煤气化合成气净化工序工艺流程

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
4.3 为使吸收了酸性气体的富甲醇中 的H2S、COS等得到浓缩,则利用 H2S、COS等在溶剂中溶解度更高 的条件,采用了氮气气提解吸,达 到H2S、COS等得到浓缩目的;
4.4、为保证吸收后所得净化气体的净 化度到20ppm(对于CO2),最终采用 了把甲醇加热到沸点解吸,解吸后的 甲醇,不再溶解有任何酸性气体,将 此净甲醇经与低温的富甲醇换冷后, 送到吸收塔进行吸收,确保净化气体 的净化度到20 ppm(对于CO2)。
(优选)煤气化合成气净 化工序工艺流程
一、工艺原理
空气中的主要成分是氧20.93 ( v) %和氮78.13 ( v) % ,它们分别以分子状态存在。
氧是地球上一切有机生命体赖以生存的物质。它 很容易与其他物质发生化学反应而生成氧化物, 在氧化反应过程中会产生大量热量。因此,氧作 为氧化剂和助燃剂在冶金、化工、能源、机械、 国防工业等部门得到广泛应用。
1.3 膜分离法
它是利用一些有机聚合膜的渗透选择性, 当空气通过薄膜(0. lμm)或中空纤维膜时, 氧气穿过薄膜的速度约为氮的4-5倍,从而 实现氧、氮的分离,这种方法装置简单, 操作方便,启动快, 少,规模也只宜中、 小型。
变换培训教材
一、变换岗位的生产任务
1.1、本工序的主要任务是使一氧化碳与水蒸 气在高温下借助催化剂的作用转化成二氧 化碳和氢气,既除去了对合成氨有害的一 氧化碳气体,又为合成氨制取了原料气所 需要的氢气,使总变换率大于95%。
(b)保证甲醇的充分再生。
(c)要保证所回收的二氧化碳产品的纯度,以满足尿素 或下游工序对二氧化碳的要求。
(d)溶液热再生时放出的硫化氢气体要符合下游工序要 求。
(e)吸收时溶液要求低温、加压。
(f)注意防止系统中水分的积累,甲醇蒸馏塔的脱水能力 要足够,避免甲醇中水分含量增长,影响吸收效果。
(g)排放物要符合规定的指标,排放尾气中 的硫化氢含量与排放水中的甲醇含量不能 超过排放标准;
除CO、CH4、Ar等杂质的目的,此过程是在液氮洗工序的核心设备—氮洗塔中完成的。
产冷:为了开车启动期间的逐渐降温; 2H2S+SO2→3S+2H2O (3)
• 主要组成: H :54.0% 2 低温精馏方法可以通过若干物理过程来达到,这些过程包括:
3)、生产精制煤气时,气体规格为
CO: ≤1.5% 先将空气通过压缩、膨胀降温.
2.2 产品及副产品规格
1、产品:工艺气 3、甲醇的化学稳定性好、冰点低。
1 低温甲醇洗是指甲醇在一定压力和低温下,把变换气中所含的酸性气体如CO2、H2S、COS和硫醇等脱除的工艺过程。
采用物理吸附法,脱除掉所有可能在低温下固化的杂质;
(e)吸收时溶液要求低温、加压。
1)、生产30万吨合成氨/年时,变换气成份 9MPaG配到净化气中,其分压下降为PN2=1.
制氨中同时脱除硫化氢与二氧化碳的一步法 低温甲醇洗流程如图6-9所示。
2.3工艺条件确定的主要依据
(1)吸收压力
由原料气制备所采用的技术路线决定。
(2)吸收温度
吸收温度对酸性气体在甲醇中的溶解度影响很大。 温度越低.酸性气体的溶解度越大。压力确定后, 净化气的最终净化指标与吸收温度有关,而由气 液平衡决定。由于吸收过程中有溶解热放出,因 此要保证吸收塔的温度条件,就应考虑吸收液的 冷却问题。
热回收同时采用化学除氧除掉锅炉给水中 的残余氧,进一步降低锅炉给水中的氧含 量,以保证向本岗位和其他岗位输送合格 的锅炉给水及冷热密封水。
低温甲醇洗培训教材
一、甲醇洗装置的工艺原理
1.1 低温甲醇洗是指甲醇在一定压 力和低温下,把变换气中所含的酸性 气体如CO2、H2S、COS和硫醇等脱 除的工艺过程。由于甲醇吸收酸性气 体的过程没有化学反应发生,因此属 物理吸收。
(3)溶液的最小循环量和吸收塔的液气比 L/G
(4)净化气中有害组分的浓度与再生条件
(6)再生解吸的工艺条件
中间解吸的压力与温度的选择,其准则是二氧 化碳、硫化氢等待脱除组分的解吸量最小的情况 下,使氢气等有用组分尽可能完全地解吸出来。 由于氢气在甲醇中的溶解度有其特殊性,中间解 吸前使溶液温度降低对氢的回收是有利的,同时 又可减少二氧化碳、硫化氢组分的解吸。
CO2:43.40%
2)、生产20 万吨甲醇/年时 ,变换气成份 组成和数量如下:
• 流量:98765.78 Nm3/h • 温度:≤40℃ • 压力:5.50 MPaG • 主要组成:H2:46.17%
CO:18.00%
CO2:33.80%
3)、生产精制煤气时,气体规格为
• 水煤气流量:18000 Nm3/h • 温度:≤40℃ • 压力:5.53 MPaG • 主要组成:H2:35.02% CO2:18.55%
二氧化碳解吸时压力低是有利的,但考虑到下游 工序如尿素生产等对二氧化碳气的压力要求,二 氧化碳解吸塔的压力一般不低于~0.3MPa。二 氧化碳解吸的温度条件还要考虑到可能引起的硫 化氢对二氧化碳产品污染与甲醇溶剂的损失。
三、甲醇溶剂与其它溶剂相比有 如下的优点:
3.1、在低温、高压下,甲醇吸收酸性气体 的量远大于对N2,CO,H2,CH4等的量, 即选择性好,从而大大降低了甲醇的循环 量和减少了有效气体H2和CO的损失。
在我厂合成氨生产过程中,氧气用于煤粉 的气化工序,以强化工艺过程,提高化肥 产量。
空气中的氧、氮等分子是均匀地相互掺混 在一起的,要将它们分开是较困难的,目 前主要有3种分离方法。
1.1 低温法
要将空气液化,需将空气冷却到100K以下 的温度,这种制冷叫深度冷冻;而利用沸点 差将液空分离的过程叫精馏过程.
3.2、甲醇在低温下平衡蒸汽压低,故甲醇 损失少。
3.3、甲醇的化学稳定性好、冰点低。
3.4、甲醇的粘度小和腐蚀性小。
3.5、甲醇的吸收能力大(约是水的100 倍,苯菲尔化学溶剂的10倍),且价 廉易得。
但甲醇溶剂也有如下的缺点:
1)因其工艺是在低温下操作,因此设备 的材质要求高。
2)为降低能耗,回收冷量,换热设备特 多从而使流程变长。
CO: 45.6856%
2、副产品
1)、中压蒸汽S1: • 压力:4.0 MPaG • 温度:425 ℃
2)、低压蒸汽S3和S4: • 压力: 0.35 MPaG 和1.0MPaG • 温度:饱和
3、锅炉给水、冷热密封水: 1)、高压锅炉给水(BW):经过变换岗位
的锅炉给水加热器E0904后: • 压力:5.2 MPaG 温度:225℃ 2)、低压锅炉给水(BW): • 压力:1.3MPaG 温度:132 ℃ 3)、热密封水(SW): • 压力:8.3 MPaG 温度:132℃ 4) 、冷密封水(EW): • 压力:8.3 MPaG 温度:40℃
低温法实现空气分离是深冷与精馏的组合, 是目前应用最为广泛的空气分离方法。
低温法分离空气设备均由以下四大部分组 成:空气压缩、膨胀制冷;空气中水份、 CO2等杂质的去除;空气通过换热冷却、液 化;空气精馏、分离;
先将空气通过压缩、膨胀降温.直至空气液 化,再利用氧、氮的气化温度(沸点)不同.沸 点低的氮相对于氧要容易气化这个特性, 在精馏塔内让温度较高的蒸气与温度较低 的液体不断相互接触,液体中的氮较多地 蒸发,气体中的氧较多地冷凝.使上升蒸气 中的含氮量不断提高,下流液体中的含氧 量不断增大,以此实现将空气分离。
本厂使用氮气气提解吸法。
1.3 低温甲醇洗的吸收动力学
实验中发现吸收过程的速率只取决于 二氧化碳的扩散速率,在相同的条件 下硫化氢的吸收速率约为二氧化碳吸 收速率的10倍。温度降低时吸收速率 缓慢减小。
二、低温甲醇洗生产工艺流程及 其分析
2.1 (1)甲醇洗工艺流程配置主要应考虑以下问题:
(a)保证净化气的净化指标。
CO+H2O≈CO2+H2+Q 此反应为放热反应,采用高压耐硫钴钼催 化剂。பைடு நூலகம்
出第一变换炉(R0901)的气体温度为 463℃,一氧化碳降至6.18%左右,经换热 降温至270℃左右,进入二段变换炉 (R0902),继续与水蒸汽发生变换反应:
CO+H2O≒CO2+H2+Q
出第二变换炉的气体,CO含量降至1.5%, 经过降温分离后送至低温甲醇洗脱硫脱碳。
• 流量:155010 Nm /h 度降低;
3
克劳斯法回收硫的基本反应如下:
13 ( v) % ,它们分别以分子状态存在。
• 温度:≤40℃ H2S+3/2O2→SO2+H2O (2)
3 低温甲醇洗的吸收动力学
2、甲醇在低温下平衡蒸汽压低,故甲醇损失少。
• 压力:5.50 MPaG 液氮洗涤近似于多组分精馏,它是利用氢气与CO、Ar、CH4的沸点相差较大,将CO、CH4、 Ar从气相中溶解到液氮中,从而达到脱
3)甲醇有毒,会影响人的健康。
四、低温甲醇洗工序的流程:
4.1 甲醇吸收变换气中的酸性气体,采 用加压吸收;为降低吸收温度,把吸收 了酸性气体的富甲醇,采用先预冷再减 压解吸,以得到更低的系统温度,并通 过热量交换使净甲醇的吸收温度降低;
4.2 为回收变换气中的CO2,设置了 单独的产品CO2塔,以在富甲醇解 吸时,CO2在此塔中释出;
采用物理吸附法,脱除掉所有可能在低温下固化的杂质;
06 MPaG进入H2S燃烧炉,在H2S燃烧炉中,酸性气和一定比例的反应空气发生燃烧反应,反应生成的SO2和燃烧反应剩余的H2S进
组成和数量如下: 一步发生部分克劳斯反应,
一、变换岗位的生产任务
为降低吸收温度,把吸收了酸性气体的富甲醇,采用先预冷再减压解吸,以得到更低的系统温度,并通过热量交换使净甲醇的吸收温
(h)要有安全防护和防腐措施;
(i)要有一定的操作弹性和必要的操作控制 手段;
(j)要适应开停车生产操作的特点和要求。
2.2工艺流程
净化部分采用的低温甲醇洗流程主要有两种类型, 即两步法与一步法。前者用低温甲醇洗预先脱硫, 在CO变换后,再用低温甲醇洗脱除二氧化碳; 而后者在耐硫变换之后,用低温甲醇洗同时进行 脱硫和脱碳。
1.2、回收反应热 • 副产过热蒸汽S1,其中过热蒸汽产量为
22.1 t/h; • 副产饱和蒸汽S3和S4; • 预热脱盐水和热回收岗位的高压锅炉给水。
• 1.3、输送变换冷凝液去06、07、08工序;
• 1.4、气提冷凝液中的氨,防止铵盐在系统 中累积, 尾气送往火炬烧掉
二、生产工艺简述
2.1 来自气化工序被蒸汽充分饱和的工艺气 (6.26 MPaG,243℃),经气液分离器分 离掉夹带的液体后,经过预热,温度至290 ℃左右,然后进入第一变换炉(R0901), 在炉内气体发生如下化学反应:
三、热回收工艺原理
3.1热回收岗位主要向本工序和其他工 序供应锅炉给水、冷、热密封水。
由脱盐水站来的脱盐水经变换岗位预 热后,大部分水送热电厂,其余部分 送热回收岗位进行高压除氧。热回收 除氧岗位采用0.35 MPaG 的S3蒸汽加 热脱盐水 ,进行热力除氧。
3.2 热力除氧的原理是依据亨利定律,即任 何气体在水中的溶解度与此气体在气水分 界面上的分压成正比,对应压力下饱和温 度的水,水蒸汽分压达到最大,而气体的 分压达到最小。
1.2 甲醇吸收了CO2、H2S、COS等酸性气体,需 进一步再生循环使用,再生有三种方法:
1)减压解吸法,即吸收了溶质的溶剂,通过节 流和降低系统的总压(甚至到负压),实现溶 质的解吸。
2)气提解吸法,即导入惰性气,降低溶质分压, 实现溶质的解吸。
3)加热解吸法,即用外来的热量把溶剂加热到 沸腾,使溶质在溶剂中的溶解量为零。
低温精馏方法可以通过若干物理过程来达到,这 些过程包括:
– 空压机,其最基本的作用是使流体有能力沿工 艺线路流动;
– 采用物理吸附法,脱除掉所有可能在低温下固 化的杂质;
– 换热器:用以使空气降温和复热产品气体; – 产冷:为了开车启动期间的逐渐降温;
– 补偿系统的冷损:空气与产品气之间的温差,产液体, 装置的跑冷损失;
– 脱除所有易与氧发生危险反应的有害杂质(如 碳氢化合物);
– 低温分离工艺(精馏);
1.2 吸附法
它是让空气通过充填有某种多孔性物质--分子筛的吸附塔,利用分子筛对不同的分 子具有选择性吸附的特点,有的分子筛对 氮具有较强的吸附性能,让氧分子通过, 因而可得到纯度较高的氧气;有的分子筛(碳 分子筛等)对氧具有较强的吸附性能,让氮 分子通过,因而可得到纯度较高的氮气。
相关文档
最新文档