净化基础知识

净化基础知识培训讲义内容

净化包括三部分：

1、低温甲醇洗工段

2、硫回收工段

3、压缩机工段

第一章低温甲醇洗工段

第一节概述

从变换工段来的变换气中除含有大量H2、CO、CO2及N2外，同时含有少量的H2S和COS等硫化物，还有CH4、Ar及饱和水分等。含硫化合物是甲醇合成催化剂的毒物，CO2含量过高也会影响甲醇的合成，因此气体在进入合成工序之前，必须将它们脱除干净。此外，为防止水分等介质冻结成固体，堵塞管道和设备，也必须把它们脱除干净。

低温甲醇洗工段的主要任务:

1、脱除变换气中的CO

2、COS、和H2S制的合格净化气。

2、并为硫回收工段提供酸性气体，制的固体硫磺。

3、脱去变换气中的水。

二、脱硫方法的介绍

脱硫的方法主要包括：湿法和干法。

干法脱硫：

氧化锌法、氢氧化铁法、活性炭吸附法、锰矿脱硫法、钴-钼催化加氢法、分子筛法等。

湿法脱硫主要有：

化学法、物理吸收法、物理化学法。

物理吸收法：

水洗法、碳酸丙烯酯法、低温甲醇洗法、NHD法N-2 、甲醇吡咯烷酮法、聚乙二醇二甲醚法等（HNHD）

三、低温甲醇洗的特点：

1、流程分布特点：

（1）我单位采用了五塔流程：

C3001和C3021二氧化碳吸收塔、C3003硫化氢浓缩塔、

C3004 甲醇再生塔、C3005甲醇水分离塔、C3006尾气洗涤塔（2）设备多流程长：

（一）按照温度等级可将整个系统划分为两个区：冷区和热区。

冷区：低于0度以下设备。

冷区包括：C3001和C3021二氧化碳吸收塔、C3003硫化氢浓缩塔及所属的管线和设备。

热区：高于0度以上的设备。

热区包括：C3004 甲醇再生塔、C3005甲醇水分离塔、C3006尾气洗涤塔及所属的管线和设备。

(二)按压力等级分：高压区、中压区和低压区。

高压区包括：C3001和C3021二氧化碳吸收塔及其周围的分离罐和换热器等。

中压区包括：V3002\、V3003两个甲醇闪蒸罐及循环闪蒸气压缩机等设备。

低压区包括：C3003硫化氢浓缩塔、C3004 甲醇再生塔、C3005甲醇水分离塔、C3006尾气洗涤塔及其所属的设备和管

道。

四、低温甲醇洗作为吸收剂吸收CO2、H2S及COS具备以下优点：（1）低温高压下酸性气体在甲醇中的溶解度很大，甲醇的循环量小，动力消耗低。

（2）可同时脱除多种物质：它可以同时脱除原料气中的H2S、COS、RSH、CO2、HCN、NH3、NO以及石蜡烃、芳香烃、粗品油等组分，且可同时脱水使气体彻底干燥，所吸收的有用组分可以在甲醇再生过程中回收。

（3）气体的净化度很高：经甲醇洗涤后的气体净化度高。

（4）溶剂损失少：低温下甲醇的蒸汽压很小，随气体带走的甲醇很少。

（5）甲醇的热稳定性和化学稳定性都较好：甲醇不会被有机硫、氰化物等组分所降解，在操作中甲醇不起泡、不分解，纯甲醇对设备和管道也不腐蚀，因此，设备与管道大部分可以用碳钢或耐低温的低合金钢。甲醇的粘度不大，在-30℃时，甲醇的粘度与常温水的粘度相当，因此，在低温下对传递过程有利。

（6）吸收的选择性比较高：H2S和CO2可以在不同设备或在同一设

备的不同部位分别吸收，而在不同的设备和不同的条件下分别回收。由于低温时H2S和CO2在甲醇中的溶解度都很大，所以吸收溶液的循环量较小，特别是当原料气压力比较高时尤为明显。另外，在低温下H2和CO等在甲醇中的溶解度都较低，甲醇的蒸气压也很小，这就使有用气体和溶剂的损失保持在较低水平。

（7）容易再生：减压后，溶解气体逐渐解吸回收，甲醇热再生后经冷却冷凝，循环使用。

此外，甲醇也比较便宜容易获得。

五、为什么要在低温甲醇洗脱除硫化氢和大量的二氧化碳：

（1）因为硫化氢容易使甲醇合成塔触媒中毒，降低触媒的反应活性。（2）在甲醇合成的反应中：

CO+2H2=CH3OH+Q

CO2+3H2=CH3OH+H2O+Q

因为CO2和水反应生成甲醇和水，所以净化气的二氧化碳越多生成的水也就越多。在甲醇合成反应中水又能阻止副产物二甲醚的生成，所以要把净化脱去大量的二氧化碳，使去甲醇合成的净化气中的二氧化碳含量在3%左右。

六、甲醇的性质：

甲醇是最简单的饱和一元醇，俗称“木精”、“木醇”，其分子式为CH3OH，分子量为32.04。常温常压下，纯甲醇是无色透明、易燃、极易挥发且略带醇香味、刺激性气味的有毒液体。甲醇能和水以任

意比互溶，甲醇蒸汽和空气混合能形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起爆炸。甲醇燃烧时无烟，其燃烧时显蓝色火焰。与氧化剂接触发生化学反应或引起燃烧。在火场中，受热的容器有爆炸危险，其蒸汽比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引起回燃，属危险性类别；试剂甲醇常密封保存在棕色瓶中置于较冷处。

七、甲醇主要用途：

甲醇是一种重要基本有机化工原料和溶剂，在世界上的消费量仅次于乙烯、丙稀和苯。甲醇可用于生产甲醛、甲酸甲酯、香精、染料、医药、火药、防冻剂、农药和合成树脂等；也可以替代石油化工原料，用来制取烯烃（MTP、MTO）和制氢（MTH）；还广泛用于合成各种重要的高级含氧化学品如醋酸、酸酐、甲基叔丁基醚(MTBE)等。

甲醇是较好的人工合成蛋白的原料，蛋白转化率较高，发酵速度快，无毒性，价格便宜。

另外,由于世界石油供给不稳定因素的影响以及世界能源危机与交通运输业蓬勃发展形成了极度尖锐的矛盾。利用甲醇、二甲醚等清洁燃料部分替代汽油、柴油、液化石油气，其燃烧热值高、挥发性好且燃烧气毒物排放量低，在工业上和民用上具有较大的应用潜力。

第二节低温甲醇洗工艺原理

一、气体吸收在化工中的应用

吸收是将气体混合物与适当的液体接触，利用个组分在液体中