化工企業(yè)低溫甲醇洗凈工段培訓(xùn)講義-文庫(kù)吧資料
2024-09-01 08:01本頁(yè)面
【正文】 自 2循環(huán)氣閃蒸罐 V2603 的不含硫的甲醇溶液進(jìn)入塔頂作回 流液。 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。 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。 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)。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 t→溫度 溶液的沸點(diǎn)與總壓及組成有關(guān)。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。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。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。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。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。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)。 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。甲醇是一種有毒物質(zhì)。影響吸收速度的最大因素是溫度和壓力。實(shí)驗(yàn)條件下：采用填料吸收塔，直徑 65mm,高 1 米，等溫吸收，氣速范圍 ～ 米 /秒，噴淋密度 ～ 立方米 /平方米，溫度 21～ 60℃攝氏度，壓力 6～ 18kg/cm2,氣相雷諾數(shù) RS氣 ～840，液相普蘭德數(shù) Pr 液為 1345～ 7210。為了減少操作中溶劑損失，也宜于低溫吸收。甲醇的蒸汽分壓和溫度關(guān)系如圖 4所示。由表可見(jiàn)， CO2和 H2S在甲醇中的溶解熱不大，但其溶解度較大，因而它內(nèi)仍有明顯的溫度提升，為了保持一定的吸收效率，塔中需要設(shè)置冷凍取走吸收放出的熱量 。 茲將不同溫度下， H N CH4的溶解度方程式 (9)式中 Ko 和 A 列于表 3 中。 六 . 氫、氮和甲烷在甲醇中的溶解度及其他理化數(shù)據(jù) H N2 和 CH4 等氣體在甲醇中的溶解度是不大的， 但由于變換氣中 H2的含量很高，因此．在高壓低溫條件下脫除酸性氣體時(shí)．造成H2 的損失仍是可觀的。 氣體 氣體的溶解度 H2溶解度 氣體的溶解度 CO2溶解度 H2S 2540 COS 1555 CO2 430 CH4 12 CO 5 H2 N2 三 . CO2在甲醇中的溶解度 低溫下 CO2在醇中的摩爾分率 XCO2可按下式計(jì)算： XCO2=(5) 因此 CO2在甲醇中的溶解度 SCO2(Ln/kg)可表示為 SCO2=() (6) 圖 2 不同氣體在甲醇中的溶解度 上兩式中： P0CO2同溫度下液體 CO2的蒸汽分壓， KPa PCO2二氧化碳平衡分壓， Kpa 不同溫度和壓力下 CO2在甲醇中的溶解度如表 2 所示 四 . H2S 在甲醇中的溶解度 H2S 在甲醇中的溶解度比在 CO2更大，可表示為： SH2S=692PH2S/(— PH2S)Ln/Kg (7) 式中： SH2SH2S 平衡分壓， Kpa P0H2S液態(tài)硫化氫的蒸汽分壓， Kpa,可由下式確定： P0H2S=當(dāng)有二氧化碳同時(shí)存在是，硫化氫的溶解度要減少，可表示為： SH2S= SH2S/（ 1+C* ） (8) 式中： SCO2二氧化碳在甲醇中的溶解度， Ln/Kg； Ｃ 與溫度有關(guān)的常數(shù)， ℃、 50℃、 ℃時(shí)數(shù)值分別是 8 10 10 10 7 表 2 不同溫度和壓力下 CO2在甲醇中的溶解度（ cm3CO2/g）℃ 26℃ 36℃ 45℃ 60℃ 備注 MPa MPa MPa MPa MPa 溫 度 壓 力 26℃ 36℃ 45℃ 60℃ 備注 MPa MPa 570 MPa MPa MPa MPa MPa MPa MPa 五 . COS 在甲醇中的溶解度 COS 在甲醇中的溶解度也遵從亨利定律，如圖所示 : 圖 3 圖 3 中所示， COS 在甲醇中的溶解度，隨著壓力的增高而增加。因此，如果低溫甲醇洗工藝是按脫除 CO2進(jìn)行設(shè)計(jì)的，則所有溶解度與 CO2相當(dāng)或比 C02溶解度更大的氣體；如 C2H COS、 H2S、 NH3等及其他硫化物都將一起被脫除而有用
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