煤气化合成气净化工序工艺流程

• • • • 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％ CO： 45.6856％
１、产品：工艺气 1）、生产30万吨合成氨/年时，变换气成份 组成和数量如下： • 流量：155010 Nm3/h • 温度：≤40℃ • 压力：5.50 MPaG • 主要组成： H2：54.0% CO2：43.40% CO： ≤1.5%
２）、生产20 万吨甲醇/年时 ，变换气成份 组成和数量如下：
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。
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。 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；
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，投资少，规模也的生产任务
1.1、本工序的主要任务是使一氧化碳与水蒸
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℃
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。 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。
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；
分子筛对极性分子的吸附力远远大于非极 性分子，因此，从低温甲醇洗工序来的气 体中CO2、CH3OH因其极性大于H2，就被 分子筛选择性地吸附，而H2为非极性分子， 因此分子筛对H2的吸附就比较困难。被吸 附到吸附剂表面上的分子达到一定量，即 达到了吸附平衡吸附剂达到了饱和状态。
2）混合制冷原理
在一定条件下，将一种制冷工质压缩至一定压力， 再节流膨胀，产生焦耳-汤姆逊效应（J-T效应） 即可进行制冷。科学实践已经证明：“将一种气 体在足够高的压力下与另一种气体混合，这种气 体也能制冷”。这是因为在系统总压力不变的情 况下，气体在掺入混合物中后分压是降低的，相 互混合气体的主要组分（如H2与N2、CO、CH4、 Ar等）的沸点至少平均相差33℃ ，最好相差 57℃，这样更有利于低沸点组分H2的提纯和低、 高沸点组份的分离，并且消耗也低。
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。
液氮洗培训教材
一、工艺原理 液氮洗工序的工艺原理包括：吸附 原理、混合制冷原理及液氮洗涤原 理。
1）吸附原理
吸附是一种物理现象，不发生化学变 化。由于分子间引力作用，在吸附剂 表面产生一种表面力。当流体流过吸 附剂时，流体与吸附剂充分接触，一 些分子由于不规则运动而碰撞在吸附 剂表面，有可能被表面力吸引，被吸 附到固体表面，使流体中这种分子减 少，达到净化的目的。
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。 (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。
– 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。
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； 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）。
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。
2.2
产品及副产品规格
• 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： CO+H2O≈CO2+H2+Q 此反应为放热反应，采用高压耐硫钴钼催 化剂。
(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； (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。
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。 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。
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％。
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；
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。
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。