甲醇原料气脱优秀课件
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常温常压下呈气态或固态的混合物在液化后得以分离 • ③需要消耗大量的能量
适用情况： 不仅可以分离液体混合物，还可以通过改变操作压力使常温常压下呈气态或 固态的混合物在液化后得以分离。
吸收分离
原理：
使气体混合物与适当液体接触，气体中的一个或几个 组分溶解于液体中，不能溶解的组分仍保留在气相中于是 混合气体得以分离。
适用情况：对与许多其他方法难以分离的混合物系、 同分异构体物系和热敏性物系等，结晶分离方法 更为有效。
吸附分离：
原理：利用吸附剂与杂质、色素物质、有毒物质、 抗生素之间的分子引力而吸附在吸附剂上。
特点：（1）处理能力较小 ； （2）对溶质的作用较小； （3）可直接从发酵液中分离所需的产物； （4）溶质和吸附剂之间的相互作用及吸附平
衡关系通常为非线形关系 。
适用情况：吸附发酵产品、除去杂质或色素物质、 有毒物质等
• 了解合成甲醇原料气的主要成分，确定脱 CO2方案
• 甲醇原料气主要成分H2 CO CO2 惰性气 体杂质，能使催化剂中毒的毒物，其中 CH4，Ar不参加甲醇合成反应为惰性气体。
• 因为甲醇原料气主要是气体，所以根据经 济和效益，我们选择吸收技术进行脱CO2
• COS等酸性气体有很强的选择性吸收性能。几种气体在碳 酸丙酯中的溶解度如图6-5所示。由图可知：由于H2S、 COS、CH3SH在聚乙二醇二甲醚中的溶解度高于CO2， 所以用聚乙二醇二甲醚溶剂吸收CO2时，可同时吸收原料 气中的H2S、COS、CH3SH。 NHD在吸收H2S、CO2、 COS同时，H2、CO也会被吸收，但是这些气体在NHD中 的溶解度要小得多。 吸收了CO2的聚乙二醇二甲醚的溶 液（富液）要进行再生循环使用，通常采用减压加热和气 提的方法再生。
特点：进行接触的两种液体必须是单独的两相，它 们必须是不互溶或部分互溶。
适用情况：1、沸点差很小 2、溶质含量低 3、 沸点很高，需要真空精馏 4、 热敏性材料
结晶分离
原理：固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物 中析出。
特点：
以晶体形态出现，能从杂质含量很高的溶液或 多组分熔融状态混合物中获得非常纯净的晶体产 品 。结晶操作能耗低，对设备材质要求不高，一 般也很少有三废的排放。
吸收剂的选用原则
• 吸收剂性能的好坏，往往成为决定吸收操作效果是否良好的关键，因 此在选择吸收剂时应考虑以下几点。
1，对吸收质的溶解度大，以提高吸收速率并减少吸收剂的需用量。 2，对吸收质的选择性好，对吸收质组分以外的其他组分的溶解度要很低
或基本不吸收。 3，挥发性低，以减少吸收和再生过程中吸收剂的挥发损失。 4，对设备腐蚀性小或无腐蚀性，尽可能无毒。 5，操作温度下吸收剂应具有较低的黏度，且不易产生泡沫，以实现吸收
• 我们组选用聚乙二醇二甲醚作为吸收剂
• 操作步骤
• 由脱硫来的气体经气-气换热器冷却之后进入脱碳塔，与塔上部喷淋下来的温 度为-5℃贫液逆流接触，吸收掉其中的部分CO2后，净化气从脱碳塔顶部引 出分离液体后经气-气换热器加热后送往后工序。吸收了CO2的溶液（富液） 从塔底引出，在塔内吸收CO2过程中，由于的溶解 147热和气体放热使溶液 温度升高，出塔底的富液温度升高达7.2℃，富液进入水利透平，回收静压能， 压力降至0.78后进入高压闪蒸槽，闪蒸槽压力为0.75MPa，部分溶解的CO2 和大部分氢在此解吸出来，从高压闪蒸槽底部出来的溶液减压进入低压闪蒸 槽，低压闪蒸槽内压力0.078 MPa，此时有大部分溶解的CO2解吸出 来。闪 蒸出来的CO2送回收工序。低压闪蒸槽底部出来的溶液由富液泵送往再生塔， 用氮气或是空气进行气提，气提后的贫液经贫液泵加压、氨冷器冷却后送往 脱碳塔顶部。 空气作为气提气由罗茨鼓风机加压后，先去空气冷却器，与富 液泵出口的一部分富液进行热量交换。空气温度降至8-10℃，经气水分离器 分离液滴后，进入气提再生塔下部。空气在塔内自下而上与塔顶喷淋而下的 溶液逆流接触，然后经塔顶除去夹带液滴后放空。 由冰机液氨贮槽来的液氨 进入氨冷器。在氨冷气内与溶剂换热蒸发，气氨经雾沫分离器分离后送冷冻 工段。 由脱硫来的气体经气-气换热器冷却之后进入脱碳塔，与塔上部喷淋下 来的温度为-5℃贫液逆流接触，吸收掉其中的部分CO2后，净化气从脱碳塔 顶部引出分离液体后经气-气换热器加热后送往后工序。 吸收了CO2的溶液 （富液）从塔底引出，在塔内吸收CO2过程中，由于的溶解 147热和气体放 热使溶液温度升高，出塔底的富液温度升高达7.2℃，富液进入水利部分溶解 的CO2和大部分氢在此解吸出来，从高压闪蒸槽底部出来的溶液减压进入低 压闪蒸槽，低压闪蒸槽内压力0.078 MPa，此时有大部分溶解的CO2解吸出 来。闪蒸出来的CO2送回收工序。
塔内良好的气流接触状况。 6，要考虑到价廉，易得，化学稳定性好，便于再生，不易燃烧等经济和
安全因素。
工业上的气体吸收，很多采用水作为吸收剂，难溶于水的气体才采 用其他吸收剂：为了提高气体吸收的效果，也常采用与溶质气体发生 化学反应的物质作为吸收剂。
• 聚乙二醇二甲醚法（NHD）
• 聚乙二醇二甲醚脱碳是一个典型的物理吸收过程，聚乙二 醇二甲醚溶剂对H2S、CO2、
甲醇原料气脱
• 确定合成甲醇原料气脱CO2的方案： （1）了解传质分离方法，原理，及特点，了
解合成甲醇原料气的主要成分，确定脱CO2 的分离方法。
（2）了解吸收剂的选用原则，选用适宜的吸 收剂；
（3）了解吸收装置与设备，确定基本操作流 程；
（4）编制吸收分离方案。
传质分离方法、原理、及特点
常见的传质分离方法有以下四种： ①：蒸馏分离②：吸收分离③：萃取分离④：结晶分离 ⑤：吸附分离
蒸馏分离wenku.baidu.com原理：利用混合物中各组分间挥发度不同的性质，通过加入或移出热量的方法，
使混合物形成气液两相，并让它们相互接触进行质量传递和热量传递，致使 易挥发组分在气相中增浓，难挥发祖坟在液相中增浓，实现混合物的分离 。 特点：
可以直接获得所需要的产品需要消耗大量的能量。 • ②适用的范围广泛，不仅可以分离液体混合物，还可以通过改变操作压力是
特点：
可以单组分吸收，也可以多组分吸收；可以等 温吸收， 也可以非等温吸收；可以物理吸收，也可以化学吸收。
适用情况：混合气体的分离。如：原料气的净化、有用组分 的回收、某些溶液产品的制取、废气的治理等。
萃取分离
原理：在液体混合物（原料液）中就加入一个与 其基本不相混容的液体作为溶剂，造成第二相， 利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同 而使原料液混合物得以分离的单元操作。
物理吸收法是利用CO2能溶于有机溶剂的特性来进行的，吸 收能力的大小取决于CO2在该溶剂中的溶解度。在低温甲 醇法、聚乙二醇二甲醚法和碳酸丙烯酯法中，聚乙二醇二 甲醚法比碳酸丙烯酯法对CO2的溶解度大，而且对H2S的 溶解度很大。所以聚乙二醇二甲醚法尤其适合于含CO2的 气体中选择性的吸收H2S的场合。甲醇是吸收CO2、H2S 和COS等酸性气体的良好溶剂，尤其在低温下，上述气体 在甲醇中的溶解度更大，当温度低于-30℃，溶解度随温 度的降低而剧增，所以低温下适合采用甲醇吸收气体中的 CO2。此外，物理吸收法中的NHD法成本最低，其次是碳 酸丙烯酯法。
适用情况： 不仅可以分离液体混合物，还可以通过改变操作压力使常温常压下呈气态或 固态的混合物在液化后得以分离。
吸收分离
原理：
使气体混合物与适当液体接触，气体中的一个或几个 组分溶解于液体中，不能溶解的组分仍保留在气相中于是 混合气体得以分离。
适用情况：对与许多其他方法难以分离的混合物系、 同分异构体物系和热敏性物系等，结晶分离方法 更为有效。
吸附分离：
原理：利用吸附剂与杂质、色素物质、有毒物质、 抗生素之间的分子引力而吸附在吸附剂上。
特点：（1）处理能力较小 ； （2）对溶质的作用较小； （3）可直接从发酵液中分离所需的产物； （4）溶质和吸附剂之间的相互作用及吸附平
衡关系通常为非线形关系 。
适用情况：吸附发酵产品、除去杂质或色素物质、 有毒物质等
• 了解合成甲醇原料气的主要成分，确定脱 CO2方案
• 甲醇原料气主要成分H2 CO CO2 惰性气 体杂质，能使催化剂中毒的毒物，其中 CH4，Ar不参加甲醇合成反应为惰性气体。
• 因为甲醇原料气主要是气体，所以根据经 济和效益，我们选择吸收技术进行脱CO2
• COS等酸性气体有很强的选择性吸收性能。几种气体在碳 酸丙酯中的溶解度如图6-5所示。由图可知：由于H2S、 COS、CH3SH在聚乙二醇二甲醚中的溶解度高于CO2， 所以用聚乙二醇二甲醚溶剂吸收CO2时，可同时吸收原料 气中的H2S、COS、CH3SH。 NHD在吸收H2S、CO2、 COS同时，H2、CO也会被吸收，但是这些气体在NHD中 的溶解度要小得多。 吸收了CO2的聚乙二醇二甲醚的溶 液（富液）要进行再生循环使用，通常采用减压加热和气 提的方法再生。
特点：进行接触的两种液体必须是单独的两相，它 们必须是不互溶或部分互溶。
适用情况：1、沸点差很小 2、溶质含量低 3、 沸点很高，需要真空精馏 4、 热敏性材料
结晶分离
原理：固体物质以晶体状态从蒸汽、溶液或熔融物 中析出。
特点：
以晶体形态出现，能从杂质含量很高的溶液或 多组分熔融状态混合物中获得非常纯净的晶体产 品 。结晶操作能耗低，对设备材质要求不高，一 般也很少有三废的排放。
吸收剂的选用原则
• 吸收剂性能的好坏，往往成为决定吸收操作效果是否良好的关键，因 此在选择吸收剂时应考虑以下几点。
1，对吸收质的溶解度大，以提高吸收速率并减少吸收剂的需用量。 2，对吸收质的选择性好，对吸收质组分以外的其他组分的溶解度要很低
或基本不吸收。 3，挥发性低，以减少吸收和再生过程中吸收剂的挥发损失。 4，对设备腐蚀性小或无腐蚀性，尽可能无毒。 5，操作温度下吸收剂应具有较低的黏度，且不易产生泡沫，以实现吸收
• 我们组选用聚乙二醇二甲醚作为吸收剂
• 操作步骤
• 由脱硫来的气体经气-气换热器冷却之后进入脱碳塔，与塔上部喷淋下来的温 度为-5℃贫液逆流接触，吸收掉其中的部分CO2后，净化气从脱碳塔顶部引 出分离液体后经气-气换热器加热后送往后工序。吸收了CO2的溶液（富液） 从塔底引出，在塔内吸收CO2过程中，由于的溶解 147热和气体放热使溶液 温度升高，出塔底的富液温度升高达7.2℃，富液进入水利透平，回收静压能， 压力降至0.78后进入高压闪蒸槽，闪蒸槽压力为0.75MPa，部分溶解的CO2 和大部分氢在此解吸出来，从高压闪蒸槽底部出来的溶液减压进入低压闪蒸 槽，低压闪蒸槽内压力0.078 MPa，此时有大部分溶解的CO2解吸出 来。闪 蒸出来的CO2送回收工序。低压闪蒸槽底部出来的溶液由富液泵送往再生塔， 用氮气或是空气进行气提，气提后的贫液经贫液泵加压、氨冷器冷却后送往 脱碳塔顶部。 空气作为气提气由罗茨鼓风机加压后，先去空气冷却器，与富 液泵出口的一部分富液进行热量交换。空气温度降至8-10℃，经气水分离器 分离液滴后，进入气提再生塔下部。空气在塔内自下而上与塔顶喷淋而下的 溶液逆流接触，然后经塔顶除去夹带液滴后放空。 由冰机液氨贮槽来的液氨 进入氨冷器。在氨冷气内与溶剂换热蒸发，气氨经雾沫分离器分离后送冷冻 工段。 由脱硫来的气体经气-气换热器冷却之后进入脱碳塔，与塔上部喷淋下 来的温度为-5℃贫液逆流接触，吸收掉其中的部分CO2后，净化气从脱碳塔 顶部引出分离液体后经气-气换热器加热后送往后工序。 吸收了CO2的溶液 （富液）从塔底引出，在塔内吸收CO2过程中，由于的溶解 147热和气体放 热使溶液温度升高，出塔底的富液温度升高达7.2℃，富液进入水利部分溶解 的CO2和大部分氢在此解吸出来，从高压闪蒸槽底部出来的溶液减压进入低 压闪蒸槽，低压闪蒸槽内压力0.078 MPa，此时有大部分溶解的CO2解吸出 来。闪蒸出来的CO2送回收工序。
塔内良好的气流接触状况。 6，要考虑到价廉，易得，化学稳定性好，便于再生，不易燃烧等经济和
安全因素。
工业上的气体吸收，很多采用水作为吸收剂，难溶于水的气体才采 用其他吸收剂：为了提高气体吸收的效果，也常采用与溶质气体发生 化学反应的物质作为吸收剂。
• 聚乙二醇二甲醚法（NHD）
• 聚乙二醇二甲醚脱碳是一个典型的物理吸收过程，聚乙二 醇二甲醚溶剂对H2S、CO2、
甲醇原料气脱
• 确定合成甲醇原料气脱CO2的方案： （1）了解传质分离方法，原理，及特点，了
解合成甲醇原料气的主要成分，确定脱CO2 的分离方法。
（2）了解吸收剂的选用原则，选用适宜的吸 收剂；
（3）了解吸收装置与设备，确定基本操作流 程；
（4）编制吸收分离方案。
传质分离方法、原理、及特点
常见的传质分离方法有以下四种： ①：蒸馏分离②：吸收分离③：萃取分离④：结晶分离 ⑤：吸附分离
蒸馏分离wenku.baidu.com原理：利用混合物中各组分间挥发度不同的性质，通过加入或移出热量的方法，
使混合物形成气液两相，并让它们相互接触进行质量传递和热量传递，致使 易挥发组分在气相中增浓，难挥发祖坟在液相中增浓，实现混合物的分离 。 特点：
可以直接获得所需要的产品需要消耗大量的能量。 • ②适用的范围广泛，不仅可以分离液体混合物，还可以通过改变操作压力是
特点：
可以单组分吸收，也可以多组分吸收；可以等 温吸收， 也可以非等温吸收；可以物理吸收，也可以化学吸收。
适用情况：混合气体的分离。如：原料气的净化、有用组分 的回收、某些溶液产品的制取、废气的治理等。
萃取分离
原理：在液体混合物（原料液）中就加入一个与 其基本不相混容的液体作为溶剂，造成第二相， 利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同 而使原料液混合物得以分离的单元操作。
物理吸收法是利用CO2能溶于有机溶剂的特性来进行的，吸 收能力的大小取决于CO2在该溶剂中的溶解度。在低温甲 醇法、聚乙二醇二甲醚法和碳酸丙烯酯法中，聚乙二醇二 甲醚法比碳酸丙烯酯法对CO2的溶解度大，而且对H2S的 溶解度很大。所以聚乙二醇二甲醚法尤其适合于含CO2的 气体中选择性的吸收H2S的场合。甲醇是吸收CO2、H2S 和COS等酸性气体的良好溶剂，尤其在低温下，上述气体 在甲醇中的溶解度更大，当温度低于-30℃，溶解度随温 度的降低而剧增，所以低温下适合采用甲醇吸收气体中的 CO2。此外，物理吸收法中的NHD法成本最低，其次是碳 酸丙烯酯法。