低溫甲醇洗畢業(yè)論文-畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-02-24 07:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在稀溶液中溶質(zhì)若服從亨利定律，則溶劑必服從拉烏爾定律。 低溫甲醇洗就是利用甲醇在低溫（－ 9 ～－ 64℃）、高壓的條件下，對(duì)CO H2S 有較高的吸收能力，對(duì)合成氣中的有效組份 CO、 H2 有較低的溶解度。即甲醇作 為吸收溶劑對(duì)被吸收的氣體具有較高的選擇性。 亨利定律在使用過程中，為了物料衡算的方便，可以有多種表達(dá)式。如氣體在液體里的溶解度和該氣體的平衡分壓的關(guān)系可以表達(dá)為 CA*＝HPA。溶質(zhì)氣體在液面上方的平衡分壓與溶質(zhì)在溶劑液體里摩爾分率的關(guān)系可以表達(dá)為 PA*＝ EXA。 亨利定律適用于難溶，較難溶的氣體，對(duì)于易溶、較易溶的氣體，只能用于液相濃度很低的情況，而且必須注意溶質(zhì)在氣相和溶液中的分子狀態(tài)應(yīng)相同；對(duì)于混合氣體，當(dāng)壓力不大時(shí)，亨利定律對(duì)每一種氣體都能分別適用，彼此互不影響，但當(dāng)分壓超過其中任何一種氣體的適用范圍 后，分之間的作用力就要加大，此時(shí)，各種溶質(zhì)氣體就要相互降低其溶解度。亨利定律不能完全適用。 低溫甲醇洗的基本原理 多種氣體在甲醇溶液中溶解度的比較 低溫甲醇對(duì) CO H2S、 COS、 H2??等氣體的吸收屬物理吸收，在稀溶液中遵循亨利定律： P ＝ K N 式中 P—— 氣體的平衡分壓力， MPa K—— 亨利常數(shù) N—— 溶解度系數(shù)， kmol m3 MPa1 由于甲醇是極性分子，在低溫、高壓下， CO2 和 H2S 在甲醇中的溶解度一般不遵循這一定律。因而 必須校正或另作處理。 變換工藝氣中各組分在甲醇中的溶解度，依次為 H2S、 CO CH CO、N H2。而 H2S 和 CO2 的溶解度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它幾種氣體的溶解度。因此低溫甲醇洗就是基于甲醇對(duì) H2S、 CO2 等酸性氣體具有較大的溶解度，而對(duì)CH CO、 N H2 具有很小的溶解度實(shí)現(xiàn)氣體分離的。 低溫甲醇洗的物理吸收過程遵循享利定律，即被吸收組分的溶解量與其分壓和溶解度系數(shù)成正比。在大多數(shù)情況下，溶解度系數(shù)隨溫度的下降而上升。故物理吸收要求在盡可能低的溫度下進(jìn)行。在高壓下享利定律對(duì)甲醇吸收有三條修正： (1)溫 度愈低，溶解度系數(shù)愈大，但當(dāng)被吸收氣體的溫度達(dá)到吸收組分的露點(diǎn)時(shí)，溶解度系數(shù)趨于無窮大，此時(shí)溶質(zhì)與溶劑完全互溶，無法操作。因此在實(shí)際操作中， C02 吸收段的出口甲醇溫度要高于原料氣中 CO2 組分的露點(diǎn)溫度，一般高 10℃。 (2)由于吸收系統(tǒng)存在 H2 組分、 C02 的溶解度系數(shù)要有所下降。 (3)當(dāng)吸收劑吸收了易溶組分后，其作用同溶劑一樣吸收其它組分，即當(dāng)甲醇吸收了 CO2 后，再吸收 H2S 其吸收能力不會(huì)下降。 根據(jù)享利定律及對(duì)其的三條修正，甲醇洗裝置可在高壓、較低溫度下，一次完成去除 CO H2S 等酸性氣體的目的。 H2S、 CO2 的解吸 在經(jīng)過高壓、低溫吸收 C0 H2S 后，富含酸性氣體組分的甲醇液體，經(jīng)減壓后，可使溶解在其中的氣體組分自動(dòng)解吸。通過控制解吸與再吸收的程度，可獲得高純度的 CO2 氣體，為尿素裝置提供生產(chǎn)原料，減壓過程是在絕熱條件下進(jìn)行的，因此發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)移，甲醇自身的溫度，及減壓釋放出的 CO2 氣體溫度都得到了降低，并可通過換熱將冷源交出，以實(shí)現(xiàn)冷熱平衡。 溶解在甲醇中的 H2S 將采取低溫氣提與加熱精餾的方法，使其得到完全的解吸，解吸后的 H2S 及殘余 CO2 氣體送往硫回收系統(tǒng)。 低溫甲醇洗工藝流程 低溫甲醇洗流程簡(jiǎn)述 進(jìn)低溫甲醇洗系統(tǒng)的原料氣先噴射少量甲醇經(jīng)原料氣冷卻器與合成氣、 CO2 氣和尾氣換熱后，在吸收塔最下段分離水分后進(jìn)入吸收塔下塔的脫硫段，吸收塔分為五段，最下一段為水分離段，接下來為脫硫段，上面的三段為脫碳段。在脫硫段原料氣經(jīng)富含 CO2 的甲醇液洗滌，脫除 H2S、 COS和部分 CO2 等組分后，進(jìn)入脫碳段，進(jìn)入脫碳段的氣體不含硫，在塔頂用貧甲醇液洗滌，凈化氣由塔頂引出。吸收塔設(shè)有兩個(gè)中間冷卻器。這兩個(gè)中間冷卻器可為低溫甲醇洗工序提供部分冷涼，利于對(duì) 酸性氣體的吸收。 吸收了 H2S 和 CO2 后，從塔脫硫段出來的含硫甲醇富液換熱降溫再減壓后在閃蒸塔上段閃蒸出溶解的氫氣、 CO 氣及少量 CO2 與 H2S 等氣體。同樣，從吸收塔脫碳段出來的不含硫的甲醇液換熱降溫再減壓后在閃蒸塔下段閃蒸出溶解的氫氣、 CO 氣及少量 CO2 等氣體。兩部分閃蒸氣體經(jīng)回收氣壓縮機(jī)增壓后返回原料氣中或送變換工序。 從閃蒸塔下段出來的含硫甲醇減壓后送入 CO2 解吸塔中段下部，也可以根據(jù)要求，直接排入硫化氫濃縮塔閃蒸出溶解的 CO2，同時(shí)溶解的 H2S 也部分閃蒸出來。從閃蒸塔下段出來的不含硫甲醇液進(jìn)入 CO2 解吸塔頂，閃蒸出溶解的 CO2 氣，液相部分回到塔內(nèi)洗滌塔內(nèi)的含硫氣體，部分送入 H2S濃縮塔頂部。 CO2 解吸塔頂?shù)玫?CO2 產(chǎn)品氣，此氣體通過換熱后離開系統(tǒng)。 從 CO2 解吸塔中段下部出來的液體送入 H2S
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