【正文】 量，其也有物理吸附和化學(xué)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(yīng)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(jié)合的方式，脫除H2S，CO2的方法有化學(xué)吸收法、物理吸收法和物理化學(xué)吸收法三大類。這就使得工藝投資省、能耗低、工藝流程簡(jiǎn)單。目前，國(guó)內(nèi)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(chǎn)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(shè)備。低溫甲醇洗工藝不僅凈化度高，而且對(duì)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(yīng)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?yàn)?H2O、NH3HCN、H2S、COS、COCHCO、NH2，而甲醇中 H2ONHHCN的溶解度遠(yuǎn)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(jí)解吸得到。為了保證凈化氣符合凈化指標(biāo)，在 C1塔的上段使用60℃左右的貧甲醇進(jìn)行吸收。在C3塔頂部噴淋少量不含硫的甲醇，吸收 CO2解吸時(shí)帶出的少量硫。具體流程如下：原料氣在進(jìn)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(jié)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(diǎn)對(duì)比一步法和兩步法在工藝上的特點(diǎn)對(duì)比如下。低溫甲醇洗工藝的優(yōu)點(diǎn)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(fèi)用低，和其他氣體凈化方法相比具有顯著優(yōu)點(diǎn)：（1）能吸收各種雜質(zhì)：低溫甲醇洗適合凈化煤造氣，因?yàn)槊汉泻芏嚯s質(zhì)，而且不能進(jìn)行預(yù)處理。低溫甲醇洗法將粗煤氣凈化的幾個(gè)工序都集中在一起，從而可以大大簡(jiǎn)化工藝流程。（5）再生能耗低，溶劑損失小：℃，較低。甲醇沸點(diǎn)低，比熱大，粘度小。必須在變換氣進(jìn)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(chǎn)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(chǎn)品的重要生產(chǎn)原料，直接大量排出會(huì)造成溫室效應(yīng)。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(dān)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(shè)計(jì)要求。脫硫塔的主要任務(wù)是完成對(duì)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(gè)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(guān)系可以從能量衡算求得?，F(xiàn)對(duì)流程當(dāng)中的吸收塔，閃蒸罐，換熱器進(jìn)行熱量衡算。 2011(3) :4446.[5]:藝[J].煤化1? 1992(3) :3843.[6]。 Hin——進(jìn)入設(shè)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(zhì)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(duì)富甲醇進(jìn)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(zhì)量流量 kg/h CO H2 CH4 N2 CO2 H2O CH3OH H2S COS 對(duì)硫解吸塔的塔頂氣體進(jìn)行閃蒸，氣體通出，甲醇液體回流到硫解吸塔。衡算結(jié)果主要以質(zhì)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(shí)脫除多種雜質(zhì)的特點(diǎn)，如此可以簡(jiǎn)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(shí)，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(xué)法吸收再生時(shí)消耗的大量熱能，如此可以降低成本，減少投資。同時(shí)可減少冷量、低壓氮?dú)狻㈦娏康鹊南?，使設(shè)備布置更為緊湊，可節(jié)省占地及裝置的操作費(fèi)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(jīng)換熱后進(jìn)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(jìn)一步解吸CO2，提高溶液中硫化物的相對(duì)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(jiǎn)圖如下圖 24所示，該流程主要由五個(gè)塔構(gòu)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(shè)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(yīng)盡量在高壓和低溫的條件下進(jìn)行吸收X值會(huì)隨著 P值的減小而減小，那么在對(duì)溶劑進(jìn)行解吸的過程中，體系的壓力越低，溫度越高就會(huì)越有利于溶質(zhì)的解吸。具有大的電子對(duì)給予體的分子叫軟堿，具有小的電子對(duì)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(nèi)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(duì)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(jī)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(shí)不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，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(duì)于粗合成氣的凈化是系統(tǒng)而且復(fù)雜的工作，它不僅關(guān)系產(chǎn)品質(zhì)量，也對(duì)生產(chǎn)中能量的綜合利用，環(huán)境的保護(hù)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(jì)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(chǎn)的原料氣過程就包括下述主要步驟。現(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?duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)作用己為大家所公認(rèn)，中國(guó)施肥水平還有很大的提高空間，尤其是中西部市場(chǎng)。 我國(guó)合成氨工業(yè)的發(fā)展情況化工設(shè)計(jì)培訓(xùn)資料作者：日期：《化工設(shè)計(jì)》課程設(shè)計(jì) ——年產(chǎn)4萬噸合成氨脫硫脫碳工段的工藝設(shè)計(jì) 院 系： 專 業(yè)：化學(xué)工程與工藝 班 級(jí)： 姓 名： 組員姓名 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師目錄第一章 緒論 3 合成氨工業(yè)狀況 3 3 我國(guó)合成氨工業(yè)的發(fā)展情況 3 4 合成氨生產(chǎn)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(xué)吸收法 6 物理吸收法 7 物理化學(xué)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(jiǎn)介 15 流程設(shè)計(jì) 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(xiàn) 35第一章 緒論 合成氨工業(yè)狀況。合成氨是大宗化工產(chǎn)品之一，世界每年合成氨產(chǎn)量已達(dá)到1億噸以上，其中約有80%的氨用來生產(chǎn)化學(xué)肥料，20%作為其它化工產(chǎn)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(jì)中葉將達(dá)到約16億，糧食始終是至關(guān)重要的問題。合成氨成本中能源費(fèi)用占較大比重，合成氨生產(chǎn)的技術(shù)改進(jìn)重點(diǎn)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(zhì)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(jì)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(chǎn)品不純凈，更重要的是它們對(duì)設(shè)備有極