【文章內容簡介】 2溶解放熱，溶液溫度會再次升高，則再次引出甲醇溶液冷卻。從 C1塔上塔底部出來的吸收過CO2的甲醇溶液接著洗滌下塔的硫化物，由于甲醇對硫的溶解度是對 CO2的幾倍，所以下塔中用來吸收的甲醇用量較少。由 C1塔上塔段底部出來的不含硫甲醇溶液經過換熱、減壓閃蒸等操作后進入 C2塔的頂部進行CO2解吸。從 C1塔下塔底部出來的含硫甲醇溶液經換熱、減壓閃蒸等操作后進入C2塔中部進行閃蒸。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。從C3塔中部引出的溶液的溫度為全系統(tǒng)最低，可以用以為系統(tǒng)中的循環(huán)貧甲醇提供冷源。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。由N2和CO2組成的塔頂氣體回收冷量后作為尾氣放空。將從H2S回收塔底部出來的富含硫的甲醇溶液加熱后送入甲醇熱再生塔中進行熱再生，用甲醇蒸汽氣提硫化物和CO2氣體。含有甲醇蒸汽的硫化物從塔頂出來，并經冷卻后進行氣液分離，分離后的液相作為回流液送回 C4塔頂部，分離后的氣相仍含有大量甲醇蒸汽，對其冷卻后進行氣液分離，得到氣相硫化物并送往克勞斯硫回收裝置。從 C4塔底部引出的不含硫和碳的貧甲醇經換熱后作為洗滌劑送往 C1塔頂部。用貯槽收集整個系統(tǒng)中產生的所有甲醇水溶液，并用甲醇水分離塔 C5間接蒸汽蒸餾來回收甲醇。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。：兩歩法低溫甲醇洗工藝流程簡圖如下圖25所示，該流程主要由四個塔構成，分別為脫硫塔 C1塔、脫碳塔C2塔、H2S再生塔C3塔和 CO2再生塔 C4塔。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。，該氣體經 CO變換并冷卻后送往 C2塔底部，用貧甲醇脫除 CO2。C1塔底出來的富甲醇溶液經過閃蒸、加熱后送往 C3塔頂部進行熱再生，在此吸收劑完全再生。C3塔底再生后的貧甲醇與 C4塔底經N2氣提再生的甲醇一起送往C2塔頂部，從 C4塔引出的一股半貧液送往C2塔下部。C2塔底部出來的富液送入 C4塔閃蒸和氣提再生。在 C4塔上部閃蒸后液相作為吸收劑送往 C1塔脫除硫。被甲醇吸收的 H2與 CO閃蒸解吸后返回原料氣管線。在甲醇水分離塔 (圖中未畫)中除去原料氣帶來的水分。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。（1）原料氣預處理：在預洗工藝上，魯奇兩歩法比林德一歩法要合理，而在主洗及甲醇再生工序上，林德一歩法更為簡潔。魯奇兩步法先將原料氣降溫至 5℃后分離出冷凝液，然后進入繞管式換熱器降溫，林德一步法將原料氣經洗氨后一步冷卻，由于處理氣量較大，需采用 2臺繞管式換熱器并聯(lián)運行。（2）預洗再生魯奇兩步法的預洗甲醇采用分步減壓，依次閃蒸出原料氣及CO2，然后進入萃取器分離石腦油，再經共沸塔解吸出H2S后，含甲醇廢水去甲醇水分離塔回收甲醇；而林德公司的預洗甲醇經過升溫后直接通入萃取器，其他工藝均與魯奇公司的相同，但甲醇水分離塔的氣相是直接通往熱再生塔。（3）主洗甲醇再生魯奇公司將閃蒸過 CO2的甲醇作為主洗甲醇返回吸收塔，而林德公司的富甲醇均經熱再生后返回吸收塔。林德公司的換熱網(wǎng)絡相比魯奇公司更為簡單，大部分采用的是繞管式換熱器，能量的回收效果更好。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。 （4）魯奇公司的低溫甲醇洗工藝流程為氣化→脫硫→變換→脫碳，變換流程在脫硫與脫碳之間；林德公司是在變換后選擇性地一步法脫硫脫碳。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。所以煤氣化產生的氣體往往含有許多雜質。而低溫甲醇洗法幾乎能脫除所有的雜質，例如COH2S、COS、CSRSH、C4H4S、HCN、NHNO、H2O、鐵和其他金屬的羰基化合物、磷化物以及C2以上的烴類等。而我國的制氨原料大多是以煤為基礎，用低溫甲醇凈化方法尤其合適，這一方法特別適合我國。（2）吸收能力強：甲醇在低溫高壓下對COH2S、COS等酸性氣體的溶解度較大。根據(jù)計算在 ， 1m3甲醇溶液能吸收 160~180m3CO2氣體，而 1m3NHD溶劑僅能吸40~55m3CO2氣體。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。低溫甲醇洗法還可以脫除煤氣中的輕質重質油和 HCN等。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。（3）選擇性強：甲醇溶劑的選擇性很強，甲醇對H2S、COCOS等氣體的吸收能力很強，而對NCO、H2的吸收能力則很弱。利用甲醇對 H2S的溶解度是對 CO2溶解度的6倍這個特點，在實際生產中能將 H2S與CO2在同一吸收塔的不同吸收段進行吸收，并可以選擇性地從混合氣中先脫除H2S，而在甲醇再生時先解吸CO2，這樣既可以保證再生的 CO2純度能滿足尿素生產的要求，也可以直接將富含H2S的尾氣用以回收硫磺。甲醇對HNCO的溶解度很小，在減壓閃蒸過程中，能優(yōu)先將其解吸處理，有利于回收。所以采用低溫甲醇洗工藝，可將氣體有效成分的損失減至最小。（4）凈化度高：低溫甲醇洗工藝的凈化度很高，經過低溫甲醇洗脫硫脫碳的凈化氣 ， CO2含量小于20ppm，純度能達 99％以上，回收率大于或等于 63％。而且能完全脫除 H2O、NHHCN以及 C2以上的烴類。凈化氣純度的提高可有效避免氨合成、甲烷化等后續(xù)工序中的催化劑中毒現(xiàn)象的發(fā)生。（5）再生能耗低，溶劑損失?。骸妫^低。因此甲醇富液的再生溫度較低，那么再生能耗就較少。甲醇在低溫下的平衡蒸汽壓也很低，凈化過程中的溶劑損失較小。（6）操作費用低：甲醇溶液的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，在吸收的過程中不會有起泡反應，與原料氣中各組分也不會發(fā)生副反應，也不會發(fā)生被氰化物或者是有機物降解或變質的現(xiàn)象，如此甲醇溶劑還可以循環(huán)使用。低溫甲醇洗裝置對材質要求及其總投資不高，低溫甲醇洗裝置中除低溫部分需用耐低溫合金鋼外，其他設備和管道用一般優(yōu)質碳鋼即可。（7）甲醇價廉、易得：甲醇的價格不高，可大批量生產，采用低溫甲醇洗的廠家可以自產。（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。同時，甲醇的物理性質符合選用吸收劑的指標要求。甲醇沸點低，比熱大，粘度小。甲醇的沸點較低為 ℃，非常有利于它的再生。吸收劑的熱再生溫度低，能耗就低，同時會減少系統(tǒng)的冷量損失在。目前低溫甲醇洗技術日趨成熟，已被廣泛應用于國內外合成氨、甲醇合成和羰基合成、城市煤氣、工業(yè)制氨和天然氣脫硫等氣體凈化裝置中實現(xiàn) COH2S的脫除。由于其具有優(yōu)異的酸性氣體選擇性、吸收性以及運行穩(wěn)定性等特點，已在石油化工、煤化工、化肥工業(yè)等領域得到了廣泛的應用。從變換工段來的變換氣中除含有大量 HNCO2外，同時含有少量的 H2S、COS等硫化物，還有 CO、CHAr及飽和水分等成分。這些成分中除了 NH2以外，其他成分都得脫除。變換氣中的硫化物和氧化物很容易使氨合成催化劑中毒。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。低溫甲醇洗工序是在低溫下進行的，操作溫度很低，在這種狀況下氣體中的水分很容易凍結堵塞管道和設備，因此就必須將氣體中含有的水分脫除以避免這種現(xiàn)象的發(fā)生。從凈化氣中分離出的大量CO2濃度較高，可以回收作為生產尿素的原料。變化氣中的H2S、COS是生產硫磺的原料，而且如果通入大氣中會污染環(huán)境，可以通往克勞修斯硫回收系統(tǒng)以回收硫磺。低溫甲醇洗的凈化任務是將凈化氣中的 COH2O及H2S等硫化物脫除到規(guī)定含量，以達到后序工序液氮洗和氨合成工序的生產要求。凈化氣的凈化度隨著工廠產品的不同而異，如作為城市煤氣用，凈化氣的凈化標準為 H2S(標)、CO22％。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。總的來說，低溫甲醇洗凈化工藝的任務主要是以下幾方面：原料氣的凈化：用冷甲醇吸收原料氣中的 COH2S及 COS等氣體并達到凈化要求。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。因此可對其進行回收，另外還需對硫化氫等含硫化合物進行回收以達到規(guī)定的排放標準。保護環(huán)境：由于在凈化過程中要不斷向外界排放廢氣、廢水，這些廢氣廢水的量很大，且含有污染環(huán)境的某些物質，直接排放將會污染環(huán)境，因此必須達到環(huán)保要求再排放。第三章 低溫甲醇洗流程模擬 模擬過程簡介根據(jù)項目設計任務書，我們采用 Aspen Plus 對一步法低溫甲醇洗流程進行了模擬，模擬過程中我們劃分為6個單元進行模擬，依次為水洗除氨、低溫甲醇脫硫脫碳、低溫閃蒸、富甲醇解吸二氧化碳、富甲醇解吸硫化氫和甲醇脫水等幾個主要環(huán)節(jié),按照單元操作可劃分為吸收/解吸、精餾、閃蒸和換熱四個主要單元。物性方法參考文獻，采用PSRK。 流程設計 合成氣：CO2濃度≤～%（mol），總硫＜(mol)。 放空尾氣：幾乎無硫，主要為CO2和N2。 酸性氣體：主要由CO2和H2S組成。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。此吸收塔設計分為兩段:一段為A和B作為脫硫段。另一段為C和D作為脫碳段， PPM, C02含量小于2%,即塔頂產品氣中酸性氣體的摩爾分率為被控制變量。模擬初始條件：：組成 CH4O CO2 H2