【正文】 量，其也有物理吸附和化學吸附之分。最終凈化有銅氨液吸收法、深冷分離法和甲烷化法。工業(yè)中反應壓力在10~35MPa之間，根據(jù)能量利用合理來取值。根據(jù)H2S，CO2與溶劑結合的方式，脫除H2S，CO2的方法有化學吸收法、物理吸收法和物理化學吸收法三大類。這就使得工藝投資省、能耗低、工藝流程簡單。目前，國內外已有百余套低溫甲醇洗工藝裝置用于甲醇合成、羥基合成、工業(yè)制氨、城市煤氣和天然氣脫硫等生產裝置中。而林德公司則是通過使用高效的繞管式換熱器，節(jié)省能耗以及設備。低溫甲醇洗工藝不僅凈化度高，而且對凈化氣體的選擇性好。而CO2屬于硬酸類， H2S屬于硬酸軟堿類，所以甲醇吸收COH2S應是如下形式： H2S……CH3—OH……CO2。 原料氣中各組分在甲醇溶劑中的溶解度可依次排序為 H2O、NH3HCN、H2S、COS、COCHCO、NH2，而甲醇中 H2ONHHCN的溶解度遠大于H2S、COS、CO2的溶解度。系統(tǒng)的低溫可以通過氨冷凍CO2的分級解吸得到。為了保證凈化氣符合凈化指標，在 C1塔的上段使用60℃左右的貧甲醇進行吸收。在C3塔頂部噴淋少量不含硫的甲醇，吸收 CO2解吸時帶出的少量硫。具體流程如下：原料氣在進入 C1塔前，先噴淋少量甲醇溶液以防止原料氣中的水分遇冷凍結堵塞管道并分離出原料氣中的水蒸氣，然后冷卻至吸收溫度后送往 C1塔的底部，在 C1塔中用吸收過 CO2的甲醇溶液吸收硫化物。c. 兩種工藝特點對比一步法和兩步法在工藝上的特點對比如下。低溫甲醇洗工藝的優(yōu)點低溫甲醇洗工藝的吸收能力大，選擇性好，氣體凈化度高，操作費用低，和其他氣體凈化方法相比具有顯著優(yōu)點：（1）能吸收各種雜質：低溫甲醇洗適合凈化煤造氣，因為煤含有很多雜質，而且不能進行預處理。低溫甲醇洗法將粗煤氣凈化的幾個工序都集中在一起，從而可以大大簡化工藝流程。（5）再生能耗低，溶劑損失小：℃，較低。甲醇沸點低，比熱大，粘度小。必須在變換氣進入合成工段之前將這些含氧化合物和含硫化合物脫除干凈。副產品的回收：在凈化過程中只有 NH2是合成氨所必需的組成原料，必須要將CO2脫除，但由于CO2量較大且是很多化工產品的重要生產原料，直接大量排出會造成溫室效應。甲醇水分離塔排放廢水組成：甲醇含量≤%（wt） 工藝流程圖 Aspen Plus 模擬吸收塔承擔起脫硫、脫碳的功能。由于中間釆出溶液需與流程中的其它物料換熱后再返回到塔里,出于換熱需要,，基本滿足設計要求。脫硫塔的主要任務是完成對合成氣中H2S，COS,等氣體的吸收，由于H2S，COS等氣體低溫下在甲醇中的溶解度較大，所以模擬中用一個吸收塔即可完成含硫氣體的吸收。其中的能量變換數(shù)量關系可以從能量衡算求得?，F(xiàn)對流程當中的吸收塔，閃蒸罐，換熱器進行熱量衡算。 2011(3) :4446.[5]:藝[J].煤化1? 1992(3) :3843.[6]。 Hin——進入設備的各物料焓之和。表47 V0103流股信息參數(shù)T1L0BVBL溫度℃1515壓力 bar55氣相分率 摩爾流量kmol/h 質量流量 kg/h CO H2 CH4 N2 CO2 H2O CH3OH H2S COS 與碳解吸塔串聯(lián)，提供熱量，用甲醇蒸汽對富甲醇進行氣提，解吸CO2表48 V0105流股信息參數(shù)FCIFCVT5I溫度℃5353壓力 bar氣相分率 摩爾流量kmol/h 質量流量 kg/h CO H2 CH4 N2 CO2 H2O CH3OH H2S COS 對硫解吸塔的塔頂氣體進行閃蒸，氣體通出，甲醇液體回流到硫解吸塔。衡算結果主要以質量流率表示。由于中間釆出溶液需與流程中的其它物料換熱后再返回到塔里,出于換熱需要, C。 放空尾氣：幾乎無硫，主要為CO2和N2。如果凈化氣要用作合成氨的原料氣，配甲烷化要求總硫（COS+H2S）、CO220mg/m3。這些成分中除了 NH2以外，其他成分都得脫除。（8）低溫甲醇洗流程短、操作方便：低溫甲醇洗凈化度高，且具有一種溶劑可同時脫除多種雜質的特點，如此可以簡化工序、流程和操作。而且能完全脫除 H2O、NHHCN以及 C2以上的烴類。由此可見，吸收等量酸性氣體時，低溫甲醇的溶液循環(huán)量小，總能耗較低，并且可以減少化學法吸收再生時消耗的大量熱能，如此可以降低成本，減少投資。同時可減少冷量、低壓氮氣、電量等的消耗，使設備布置更為緊湊，可節(jié)省占地及裝置的操作費用。被甲醇吸收的 H2與 CO閃蒸解吸后返回原料氣管線。C5塔塔頂出口蒸汽經換熱后進行氣液分離，分離后氣相中含大量硫與 C4塔出塔氣體一起送往克勞斯硫裝置，分離后的液相中含硫，送回 C4塔頂部，蒸出硫。將由C2塔底部出來的含硫甲醇溶液送入 C3塔中部，用 N2氣提的方法進一步解吸CO2，提高溶液中硫化物的相對濃度。一步法和兩步法的典型裝置配置如下圖22及 23所示：a. 一步法低溫甲醇洗工藝流程林德低溫甲醇洗流程簡圖如下圖 24所示，該流程主要由五個塔構成，分別是酸性氣體吸收塔C1塔、CO2解吸塔 C2塔、H2S濃縮塔 C3塔、甲醇熱再生塔 C4塔及甲醇水分離塔 C5塔。因此為了保證最佳的吸收效果，需要在塔中部設置換熱器移出吸收過程中釋放的熱量，避免吸收劑溫度升高而影響凈化氣的純度。因此，應盡量在高壓和低溫的條件下進行吸收X值會隨著 P值的減小而減小，那么在對溶劑進行解吸的過程中，體系的壓力越低，溫度越高就會越有利于溶質的解吸。具有大的電子對給予體的分子叫軟堿，具有小的電子對給予體的分子叫硬堿，這就是軟硬酸堿理論。 低溫甲醇洗工藝及原理介紹 低溫甲醇洗（Rectisol）工藝是一種采用低溫甲醇作溶劑，用來脫除 H2S、CO2等酸性氣體的氣體凈化工藝。從 1954年魯奇公司在南非建成用于凈化魯奇爐制得的煤氣的工業(yè)規(guī)模示范裝置到目前，世界范圍內已有低溫甲醇洗裝置百余套。該工藝以冷甲醇為吸收溶劑，利用甲醇在低溫（50℃~60℃）下對酸性氣體溶解度極大的物理特性分段選擇性地吸收原料氣中的COH2S、硫的有機物和氰化物氣體，低溫甲醇洗法屬于物理吸收法。 物理吸收法物理洗滌是CO2被溶劑吸收時不發(fā)生化學反應，溶劑減壓后釋放CO2 (不必加熱)，解吸后的溶液循環(huán)使用。脫硫脫碳系統(tǒng)的能力將影響合成氨裝置的能力。N2+3H2→2NH3(g)總的說來，對于粗合成氣的凈化是系統(tǒng)而且復雜的工作，它不僅關系產品質量，也對生產中能量的綜合利用，環(huán)境的保護有重要的影響。脫硫的方法歸納起來分濕法和干法兩類。二十世紀六十年代出現(xiàn)了以天然氣、石油重油、石腦油等新的造氣原料。這樣氨合成生產的原料氣過程就包括下述主要步驟?，F(xiàn)在已提出以天然氣為原料的節(jié)能型合成氨新流程多種?；蕦r作物的增產作用己為大家所公認，中國施肥水平還有很大的提高空間，尤其是中西部市場。 我國合成氨工業(yè)的發(fā)展情況化工設計培訓資料作者：日期：《化工設計》課程設計 ——年產4萬噸合成氨脫硫脫碳工段的工藝設計 院 系： 專 業(yè)：化學工程與工藝 班 級： 姓 名： 組員姓名 學 號： 指導老師目錄第一章 緒論 3 合成氨工業(yè)狀況 3 3 我國合成氨工業(yè)的發(fā)展情況 3 4 合成氨生產的典型流程 4第二章 脫硫脫碳方法及工藝的選擇 6 6 化學吸收法 6 物理吸收法 7 物理化學吸收法 7 低溫甲醇洗脫硫脫碳 7 7 低溫甲醇洗工藝及原理介紹 8第三章 低溫甲醇洗流程模擬 15 模擬過程簡介 15 流程設計 15 16 工藝流程圖 16 Aspen Plus 模擬 16 16 解析塔模擬 20第四章 物料衡算及熱量衡算 23 23 物料衡算 23 23 24 物料衡算 24 30 30 熱量衡算的原則 30 30第五章 林德低溫甲醇洗PFD圖 35第六章 參考文獻 35第一章 緒論 合成氨工業(yè)狀況。合成氨是大宗化工產品之一，世界每年合成氨產量已達到1億噸以上，其中約有80%的氨用來生產化學肥料，20%作為其它化工產品的原料。但人均耕地面積只有世界平均水平的47%，而人口在本世紀中葉將達到約16億，糧食始終是至關重要的問題。合成氨成本中能源費用占較大比重，合成氨生產的技術改進重點放在采用低能耗工藝、充分回收及合理利用能量上，主要方向是研制性能更好的催化劑、降低氨合成壓力、開發(fā)新的原料氣凈化方法、降低燃料消耗、回收和合理利用低位熱能等。因此，在把粗原料氣送去氨合成以前，需要把這些雜質除去。三是壓縮和合成：將純凈的氮、氫混合氣體壓縮到高壓，在鐵催化劑與高溫條件下合成氨。這種工藝在二十世紀前半期一直是主流造氣工藝，而且一直沿用至今。但是這些硫化物不但使產品不純凈，更重要的是它們對設備有極