化工企業(yè)低溫甲醇洗凈工段培訓(xùn)講義(編輯修改稿)
2024-09-29 08:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 hr PC02—— 氣相中 CO2的分壓 FCO2—— CO2的逸度 d—— 填料環(huán)的外徑 h—— 填料環(huán)的高度 Pr—— 普蘭德數(shù) Pr=Cpu／λ f λ f —— 液體的導(dǎo)熱系數(shù)， KCal／ m． hr．℃ 在其它條件相同時(shí)， H2S 的吸收速度約為 CO2的吸收速度的 10 倍，因 H2S 濃度比較小，所以 CO2的吸收是抑制過(guò)程。影響吸收速度的最大因素是溫度和壓力。 八 . 甲醇的理化數(shù)據(jù) 化學(xué)分子式 CH30H 分子量 ／ Kmol lbar 下沸點(diǎn) 65℃ 熔點(diǎn) 98℃ 蒸汽密度 (空氣 =1) 液體密度 (水 =1) 空氣中爆炸極限 ～ ％ (V) 燃點(diǎn) 455℃ 甲醇是一種無(wú)色易燃液體，有微弱的灑精味及輕微的刺激性氣味，它可與水互溶。甲醇是一種有毒物質(zhì)。 甲醇的識(shí)別方法：通過(guò)以下方法可將甲醇與乙醇區(qū)別開(kāi)，如果液體與硼砂混合并點(diǎn)燃 ,甲醇是綠色火焰，只有加入濃硫酸后，乙醇才有這種顏色。 九 . 汽提原理 氣提是物理過(guò)程，它用于破壞原氣液平衡而建立一新的氣液平衡狀態(tài)，達(dá)到分離物質(zhì)的 目的。例如， A 是液體， B 是氣體， B 溶解于 A中，達(dá)到氣液平衡狀態(tài)。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(shí)，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)。通過(guò)調(diào)節(jié)汽提介質(zhì)的量來(lái)控制汽提程度，將 A 與 B 兩種物質(zhì)分離。如果要保證 A， B 的純度而不需要其它雜質(zhì)，則可采用 A 或 B 做汽提介質(zhì)，如尿素生產(chǎn)中可采用 C02汽提法或氨汽提法來(lái)分解甲胺。 圖 5 如果只得到 A 產(chǎn)品， B 可以放 空，則采用廉價(jià)易得的 C 產(chǎn)品做為汽提介質(zhì) . 在甲醇洗脫除酸性氣體的工藝中采用兩次汽提方法來(lái)除去甲醇中的 CO H2S、 CO2以得到貧甲醇。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。第二，在甲醇再生塔中用甲醇蒸汽做為介質(zhì)，將溶解于甲醇中的 CO H2S、 COS 全部解吸出來(lái)，達(dá)到甲醇再生的目的。為了向硫回收工段提供合格的原料氣，用易分離的甲醇蒸汽做汽提介質(zhì)，是比較合理的。 十 . 精餾原理 精餾是利用物質(zhì)揮發(fā) 性不同 (沸點(diǎn)不同 )而將兩種或兩種以上的物質(zhì)分離開(kāi)的過(guò)程，精餾過(guò)程在精餾塔內(nèi)完成，混合組分從塔中間某一塊塔板 (進(jìn)料板 )連續(xù)進(jìn)入塔內(nèi)，在進(jìn)料板以上，上升蒸汽中所含的重組分向液相傳遞，而回流液中的輕組分向氣相傳遞，這樣經(jīng)過(guò)足夠的塔板，在塔的上半部完成了上升蒸汽的精制，即除去其中的重組分，因而稱為精餾段。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(guò)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。 一個(gè) 完整的精餾塔應(yīng)包括精餾段和提餾段，進(jìn)料板是二者的分界。在這樣的塔內(nèi)可將一個(gè)雙組分混合物連續(xù)地、高純度地分為輕、重兩組分。 回流 (包括塔頂?shù)囊合嗷亓髋c塔釜部分汽化造成的汽相回流 )是精餾操作的重要因因素．它是構(gòu)成汽、液兩相接觸傳質(zhì)的必要條件，沒(méi)有氣液兩相的接觸也就無(wú)從進(jìn)行物質(zhì)交換，就難以將混合物精餾而分離開(kāi)。 圖 6 t→溫度 溶液的沸點(diǎn)與總壓及組成有關(guān)。精餾塔內(nèi)各塊塔 板上物料的組成及總壓并不相同，因而從塔頂至塔底形成某種溫度分布。在加壓或常壓蒸餾中，各板的總壓差別不大，形成全塔溫度分布的主要原因是各板組成不同。圖 6 為精餾塔的溫度分布曲線。 第二節(jié) 工藝流程說(shuō)明 一． 原料氣的預(yù)冷 來(lái)自變換工號(hào)的變換氣（流量： 100747Nm3/h；溫度： 40℃；壓力： ；組成：（ mol%） H2： ； CO： ； CO2： ； H2S：），與來(lái)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)。 二．原料氣中 CO H2S 等組分的脫除 進(jìn)入 C2601 的原料氣在下塔與來(lái)自上塔的富二氧化碳甲醇溶液逆流接觸，除去原料氣中 H2S、 COS 等硫化物 , 被脫除掉 H2S 的原料氣進(jìn)入上塔，與 56℃的貧甲醇逆流接觸除去 CO2 ,出塔頂?shù)膬艋瘹猓?℃； 67795094 Nm3/h； H2： %（ vol）； CO： %（ vol）；CO2： %（ vol））在 E2617 和 E2601 中被復(fù)至常溫后送甲醇合成工號(hào)。 由貧甲醇泵送出的貧甲醇（ 48℃； MpaA； 200m3/h；）經(jīng)水冷器 E261 2 號(hào)貧甲醇冷卻器 E260 3 號(hào)貧甲醇冷卻器 E2608,分別冷至 41℃、 31℃、 56℃后入 C2601 上部。 在 C2601 上塔上部，貧甲醇吸收 CO2后從第 61 塊塔盤下部升氣管塔盤處引出，進(jìn)入 E2606冷卻至 49℃后返回 C2601第 60塊塔板上部，從第 55 塊塔盤下部升氣管塔盤處引出甲醇溶液（ 19 ℃），送 E260E2606 冷卻至 38 ℃送塔第 54 塊塔板上部。 三．富液的閃蒸和 H2的回收 出 C2601 上塔底部 14℃的富 CO2甲醇溶液，一部分進(jìn)入下塔脫除原料氣中的 H2S，另一部分經(jīng) 2 號(hào)甲醇冷卻器 E2617 溫度降至 23℃ ，再經(jīng)氨冷器 E2604冷卻后進(jìn)入 2號(hào)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(hào)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。 四． CO2的脫除 進(jìn)入硫化氫濃縮塔 C2603 解析 CO2的物料有以下幾股： （ 1） 來(lái)自 V2602 的富 H2S 甲醇溶液進(jìn)入第 41 塊塔板上部 （ 2）
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