【正文】 。 氣提 N2量的多少對低溫甲醇洗單元的整個冷量的平衡影響較大，氣提 N2量越多，氣提后的溶液溫度就越低，系統(tǒng)冷量回收越多，冰機提供的冷量就越少，因此在管網(wǎng)允許的范圍內，盡量多提供氣提氮氣。 N2氣提 用吹入惰性氣體方法，降低相界面上方氣相中酸性氣體分壓，將甲醇溶劑中剩余的酸性氣體從溶劑中趕走，以提高溶劑的貧液度。主要回收 H N2和 CO 等有用氣體，并獲得高純度的 CO2。 減壓過程中溶液的溫度降低，與解吸氣體的量、組分以及其溫度、壓力降有關。 減 壓閃蒸 減壓閃蒸解吸，是最經(jīng)濟的再生方法。因而通過溫度和其他工藝參數(shù)的改變，甲醇能從原料氣中選擇性吸收 H2S、 COS、 CO2 等氣體。 ??PVSmin＝ 7 各種氣體在甲醇中的溶解度與溫度的關系如上圖所示。 MPa) 由上式可知，吸收氣體組份所需要的甲醇最低流率與原料氣的總壓以及該組份的溶解度系數(shù)成反比，與原料氣流率成正比，而與該組份在原料氣中的濃度無關。日常生產(chǎn)中常維持偏高的循環(huán)量，以防氣量波動而引起甲醇洗滌塔出口凈化氣中 H2S和 CO2含量的超標。因而在整個裝置中通過甲醇的閃蒸來為系統(tǒng)提供冷量，同時還設置了丙烯冷卻器來補充吸收過程中不夠的冷量。由于甲醇的熔點低，在低溫時粘度不大，甲醇噴淋和流動好，吸收溫度一般選為 70～ 20℃。另，硫化物在甲醇中的溶解度比二氧化碳還要大，吸收的速度更快，因此可以采用分段吸收和再生的方法來得到高濃度的硫化物和二氧化 6 碳。升高壓力，可以增加硫化物在甲醇中的溶解度。 壓力 吸收壓力高，吸收推動力就大，可以提 高氣體的凈化度，但其操作壓力將服從整個系統(tǒng)壓力。 5 甲醇的密度 純甲醇的密度 /溫度表 溫度℃ 80 70 60 50 40 30 20 密度 kg/L 溫度℃ 10 0 10 20 30 40 密度 kg/L 甲醇的沸點 不同壓力下的甲醇沸點表 壓力 mmHg 1 10 20 40 100 200 400 760 2at 10at 20at 50at 溫度℃ 44 6 5 84 138 214 不同氣體在甲醇中的溶解熱 不同氣體在甲醇中的溶解熱表 氣體 H2S CO2 COS H2 CH4 CS2 溶解熱KJ/mol 二氧化碳和硫化氫在甲醇中的溶解熱不大，但其溶解度較大，因而吸收塔內仍有明顯的溫度提高，為了保持一定的吸收效果，吸收塔中部設置冷凍設備以 排除吸收放熱。同樣，也難以從甲醇中清除有機雜質。沸點 ～ ℃，熔點 ℃，敞口容器中閃點 16℃，自燃點 473℃，在空氣中的爆炸范圍 6～％（ V）。 甲醇分子式為 CH3OH，分子量 。 吸收分離就是利用溶劑對氣體混合物中各組分溶解度的不同，有選擇性地吸收溶解度大的氣體，達到從氣體混合物除去或進一步回收該氣體的目的。 2. 亨利定律 在一定溫度和平衡狀態(tài)下，一種氣體在溶液里的溶解度和該氣體的平衡分壓成正比。 用公式表示為： aaa 0 XPP ?? （ 11） 其中 ： PA ――混合 溶液中溶劑的蒸氣壓 PA176。 4 二．低溫甲醇洗的基本原理 拉烏爾定律和亨利定律是研究氣體氣液相平衡的兩個基本定律，被吸收的氣體在甲醇中的氣液相平衡同樣符合這兩個基本定律。因此，酸性氣體的脫除選用物理方法，物理方法中又有 NHD 和低溫甲醇洗兩種工藝可供選擇，從運行費用和脫硫、脫 碳效果上比較，低溫甲醇洗比 NHD 更具優(yōu)勢，因此選用低溫甲醇洗工藝。對于大型裝置，減少溶劑循環(huán)量對降低能耗和操作費用十分重要。典型的物理吸收法有低溫甲醇洗和 NHD 法等。主要優(yōu)點在于物理溶劑吸收氣體遵守亨利定律，吸收能力僅與被溶解的氣體分壓成正比；溶劑的再生比較容易，只要減壓閃蒸，或利用惰性氣體氣提，即可達到再生效果，再生熱耗低。 物理吸收 法是利用二氧化碳、硫化氫等能溶解于水或某些有機溶劑的特性，采用如水洗法、碳酸丙烯脂法、低溫甲醇洗法、聚乙二醇二甲醚法等。主要優(yōu)點是吸收速度快，凈化度高，按化學計算反應進行，吸收壓力對吸收能力影響不大等。 根據(jù)氣體組分溶解在吸收劑的過程中產(chǎn)生化學反應與否，可以分為化學吸收、物理吸收和物理化學吸收法。利用溶解度的差異來分離氣體混合物的操作稱為吸收。 生產(chǎn)裝置的技術改造 自國內第一套低溫甲醇洗裝置開車以來，通過長期的生產(chǎn)實踐，特別是裝置的技術標定，對低溫甲醇洗裝置原設計中存在的問題進行技術改造，取得了良好的經(jīng)濟效益。 生產(chǎn)設備的國產(chǎn)化 低溫甲醇洗設備大部分已由國內制造，包括關鍵設備繞管式換熱器。 2. 國內低溫甲醇洗工藝的開發(fā) 我國對低溫甲醇洗工藝的開發(fā)起步較晚，但經(jīng)過 20年的努力，已取得了一些進展。此外， Linde 公司還對其專利設備繞管式換熱器的結構進行了改進，增強其防堵性能，更加便于檢查、維修和清洗。如 Linde 公司原設計的貧甲醇換熱器采用整體不銹鋼的繞管式換熱器，換熱面積約 2020M2，繞管長，易堵塞。 Lurgi 公司最突出的改進是改用新 2 型設計的塔板，包括 Thomann、 Tunnel、 Kettel 型塔板等，大大提高了塔的操作彈性。 設備方面的改進 低溫甲醇洗裝置中的低溫塔設備，由于操作工況和介質的特殊性，要求氣液接觸好、壓降低、操作彈性大、耐低溫、耐腐蝕等，因此均采用板式塔。 Linde 和 Lurgi 流程的優(yōu)化和合理設計 通過對流程的模擬優(yōu)化和合理設計，尋找裝置投資和操作費用的最佳點，在滿足工藝要求的前提下，努力簡化流程，裝置投資得以降低。 Linde 低溫甲醇洗為選擇性的一步法脫硫、脫碳，采用專利設備繞管式換熱器，具有流程短、布置緊湊的特點。 第一章 .低溫甲醇洗工藝的發(fā)展 一、 國內外低溫甲醇洗技術的發(fā)展 linde 和 Lurgi 的低溫甲醇洗技術在工藝流程、設備設計和工程實施上各有特點。其首先用于南非煤加壓氣化工業(yè)裝置的煤氣凈化，隨后相繼用于凈化城市煤氣中的 硫化物、輕質天燃氣、二氧化碳及水分，從變換氣中提取高純度的 H2，天然氣脫硫等的氣體凈化裝置中。二氧