【正文】 凈 . ? 二 . 低溫甲醇洗的吸收機(jī)理和原理 一 .軟硬酸堿理論 : 首先 :甲醇對(duì)硫化氫和二氧化碳的吸收是物理吸收的一種 .即利用甲醇對(duì)硫化氫和二氧化碳選擇性吸收的特性來(lái)脫除硫化氫和二氧化碳 . ? 軟硬酸堿的基本概念 : 軟酸 :具有較大電子對(duì)接受體的分子 . 硬酸 :具有較小電子對(duì)接受體的分子 . 硬堿 :具有較小電子對(duì)給予體的分子 . 軟堿 :具有較大電子對(duì)給予體的分子 . 酸 :具有電子對(duì)接受體的分子 . 堿 : 具有電子對(duì)給予體的分子 . 酸堿反應(yīng)的基本原則 :硬親硬 ,軟親軟 ,軟硬交界不分親近 . ? 甲醇 : 分子式 :CH3OH,是由 CH3和 OH組成 . CH3軟酸官能團(tuán) , OH是硬堿官能團(tuán) ,而硫化氫屬于軟酸軟堿類 ,二氧化碳屬于硬酸類 .具體如下 : CH3OH+H2S+CO2=CH3OH | | HHS CO2 即 :甲醇吸收了二氧化碳以后 ,不影響對(duì)硫化氫的吸收 ,這就是甲醇裝置吸收了二氧化碳的甲醇仍能用來(lái)吸收硫化氫的理論依據(jù) . 二 .甲醇脫氣原理 : 甲醇是一種極性溶劑 ,由于其正負(fù)電荷重心不重合 ,這樣便有靜電力存在 ,此時(shí)如果被一極性氣體分子和其相遇 ,則該分子在靜電力作用下 ,氣體分子產(chǎn)生定向排列 ,分子相互靠攏 ,促使部分分子液體化 ,從而達(dá)到分離的目的 . : Scs2SH2SSCOSSCO2SCH4 SCOSN2SH2 ? : 除 H2和 N2外 ,其余組分在甲醇中的溶解度隨溫度的降低而提高 . Smin: 甲醇用量是指氣體中某一組分從原料氣中全部脫除所需的甲醇最小用量 . Smin=V/P λ V：氣體流量 P:總壓 λ :溶解度系數(shù) ,指分壓 1atm的溶解度 ： 定性的講：壓力升高，溶解度增大。因?yàn)槲談┑恼扯扔绊懭軇﹤鳠岷蛡髻|(zhì)以及傳動(dòng)速率。吸收劑的選擇性是指 溶解度與氣體中溶在同一溫度、分壓下 ,氣體中被脫出組分的解度之比。 (3)吸收能力小 ,循環(huán)量大。熱法以 Selexol工藝為代表，而國(guó)內(nèi)以南風(fēng)集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院開(kāi)發(fā)的NHD(多聚乙二醇二甲醚 )為代表 ,冷法以低溫甲醇洗工藝代表。 二 物理吸收與化學(xué)吸收的基本特點(diǎn)： 粗煤氣中含量最大的雜質(zhì)是二氧化碳 ,根據(jù)原料與生產(chǎn)方法的不同 ,氣體又會(huì)含有硫化氫等硫化物和萘 等 ,它們都呈酸性反應(yīng) ,故一般成酸性氣體。從氣體脫除硫化氫等硫化物和大量二氧化碳的方法 ,主要采用吸收方法。 物理吸收的特點(diǎn) :(1)壓力和溶解度基本呈直線關(guān)系，如上圖所示。 ? : 有圖所示 : (1).當(dāng) PPc時(shí) ,物理吸收的吸收能力大 ,反之則化學(xué)吸收能力大。吸收過(guò)程中不需要脫出組分的損耗 ,混合氣體完全分離的可能性以及工藝 流程中的很多特點(diǎn)及消耗指標(biāo)都和吸收劑的選擇性又很大關(guān)系。溶解度與氣體中溶在同一溫度、分壓下 ,氣體中被脫出組分的解度之比。 5 .溶解熱： 物理吸收中，氣體分子進(jìn)入溶劑中，相當(dāng)于氣體變成液體。 Ⅱ. 當(dāng)甲醇中有二氧化碳時(shí)，硫化氫在甲醇中的溶解度下降。 Ⅲ ：既加壓的同時(shí)，又在低溫條件下，溶解度增大。 B：當(dāng)甲醇中有 CO2存在時(shí)，隨 CO2量的增 加，氫氣的溶解度升高。其數(shù)學(xué)表達(dá)式： P2=KX2 X2—平衡時(shí)氣體在液體中的摩爾分?jǐn)?shù) P2—二相平衡時(shí)液面上該氣體的分壓 K —為一常數(shù)，其數(shù)值與溫度、總壓氣體和溶劑的性質(zhì)有關(guān)。q值情況。即要使操作費(fèi)和設(shè)備折舊費(fèi)最小。 霧沫夾帶的危害：（１）．會(huì)形成液體返混，削弱傳質(zhì)效果。Ｂ．壓降增大，組分間的相對(duì)揮發(fā)度降低，分離效率下降。 （ 3） .萃取劑與被分離混合物需有一定的密度差，這樣萃取相與萃余相才能比較容易地得到分離。 ： 在低溫甲醇洗工藝中，溫度對(duì)甲醇洗凈化工藝氣效果影響非常大，同時(shí)溫度越低甲醇損失越小。低溫的二氧化碳 尾氣所攜帶的冷量得到高效回收，這部分冷量是保證吸收所需的溫度條件。 （ 6） .氨冷器的負(fù)荷不均，制冷工號(hào)的負(fù)荷偏低，調(diào)整級(jí) 40℃ 氨冷器的入口壓力，從而降低 40℃ 氨冷器的蒸發(fā)壓力，提高其負(fù)荷。假如選擇純壓縮制冷，則要求控制好兩級(jí)壓縮機(jī)的入口壓力，保證氨冷器的正常蒸發(fā)壓力，同時(shí)要注意入口分離器的液位堅(jiān)決杜絕壓縮機(jī)帶液，否則后果不堪設(shè)想。 ? （ 8） .針對(duì)采取汽提工藝，可以考慮冷量補(bǔ)充的另一個(gè)方式，即可以用空分裝置多余的液氮來(lái)代替低壓氮?dú)?(或者說(shuō)加入部分液氮）來(lái)汽提。 ? 而導(dǎo)致二氧化碳瞬間報(bào)滿的具體原因有： 1.熱再生塔工況紊亂，甲醇中硫化氫解吸不徹底，如：精餾塔溫度低，需注意熱再生塔的塔釜再沸器的熱量供給，甲醇水塔的熱負(fù)荷問(wèn)題。 處理意見(jiàn)： ? ＜ 50mg/l，回流槽中氨含量＜ 1000mg/l，如果氨含量高時(shí)，應(yīng)在回流泵導(dǎo)淋出加以排放。 ? （ 5） .經(jīng)常性的檢測(cè)甲醇的純度，嚴(yán)防甲醇中水、氨、輕油、有機(jī)硫化物沉積過(guò)多而影響吸收操作。 ? （ 3） .在前后負(fù)荷波動(dòng)較大，切記減負(fù)荷時(shí)系統(tǒng)壓力不可大幅波動(dòng)，以免硫化氫、二氧化碳報(bào)警。 ? ： 酸性氣體在甲醇中的溶解度主要是溫度和壓力的函數(shù)，溫度和壓力確定后，酸性氣體的溶解度基本恒定。 ? 在二氧化碳吸收塔內(nèi)脫除二氧化碳。 ? ，進(jìn)入二氧化碳吸收塔被三股甲醇洗滌吸收其中的二氧化碳，凈化氣經(jīng)過(guò)除沫器除去其中攜帶的甲醇，在進(jìn)入纏繞式換熱器和粗凈煤氣換熱器回收冷量后，出界區(qū)。而后甲醇 水 油混合物進(jìn)入萃取槽一室進(jìn)行脫油處理。頂部不凝氣進(jìn)入預(yù)洗閃蒸塔一段回收甲醇后，進(jìn)入硫化氫總管。 二段閃蒸汽則和二氧化碳閃蒸塔三段閃蒸汽混合在一起給熱再生塔一段閃蒸汽提供冷量。 在熱再生塔底部得到精甲醇為二氧化碳吸收塔和甲醇水塔提供精甲醇。 ? 根據(jù)設(shè)計(jì)，本裝置采用板式塔。在氣體流動(dòng)型式方面，有錯(cuò)流型、逆流型等，前 者有分單溢流與雙溢流、四溢流型，單溢流在直徑或流量過(guò)大時(shí)，易造成氣液分布不勻，對(duì)效率有影響，故對(duì)直徑較大的塔或液體負(fù)荷較大時(shí)，多采用雙溢流或四溢流型。 孔中心距 t一般為（ ～ 5） d0,t/d0過(guò)小，易使氣流互相干擾，過(guò)大則鼓泡不勻，都會(huì)影響傳質(zhì)效率。 ? （ 2） .降液管 ? 降液管有幾種型式，弓形降液管適用于較大的塔，堰與塔壁之間的全部截面積都作為降液用，塔板面積的利用率高。 篩板塔的結(jié)構(gòu)可分為篩孔、溢流堰、降液管及無(wú)孔區(qū)等部分。氣體通過(guò)塔 ? 塔板時(shí)與板上的液層進(jìn)行傳質(zhì)。液相則經(jīng)過(guò)－ 40℃ 級(jí)氨冷器冷卻后閃蒸出二氧化碳，氣相一部分到纏繞式換熱器回收冷量，再到甲醇合成的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)入口；另一部分經(jīng)熱再生塔二段頂部的一系列換熱器回收冷量后經(jīng)過(guò)水洗塔回收甲醇后排入鍋爐煙囪。 液相冷甲醇經(jīng)甲醇泵加壓在貧富甲醇換熱器回收其中的冷量后進(jìn)入熱再生塔一段閃蒸其中所含的氣體。甲醇水塔的提餾段汽提介質(zhì)是依靠塔釜再沸器間接加熱產(chǎn)生。 萃取槽 Ⅰ 室的甲醇－水－輕油混合物由甲醇－水－輕油混合物泵加壓后，通過(guò)超濾器過(guò)濾后，經(jīng)過(guò)一特殊液體分配器進(jìn)入萃取槽 Ⅱ 室進(jìn)行萃取分離，輕油浮在上層，而 甲醇－水混合物溶液在下層。而二氧化碳吸收塔底部富二氧化碳甲醇約 168M3 ，經(jīng)硫化氫吸收塔給料泵 ? 送至硫化氫吸收塔和噴淋甲醇伐參與前系統(tǒng)操作。 ? ： 氣化車(chē)間過(guò)來(lái)的粗煤氣 、37℃ 進(jìn)入低溫甲醇洗第一分離器進(jìn)行一級(jí)分離，分離掉其中攜帶煤氣水，然后分別在粗 /凈煤氣換熱器、 0℃ 級(jí)氨冷器，被從纏繞式換熱器來(lái)的凈化氣、制冷裝置過(guò)來(lái)的液氨冷卻到 8℃ ，再在第二分離器分離掉其中的冷凝液，同時(shí)噴入甲醇以降低粗煤氣的冰點(diǎn)，防止結(jié)冰堵塞換熱器。在塔的正常操作范圍內(nèi)，增加循環(huán)量，增大汽液比值，氣液兩相在塔內(nèi)接觸越充分，傳質(zhì)效果越好。 ： 進(jìn)入低溫甲醇洗粗煤氣中 CO含量過(guò)高，容易造成 CO分壓高，吸收塔壓差升高，影響甲醇對(duì)二氧化碳的吸收；粗煤氣中的氨含量高，進(jìn)入甲醇洗系統(tǒng)后，易 造成粗煤氣在低溫甲醇洗冷卻器形成碳酸氫銨結(jié)晶造成堵塞換熱器和硫化氫吸收塔預(yù)洗段甲醇管線彎頭堵塞，影響系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行；粗煤氣中煤粉等雜質(zhì)入甲醇洗系統(tǒng)，易造成固體物質(zhì)在溶液換熱器列管內(nèi)堵塞，影響換熱器換熱效果或在塔盤(pán)上聚集，造成攔液或塔壓差升高，影響吸收效果。 ? （ 7） .加強(qiáng)前工號(hào)的水洗操作，降低粗煤氣攜帶的煤粉、氨、萘等量。 ? （ 5） .其它因素的影響： 系統(tǒng)壓力的波動(dòng)、吸收塔的液位、原料氣的組成、入塔氣速等諸多因素對(duì)吸收操作都存在不同程度的影響。 （ 4） .甲醇純度對(duì)吸收的影響： 甲醇的純度對(duì)硫化氫和二氧化碳的溶解度影響很大。 四 .低溫甲醇洗工藝控制 ： （ 1） .出低溫甲醇洗的凈化氣： 甲醇含量： 二氧化碳含量： 20PPm 硫化氫和硫氧化碳含量： （ 2） .從低溫甲醇洗出來(lái)的二氧化碳產(chǎn)品： 一氧化碳含量： % 氫氣含量： % 二氧化碳含量： % 甲烷含量： % 壓力： 溫度： 40 （ 3） .硫化氫酸性氣體： 硫化氫含量： 30% ? ： （ 1