生作用，此時，如各種溶質(zhì)氣體就要相互降低其溶解度。從 (3)式還可以看出．若在相同的氣體分壓下進(jìn)行比較， K 值越小，則溶解度越大，所以亨利常數(shù) K 值的大小可以作為選擇吸收劑的一個依據(jù)。在稀溶液中溶質(zhì)若服從亨利定律，則溶劑必然服從拉烏爾定律。 圖 l中實(shí)線所示為非理想溶液中組份 i的濃度 Xi與蒸汽壓 Pi的關(guān)系。 拉烏爾定律是根據(jù)稀溶液的實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出來的，所以對于大多數(shù)溶液來說，只是在溶液濃度很低時才適用，對于這個定律也 可以從理論上加以分析，即在很稀的溶液中，溶質(zhì)的分子
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