聚乙二醇二甲醚(NHD溶剂）
NHD技术用于合成气脱硫脱碳工程及设计方案
N HD技术用于合成气脱硫脱碳工程及设计方案林民鸿 郭淑翠(南化集团研究院,南京210048) (河北藁城市化肥总厂) N HD法脱硫脱碳净化技术是一种高效节能的物理吸收方法。
文中阐述了N HD溶剂的优良应用性能及其用于脱硫脱碳的先进设计方案。
河北省藁城市化肥总厂等十几套N HD脱硫脱碳工业装置的成功投产,取得显著的综合经济效益,为N HD 工艺的广泛应用提供了丰富的生产、工程经验。
关键词:合成气 脱硫脱碳 N HD技术 聚乙二醇二甲醚是一种物理吸收溶剂,广泛用于天然气、燃料气、合成气等混合气体中H2S、CO2、CO S、烃、硫醇等组分的吸收,在国外称之为Selexo l工艺。
该工艺是“低能耗”大型氨厂的重要组成部分,是国际公认的节能工艺。
国内南化集团研究院成功开发了类似的N HD净化工艺。
N HD溶剂的物化性质与Selexo l接近,但其组分含量与分子量都不同。
该技术通过化工部鉴定,并被列入“九五”国家级科技成果重点推广计划。
专家认为,N HD法用于脱硫脱碳,具有能耗低、净化度高、操作稳定、设备及流程比较简单的优点.目前已在河北起城市化肥总厂、山东郯城化肥厂等多家中小化肥厂应用,并且取得了较好的经济效益。
该技术属国内首创,具有国际先进水平,特别适用于以煤为原料,酸性气含量高的氨合成气、甲醇合成气和羰基合成气的净化。
以及天然气、油田气、炼厂气、城市煤气中酸性气体的脱除,适合我国国情。
1 N HD溶剂的物理性质和应用性能N HD溶剂的主要成分是聚乙二醇二甲醚的同系物,分子式为CH3O(C2H4O)nCH3,n=2～8,平均分子量为250～280。
同系物中,四乙二醇二甲醚、五乙二醇二甲醚及六乙二醇二甲醚具有优良的使用性能,其含量越高越好。
1.1 物理性质(25℃)密度,1027kg m3蒸汽压,0.093Pa表面张力,0.034N m粘度,4.3M Pa・s比热,2100J (kg・K)导热系数,0.18w (m・K)冰点,-22～-29℃闪点,151℃燃点,157℃1.2 应用性能(1)吸收CO2、H2S、CO S等气体的能力强,溶液循环量小。
2019年NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍
NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍目录第一章基础理论和数据概述NHD溶剂物化性质吸收原理和相平衡规律脱硫工艺参数的选定脱碳工艺参数的选定第二章工艺过程设计工艺说明脱硫脱碳方案比较结论第一章基础理论和数据概述NHD净化技术与美国专利Selexol净化技术类似，并达到同等水平。
NHD溶剂是一种有机溶剂（聚乙二醇二甲醚），它对气体中硫化物和二氧化碳具有较大的溶解能力，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，蒸汽压低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，适合于以煤（油）为原料，酸气分压较高的合成气等的气体净化，脱硫时需消耗少量热量，脱碳时需消耗少量冷量，属低能耗的净化方法。
根据化工部“七五”国家重点科技攻关计划合成氨一条龙中“75—7—6NHD净化技术的研究”合同，即采用NHD物理溶剂法脱除合成原料气中的硫化物和二氧化碳，并选择一个中型厂使用此项技术，然后提供大型厂使用，“七五”为油头和煤头大型厂净化技术作准备，提出气液平衡数据和工业化基础设计。
1988年批准的山东鲁南化肥厂二期扩建工程为年产8万吨合成氨，造气部分引进德士古煤浆气化技术，其它部分由国内配套。
由于煤气中硫化物和二氧化碳含量较高，经多方研究认可选用了NHD溶剂脱除合成气中硫化物和二氧化碳的工艺，于1992年投产。
原料气先经选择脱硫，而后脱碳，H2S经富集后进克劳斯硫回收，在2MPa压力下将含CO2 43%，H2S 4.5克/标米3，COS 13毫克/标米3的变换气净化至CO2 %，总硫1ppm，每吨氨总能耗99万大卡，溶剂损耗公斤。
在气液平衡数据的测定和鲁化厂年产8万吨生产装置的基础上，提供了大型厂设计参数，进行此项年产30万吨合成氨NHD脱硫脱碳基础设计，条件是以德士古煤浆气化气经中低温耐硫变换后的气体为原料，和设定操作压力为。
选用脱CO2溶剂（脱碳富液）选择性脱硫，尔后脱碳，H2S富集后去克劳斯回收的流程，在压力下，原料气含CO2 %，H2S %，COS 18ppm净化至CO2 %，总硫1ppm，每吨氨脱硫及H2S提浓需耗蒸汽吨，脱碳需耗冷量×106KJ，总能耗×106KJ，溶剂损耗公斤，溶剂吸收能力47标米3 CO2/米3。
NHD和低温甲醇洗酸性气脱除工艺的比较和选择
第 ２ 期（ 总 第 １３５ 期） ２００８ 年 ４ 月
煤化工
Ｃｏａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｎｏ．２（ Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１３５） Ａｐｒ． ２００８
ＮＨＤ和低温甲醇洗酸性气脱除工艺的比较和选择
刘庆 （ 安徽淮化集团有限公司， 淮南 ２３２０３８）
摘 要 简 述 了 低 温 甲 醇 洗 工 艺 技 术 和 ＮＨＤ 工 艺 技 术 ， 并 将 两 种 工 艺 进 行 了 技 术 经 济 比 较 ， 以 安 徽 淮 化 集 团 公 司 ３０ 万 ｔ ／ ａ 合 成 氨 项 目 为 实 例 ， 重 点 探 讨 了 低 温 甲 醇 洗 工 艺 的 先 进 性 和 流 程 配 置 的 灵 活 性 ， 介 绍 了 低 温 甲 醇 洗 工 艺 中 塔 板 数 的 确 定 、酸 性 气 中 Ｈ２Ｓ 浓 度 的 控 制 、冷 量 消 耗 的 控 制 等 方 法 ， 结 合 整 个 合 成 氨 装 置 能 量 利 用及消耗的优化， 对低温甲醇洗工艺进行了经济性评价。
Ｖ５— 贫 甲 醇 收 集 罐 Ｖ６— 甲 醇 再 生 塔 回 流 液 分 离 罐 Ｖ７—Ｈ２Ｓ 馏 分 分 离 罐
图 １ 低温甲醇洗典型的五塔工艺流程示意图
变 为 三 塔 流 程（ 即 Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５ 塔） 。
３ 低温甲醇洗工艺相关技术参数的确定
３．１ Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３ 塔 上 段 塔 板 数 的 确 定 Ｃ１ 塔 上 段 的 理 论 塔 板 数 采 用 逐 板 计 算 的 方 法 确
13湿法脱硫--NHD法
湿法脱硫--NHD法NHD(聚乙二醇二甲醚)法是一种脱除酸性气体的物理吸收方法，具有吸收CO2、H2S、COS等体的能力强，能选择性吸收H2S、COS，溶剂无毒无味、无腐蚀性，化学稳定性和热稳定性好，净化流程短，操作稳定方便，净化度高，能耗低等特点。
聚乙二醇二甲醚一般指有一定同系物分布的混合物，其结构式为CH3O(CH2CH2O)n CH3，聚合度n不同，有不同的物性。
聚乙二醇二甲醚(NHD)溶剂(25℃时)的物理性质如表4-10所示。
表4-10聚乙二醇二甲醚(NHD)溶剂(25℃时)的物理性质根据不同的原料，聚乙二醇二甲醚的合成有着多种工艺路线，概括起来主要有醇钠法(又叫单醚法)，相转移催化法。
该技术可配各种原料用各种方法生产的原料气的净化，可灵活地与各种脱硫(NHD本身也能脱硫)、变换、CO精制和合成(氨、甲醇)生产工艺配套，特别适用于以煤为原料，硫化物和二氧化碳含量高的氨合成气和碳基合成气的净化，以及天然气、油田气、炼厂气、城市煤气中酸性气体的脱除，可以替代进口技术。
1958年美国联合化学公司福朗克波特(Frank Porter)发明了在高压下能溶解酸性气体的良好溶剂聚乙二醇二甲醚，商品名称为Selexol。
利用此溶剂发展起来的气体净化方法称Selexol法。
60年代初。
联合化学公司进行了净化合成气、天然气的中型试验，1964年冬建立了第一座工业性试验工厂用来净化合成氨装置的合成气。
1996年世界上已有50多个工业生产装置。
南化集团研究院于1980年起，经过静态平衡和模型试验，筛选出用于脱除H2S、CO2的聚乙二醇二甲醚溶剂(商品名称N助)，测定了CO2、H2S等组份在溶剂中的溶解度及其它热力学数据，在模试中得出了脱硫、脱碳的较佳工艺条件，开发了与Selexol法相似的工艺过程，命名为NHD法。
1984年通过化工部鉴定。
由化工部第一设计院设计的鲁南化肥厂Ⅱ期工程脱碳装置(80000t/a合成氨)和郯城化肥厂第二套脱碳系统(40000t/a合成氨）均采用此技术，并分别于1993.10、1993.12 投运。
NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍
NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍目录第一章基础理论和数据1.1概述1.2NHD溶剂物化性质1.3吸收原理和相平衡规律1.4脱硫工艺参数的选定1.5脱碳工艺参数的选定第二章工艺过程设计2.1工艺说明2.2脱硫脱碳方案比较2.3 结论第一章基础理论和数据1.1概述NHD净化技术与美国专利Selexol净化技术类似，并达到同等水平。
NHD溶剂是一种有机溶剂（聚乙二醇二甲醚），它对气体中硫化物和二氧化碳具有较大的溶解能力，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，蒸汽压低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，适合于以煤（油）为原料，酸气分压较高的合成气等的气体净化，脱硫时需消耗少量热量，脱碳时需消耗少量冷量，属低能耗的净化方法。
根据化工部“七五”国家重点科技攻关计划合成氨一条龙中“75—7—6NHD净化技术的研究”合同，即采用NHD物理溶剂法脱除合成原料气中的硫化物和二氧化碳，并选择一个中型厂使用此项技术，然后提供大型厂使用，“七五”为油头和煤头大型厂净化技术作准备，提出气液平衡数据和工业化基础设计。
1988年批准的山东鲁南化肥厂二期扩建工程为年产8万吨合成氨，造气部分引进德士古煤浆气化技术，其它部分由国内配套。
由于煤气中硫化物和二氧化碳含量较高，经多方研究认可选用了NHD溶剂脱除合成气中硫化物和二氧化碳的工艺，于1992年投产。
原料气先经选择脱硫，而后脱碳，H2S经富集后进克劳斯硫回收，在2MPa压力下将含CO2 43%，H2S 4.5克/标米3，COS 13毫克/标米3的变换气净化至CO2 0.1%，总硫1ppm，每吨氨总能耗99万大卡，溶剂损耗0.5公斤。
在气液平衡数据的测定和鲁化厂年产8万吨生产装置的基础上，提供了大型厂设计参数，进行此项年产30万吨合成氨NHD脱硫脱碳基础设计，条件是以德士古煤浆气化气经中低温耐硫变换后的气体为原料，和设定操作压力为3.4MPa。
选用脱CO2溶剂（脱碳富液）选择性脱硫，尔后脱碳，H2S富集后去克劳斯回收的流程，在3.3MPa压力下，原料气含CO2 42.91%，H2S 0.86%，COS 18ppm 净化至CO2 0.1%，总硫1ppm，每吨氨脱硫及H2S提浓需耗蒸汽0.31吨，脱碳需耗冷量0.709×106KJ，总能耗1.9727×106KJ，溶剂损耗0.4公斤，溶剂吸收能力47标米3 CO2/米3。
化学工艺学 合成气中硫化物和二氧化碳的脱除
合成气中硫化物和二氧化碳的脱除1.1合成气中硫化物的脱除在制气时，所用的气、液、固三类原料均含硫化物。
在制气时转化成硫化氢和有机硫气体，它们会使催化剂中毒，腐蚀金属管道和设备，危害很大，必须脱除，并回收利用这些硫资源。
1.1.1硫化物的危害硫化物是制气过程中最常见、最重要的催化剂毒物，极少量硫化物就会使催化剂中毒，使催化剂活性降低直至完全失活。
硫化物主要有硫化氢和有机硫化物，后者在高温和水蒸气、氢气作用下也转变成硫化氢。
用天然气或轻油制气时，为避免蒸汽转化催化剂中毒，已预选将原料彻底脱硫，转化生成的气体中无硫化物。
煤或重质油制气时，氧化过程不用催化剂，不用对原料预脱硫，因此产生的气体中有硫，在下一步加工前必须进行脱脱硫。
1.1.2硫化物脱除的方法分类脱硫方法要根据硫化物的含量、种类和要求的净化度来选定，还要考虑技术条件和经济性，有时可用多种脱硫方法组合来达到对脱硫净化度的要求。
按脱硫剂状态来分，有干法、湿法两大类。
干法脱硫可分为吸附法和催化转化法，湿法脱硫可分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。
下面主要介绍湿法脱硫中的物理吸收法（NHD）。
1.1.3 NHD脱硫方法湿法脱硫剂为液体，一般用于含硫量高、处理量大的气体的脱硫。
其中物理吸收法是利用有机溶剂在一定压力下进行物理吸收脱硫，然后减压而释放出硫化物气体，溶剂得以再生。
主要有冷甲醇法、此外还有碳酸丙烯酯法、N-甲基吡啶烷酮法、NHD法等，主要介绍NHD法。
1.1.3.1原理及工艺流程NHD溶剂是一种有机溶剂（聚乙二醇二甲醚），它对气体中硫化物和二氧化碳具有较大的溶解能力，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，NHD溶剂物化性能稳定，蒸气压低，挥发损失小，无气味、无毒、不腐蚀、不分解。
该工艺能耗低、消耗低、成本低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，适合于以煤（油）为原料，酸气分压较高的合成气等的气体净化，脱硫时需消耗少量热量，脱碳时需消耗少量冷量，属低能耗的净化方法。
聚乙二醇二甲醚的生产方法
聚乙二醇二甲醚的生产方法我折腾了好久聚乙二醇二甲醚的生产方法，总算找到点门道。
最开始的时候我真是瞎摸索。
我就知道它是由聚乙二醇和甲醇在一定的条件下反应制得的，但这个所谓的一定条件可真是不好确定啊。
我第一次尝试的时候，就按照自己想当然的比例把聚乙二醇和甲醇混合在一起。
我觉得它们嘛，就像两个人组队干活儿一样，只要碰面了就能产生反应。
结果大错特错，啥也没得到。
我当时就想，这可不像做菜，把材料放一块儿就能行。
化学反应那可是很精确的事儿。
后来我就开始查资料，资料上说要有合适的催化剂。
我得意地想，这不简单嘛，就找了一种很常见的催化剂加进去。
可反应的时候呢，要么就是反应不完全，有很多原料剩余，要么就是产生了乱七八糟的副产物。
就好比你在家里打扫卫生，想要扫干净客厅，结果扫帚一挥，东西没扫到角落，还把家具上其他地方都弄乱了。
再后来我不断调整原料的纯度。
原来我用的原料纯度不是特别高，我后来才意识到这可能就像是盖房子，砖头质量不行怎么能盖得出好房子呢。
我找了质量好、纯度高的聚乙二醇和甲醇，在加入合适比例的高品质催化剂之后，情况有了好转。
但是反应温度又是个大问题。
有时候为了让反应快一点，我就把温度调高很多。
但这温度一高就像让一群马乱跑，反应变得不受控制，会产生很多不想要的杂质。
要是温度低呢，反应速度老慢了，像乌龟爬一样。
所以我只能慢慢去试各种不同的温度。
现在我觉得，这个聚乙二醇二甲醚的生产啊，原料比例要精确，催化剂要选对而且量得合适，原料纯度要高，反应温度这一块也是要小心翼翼地去确定。
我现在还是不敢说我就掌握得很完美，毕竟操作过程中还有一些小问题，偶尔还是会产生一丢丢的副反应。
但是我觉得我已经在这个正确的道路上越走越稳了。
不过呢，我有时候也在想会不会有其他的新方法或者新的组合能让这个生产过程更高效更纯净呢。
就比如说这个催化剂，是不是还有更先进的替代品之类的。
反正我觉得这就是一直探索的事儿，说不定哪天又有新的发现呢。
另外我还发现，整个反应的反应容器也有讲究。
合成氨脱碳系统的优化及稳定(NHD脱炭)
合成氨脱碳系统的优化及稳定（NHD脱炭）摘要：合成氨脱碳系统中NHD脱硫、脱碳技术具有能耗低、净化度高、设备和流程简单等特点，已在舍成氨、甲醇和醋酸生产企业的脱硫、脱碳中得到了成功应用，并取得了丰富的实践经验。
近年来，又全力开发NHD技术在焦炉气脱硫中的应用，并取得了突破性的成果。
为实现焦炉气制甲醇技术的工业化提供了有效的脱硫工艺。
关键词：NHD脱硫脱碳优化稳定一、合成氨脱碳系统中NHD溶剂性质、吸收机理及工艺特点1.物理性质NHD（脱碳）溶剂的主要成分是聚乙二醇二甲醚的同系物，分子式为CH3一O一(C2HO) CH ，式中凡=2—8，为浅黄色液体。
在25cI：时，其密度为l027kg ／m ，蒸气压为0．093Pa，冰点为一2一29cI：，闪点为l5l℃，燃点为157cI：。
2.工艺原理NHD（脱碳）溶剂吸收H：S、COS、CO：的过程具有典型的物理吸收特征，在H：S、COS、CO：一NHD溶剂系统，当上述气体分压低于lMPa时，气相压力与液相浓度基本符合亨利定律。
HS、COS、CO在NHD溶剂中的溶解度随压力升高、温度降低而增大，因此宜在高压、低温下进行}{2S、COS、CO 的吸收过程；当系统压力降低、温度升高时，溶液中溶解的气体得以释放，实现溶液的再生过程。
3.工艺特点3.1净化度高正常操作工况下，在l台吸收塔内可将H S和COS脱除至l×10～，CO：脱除至0．1％以下。
3.2能选择性吸收H：S和有机硫。
3.3吸收H：S、有机硫、CO：等气体的能力强。
3.4溶剂蒸气压低，挥发损失少。
流程中不设置洗涤回收溶液的装置，企业实际吨氨溶剂消耗一般为0．2kg。
3.5溶剂无腐蚀性实践经验表明，即使溶剂含水量达10％、累积含硫量达300mg/L，也未发现设备有明显腐蚀，工艺装置基本采用碳钢材料，投资少，维护和维修费用低。
二、合成氨NHD（脱碳）技术的优化与稳定1.合成氨NHD（脱碳）溶液工艺条件的优化NHD溶液的脱碳能力、脱碳指标与很多工艺条件有关，在压力基本不变的前提下，影响因素还有温度、溶液循环量和溶液含水量。
湿法脱硫综述
砜胺Ⅲ型工艺； H2S 分压比较高的天然气以砜胺法处理时，其能耗显著低于胺法；
当砜胺法仍然无法达到所需要的净化气有机硫含量指标时，可继以分子筛法脱硫。 (3) 原料气 H2S 含量低的情况 在原料气 H2S 含量低、潜硫量不大、碳硫比高且不需要脱除 CO2 时可以考虑如
MDEA 工艺被证实具有对 H2S 优良的选择脱除能力和抗降解性强、反应热较低、 腐蚀倾向小、蒸气压较低等优点。但 MDEA 工艺对有机硫的脱除效率低，对 CO2 含量很高的原料气（如注入 CO2 后采出的油田气）的净化，其选吸性能还不能满足 要求。
砜胺法采用的吸收液是具有物理吸收性能的环丁砜、具有化学吸收性能的醇胺 以及少量水组成。该工艺具有酸气负荷高，吸收贫液的循环量小，水、电、蒸汽的 消耗低，溶剂损失量小，气体的净化度高，对设备的腐蚀性差等优点；但溶剂吸收 重烃能力强，溶剂溅漏到管线或设备上会溶解油漆，价格较贵，变质后再生困难。
2.4. 工艺的主要影响因素 2.4.1. 操作压力
脱碳操作压力愈大，愈有利于 CO2、H2S 等酸性气体的溶解。但压力过高，会 增加设备投资，压缩机的能耗也增大。 2.4.2. 吸收温度
温度对各种气体在聚乙二醇二甲醚溶剂中的溶解度影响较大。吸收温度降低， 会使 CO2、H2S 等气体在溶剂中的溶解度上升，但 H2、N2 气在溶剂中的溶解度随温 度降低而减少，所以低温操作又可减少 H2、N2 等有用气体的溶解损失。 2.4.3. 气液比
砜胺Ⅱ型 30-45 ＜5
0.005-0.02 0.3-0.9
几乎无 低 较弱 有 好 多
MDEA 20-50 ＜5-20
— — 有 低 较弱 微 差 少
化工操作工理论考试试题库及答案【新版】
化工操作工理论考试试题库及答案【新版】化工操作工理论考试试题库及答案一、填空题1.我公司的焦炉尺寸为(7.63)米，是亚洲最大的焦炉。
2.我公司主要的有毒有害气体有(甲醇)、(CO)、(苯)、(奈)、(H2S)、(SO2)、(NH3)。
3.甲醇的分子式为(CH3OH)。
4.NHD的全名为(聚乙二醇二甲醚)。
5.影响化学反应的速率的因素有(浓度)、(温度)、(催化剂)。
6.冬季四防的内容(防冻)、(防滑)、(防火)、(防中毒)。
7.容积泵启动前出口阀应处于(全开)位置。
8.系统使用除氧水的目的是(防止管道腐蚀结垢)。
9.离心泵的主要工作部件有(叶轮)、(泵轴)、(吸液室)、(泵壳)、(轴封箱)和(密封环)。
10.噪音防治一般有四种方法，分别为(吸声)、(隔声)、(消声)、(个人防护)。
11.燃烧必须具备的3个条件(可燃物)、(助燃物)、(火源)。
12.液位测量方法有直读式、(静压式)、(浮力式)、(电磁式)。
13.传热的3种方式有(热传导)、(对流)、(辐射)。
14.提高传热速率的途径有(增大传热面积)、(增大传热温差)、(提高传热系数)15.我公司生产的主要产品有(焦炭)(甲醇)(硫磺)(焦油)(液氧 )(液氩)。
16.硫酸的分子式为(H2SO4)。
17.压力测量仪表有单管、(U型压力表)、(压力表)、(压力变送器)。
18.影响化学平衡的因素有(浓度)、(压力)、(温度)、(催化剂)。
19.夏季四防的内容为(防雨)、(防汛)、(防雷击)、(防暑降温)。
20.离心泵启动前出口阀应处于(全关)位置。
21.系统使用除氧水的目的是(防止管道腐蚀结垢)。
22.离心泵的主要性能参数有(转速)、(流量)、(扬程)、(功率)和(效率)。
23.工业上的换热方式有(混合式)、(蓄热式)、(间壁式)。
24.常见的换热器主要有(夹套式换热器)、蛇管式换热器、(套管式换热器)、(列管式换热器)、(板式换热器)、(螺旋式换热器)、板翅式换热器、翅片式换热器及空气冷却器。
聚乙二醇二甲醚(NHD溶剂)
聚乙二醇二甲醚(NHD溶剂)物理特性：
二乙二醇二甲醚含量
三乙二醇二甲醚含量， %
≤13.0
四乙二醇二甲醚含量
五乙二醇二甲醚含量
六乙二醇二甲醚含量， %≥750七乙二醇二甲醚含量八乙二醇二甲醚含量， %
≤12.0
二—八乙二醇二甲醚含量，%
≥98.0
氯离子含量， %
≤0.0005
水含量， %
≤1.0
PH值
6－8
平均分子量
250－270
用途
聚乙二醇二甲醚(NHD溶剂)是一种新型、高效、低能耗的脱硫脱碳剂。
主要用于脱除合成气、天然气以及其他混合气体中的二氧化碳和硫化氢等酸性气体。
气 味：微 小
密 度：1.027kg/m3
冰 点：-22℃～-29℃
蒸 气 压：0.093Pa
表面张力：0.034N/m
粘 度：4.3mPa·s
比 热：2100J/kg·k
导热系数：0.18w/m.k
闪 点：151℃
燃 点：157℃
聚乙二醇二甲醚(NHD溶剂)质量指标:
指 标 名 称
指 标
外 观
淡黄色透明液体
第四章 脱碳
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• 如果液相中二氧化碳的浓度用kmol/m3表 示，则亨利定律可用下式表示 • CCO =HCO PCO (4-5) 2 2 2 • 式中 CCO ——液相中二氧化碳的浓 度， kmol/m3 ； • HCO ——二氧化碳的溶解度系数，kmol/ （m3· MPa）； • PCO2 ——二氧化碳在气相中的平衡分压， MPa；
• 3．溶剂贫度 • 溶剂贫度（α）是指再生溶剂（贫液）中二氧化碳的含量， 他主要对气体的净化度影响。若贫液中二氧化碳含量升高， 净化气中二氧化碳的含量也将升高；反之则降低。一般溶 剂贫度应控制在0.1～0.2 m3CO2/m3溶剂。 • 溶剂贫度的大小主要取决于气提过程的操作。当操作温度 确定后，在气液相有充分接触面积的情况下，溶剂贫度与 气提空气量有直接关系。若气提空气量（或气提气液比） 俞大，则溶剂贫度会越小；反之，汽提空气量（或汽提气 液比）减小，则溶剂贫度将上升，但是，加大空气量（或 气液比），要增加汽提鼓风机电耗，而且随汽提气带走的 溶剂蒸汽量也要增加。综合技术可行、经济合理。一般取 气提气液比在6～12。可使溶剂贫度（ ）达到所需程度。 当溶剂操作温度较高时，如夏季温度，其气液比可取上述 范围的低限；当溶剂温度较低时，如冬季温度，其气液比 可取上述范围的高限。在生产过程中，根据贫液中二氧化 碳含量来调节汽提气液比。
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• 合成氨变换气中，除含有二氧化碳外，还 含有氢、氮、一氧化碳、甲烷、氩、氧、 硫化氢气体。这些气体在碳酸丙烯酯中也 有一定溶解度，只是大小不同。表4－1列 出了这些工艺气体在该溶剂中的溶解度及 其与二氧化碳溶解度比较。 • 从表4－1可以看出，在实际生产中，碳酸 丙烯酯脱除变换气中二氧化碳的同时，又 吸收了硫化氢，在一定程度上起到了脱硫 作用，而对氮、氢气体的吸收很小。
甲醇生产技术第五章脱碳
二、变压吸附原理
变压吸附（英文Pressure Swing Adsorption），简 称PSA。“P”表示系统内要有一定压力；“S”表示系 统内压力升降波动情况发生；“A”表示该装置必须有 吸附床层存在。
三、工艺流程简介和操作条件
1.流程框图
半产品气Ⅰ
变换气 PSA-Ⅰ
回收逆 放Fra bibliotek半产品气Ⅱ PSA-Ⅱ
一、物理吸收法
（5）碳酸丙烯酯的解吸 在碳酸丙烯酯脱除二氧化碳的生产工艺中，解吸过程就 是碳酸丙烯酯的再生过程，它包括闪蒸解吸、常解真空 解吸和汽提解吸三部分。
一、物理吸收法
3.脱碳工段工艺流程 （1）碳酸丙烯酯脱碳流程叙述
8
闪蒸气
净化气
CO2 气体
1、吸收塔 2、闪蒸洗涤塔 3、再生塔 4、洗涤塔 5、贫 液泵－涡轮机 6、过滤器 7、 贫液水冷器 8、真解风机 9、 气提风机 10、循环槽 11、稀 液槽 12、稀液泵 13、稀液泵
一、物理吸收法
2.吸收的基本原理 碳酸丙烯酯吸收二氧化碳气体是一个物理吸收过程，二 氧化碳气体在碳酸丙烯酯溶液中的浓度很低时,其平衡溶 解度可用亨利定律来表示。
如果液相中二氧化碳的浓度用kmol/m3表示，则亨利定律 可用下式表示。
一、物理吸收法
由表中数据经归纳的纯二氧化碳气体在碳酸丙烯酯中的 溶解度关系式
C* CO2
）之比称为二氧
化碳的吸收饱和度（ Φ ）
一、物理吸收法
假设脱碳塔底部的碳酸丙烯酯与原料气中二氧化碳达到 相平衡时，按亨利定律溶剂中的二氧化碳浓度为：
对溶剂循环量的影响还可以近似的用下式表达。
一、物理吸收法
（3）溶剂贫度
溶剂贫度（ α ）是指再生溶剂（贫液）中二氧化碳的含
合成氨脱碳毕业设计
毕业设计题目：年产6万吨合成氨原料气脱碳工艺设计学院：河南城建学院专业：化学工程与工艺姓名：学号：指导老师：刘伟完成时间：2013年5月设计说明二氧化碳的吸收再生过程主要是由吸收、闪蒸和气提三部分组成。
本次设计选用的脱碳剂是聚乙二醇二甲醚（NHD ），属于物理吸收法。
主要的设备是吸收塔和气提塔。
在计算的过程中，首先根据所给的物料组成和工艺条件进行物料恒算和热量恒算，再进行塔设备的计算、校核及辅助设备的计算或选型。
吸收段的计算结果如下：二氧化碳的脱除量2909.43m /h ，NHD 的用量184.23m /h ；塔底流出的富液带出的热量14269139.99kJ/h ，溶液温度升高了5℃；塔径为1.6m ，填料层高度为13.47m ，塔压降为3002.7Pa 。
解吸段的计算结果如下：闪蒸出的二氧化碳的量2735.73m /h ，二氧化碳的回收率为94%，溶液带出的热量10142141.09kJ/h ，闪蒸的容积为0.263m 。
气提出的二氧化碳的量157.153m /h ，氮气的用量1105.23m /h ；塔底流出的贫液带出的热量6022054.3kJ/h ，溶液温度为26℃；上段塔径1.4m ，下段塔径1.5m ，填料层高度为5.7m ，塔压降为2021.4Pa 。
[关键词] 吸收、闪蒸、气提Design InstructionsThe decarbon and regeneration of carbon dioxide process is primarily composed by three parts: absorption, flash vaporization and gas stripping. This design uses polyethylene glycol dimethl ether (NHD) to decarbon, which is the physical absorption method. The main device is absorption column and stripper. In the process of calculation, firstly make material constant calculation and heat constant calculation, and then is the calculation of tower equipment, checking and ancillary equipment’s calculation or selection.Absorption segment’s results are as follows:The amount of carbon dioxide removel is 2909.4m³/h and the amount of NHD is 1 84.2m³/h; the heat of liquid-rich flow from tower bottom is 14269139.99kJ/h and the temperature of solution rises 5℃; the tower diameter is 1.6m, the height of packing layer is 13.47m and the column pressure dropping is 3002.7Pa.The desorption segment’s results are as follows:The amount of carbon dioxide flashes is 2735.7m³/h, the recovery rate of carbon dioxide is 94%, the heat brought out from solution is 10142141.09kJ/h and the volume of flash trough is 0.26m³.The amount of carbon dioxide stripped out is 157.15m³/h and the amount of nitwgen is 1105.2m³/h; the heat of barren liquor from tower bottom is 6022054.3kJ/h and the temperature of solution is 26℃; the upper column diameter is1.4m, the lower column diameter is 1.5m and the column pressure dropping is 2 021.4Pa.Key Words: absorption，flash，stripping目录设计说明 ............................................................ I I Design Instructions ................................................ I II 目录 .............................................................. I V 主要符号说明 ........................................................ V I 引言 . (1)1 总论 (2)1.1概述 (2)1.2文献综述 (3)1.3设计任务的依据 (4)1.4主要原材料及公用工程情况 (5)2 生产方案的确定 (6)2.1脱碳的方法 (6)2.2 NHD的脱碳原理 (6)2.2.1 NHD溶剂的物理性质 (6)2.2.2 计算的热力学基础 (7)2.2.3计算的动力学基础 (8)2.3 脱碳工艺参数的选定 (8)2.3.1 脱碳流程的选择 (8)2.3.2气提剂的选择 (9)2.3.4 脱碳再生操作温度的选定 (9)2.3.5 脱碳操作压力的选定 (10)2.3.6脱碳塔气液比的确定 (10)2.3.7 冷凝器的位置及选定 (11)2.3.8腐蚀及材料选择 (12)3 脱碳生产流程说明 (13)4 吸收过程的工艺计算 (15)4.1物料恒算 (16)4.2热量恒算 (18)4.2.1原料气带入的热量 (18)4.2.2单位时间内气体的溶解热 (19)4.2.3进塔溶液带入的热量 (19)4.2.4净化气带出的热量 (19)4.2.5塔底富液带出的热量 (20)4.3吸收塔的工艺设计 (20)4.3.1 塔径及气速的计算[]7 (20)4.3.2填料层高度的计算 (22)4.3.3塔厚度的计算 (23)4.3.4塔压降的计算 (24)4.3.5辅助设备的计算和选型[]8 (24)4.3.6塔体的强度校核 (26)5 解吸过程的工艺计算 (30)5.1物料恒算 (30)5.1.1闪蒸过程的物料恒算 (30)5.1.2气提过程的物料恒算[]10 (30)5.2热量恒算 (31)5.2.1闪蒸过程的热量恒算 (31)5.2.2气提过程的热量恒算 (32)5.3气提塔的工艺设计 (32)5.3.1塔径及气速的计算 (32)5.3.2 填料层高度的计算 (34)5.3.3塔厚度的计算 (36)5.3.4塔压降的计算 (36)5.3.5辅助设备的计算和选型 (36)5.3.6塔体的强度校核[]12 (38)设计结果 (42)参考文献 (44)附录 (45)致谢 (46)主要符号说明 序号 符号意义 单位 01 i G气体体积流量 3m /h 02 i L液体体积流量 3m /h 03 S2CO 在NHD 中的溶解度 3m (标) /3m 04 L ρNHD 的密度 3kg /m 05 gi Q气体的热量 k J /h 06 Li Q液体的热量 k J /h 07 S Q气体的溶解热 k J /h 08 gi T气体温度 K 09 Li T液体温度 K 10 2CO q2CO 在NHD 中的溶解度热 kJ /kmol 11 X Q气体的焓值 k J /h 12 m,V q气体的质量流量 k g /h 13 0P气体压力 M P a 14 F u空塔气速 k J /h 15 m相平衡常数 1 16 i D塔径 m 17 Z填料高度 m 18 i P风载荷 2N /m 19 W M风弯矩 N m ⋅ 20 F地震载荷 N 21 I惯性距4mm引言氨是重要的无机化工产品之一，在国民经济中占有重要地位。
脱碳岗位操作规程
脱碳岗位操作规程一、概述合成氨原料气经除尘、脱硫、变换后，含有一定数量的二氧化碳，在气体进入合成氨之前，必须清除干净。
因为二氧化碳是氨合成不需用的气体，而且对氨合成催化剂有毒害作用。
同时在气体净化工序，回收高纯度的二氧化碳气体，提供合成尿素的使用。
合成氨厂常用的脱除二氧化碳方法为溶液吸收循环法。
即溶液吸收二氧化碳气体，在再生系统解吸释放出较纯的二氧化碳，再生的溶液循环使用。
溶液吸收循环法可分为物理吸收法、化学吸收法、物理----化学吸收法。
物理吸收法是利用二氧化碳在溶剂中有一定的溶解度的特性，吸收清除气体中的二氧化碳。
如NHD法，低温甲醇洗涤法等。
化学吸收法则是以碱性溶液为吸收剂，可以和弱酸性气体，二氧化碳进行化学反应的特性，将其吸收。
如碳酸钾法，氨水吸收法等。
既用二氧化碳能溶解于其中的物理特性，又利用溶剂和二氧化碳进行化学反应，清除气体中二氧化碳的方法称中和物理---化学法，如MDEA法。
二、脱碳岗位的目的和任务本岗位的目的和任务是脱除变换后原料气中的二氧化碳，为氨合成提供合格的净化气（CO2≤0.5%）。
同时得到CO2≥98%的二氧化碳气体供尿素使用。
三、脱碳的原理（一）NHD法脱碳机理NHD化学名称为聚乙二醇二甲醚，属于一种物理吸收二氧化碳的方法。
变换气中的CO2、H2S气体在NHD溶剂中溶解度大，且随压力的升高、温度的降低吸收能力增大，而且变换气中N2、H2在其溶解度很小。
因此，在低温高压的条件下，NHD溶剂吸收CO2、H2S，降低压力后，NHD溶液中被吸收的CO2气体解吸释放。
用空气气提NHD溶剂，使其被彻底再生为贫液循环使用。
四、NHD溶剂的物理性质NHD溶剂的主要成份是聚乙二醇二甲醚的同系物。
它的分子式为：CH3----O----（C2H4O）n----CH3式中：n=2----8 平均分子量：250----270燃点：157℃闪点：151℃聚乙二醇二甲醚同系物的物理性质表溶剂分子量沸点（℃）蒸汽压（mmHg）粘度（CP）二乙二醇二甲醚134 131 0.007 1.45三乙二醇二甲醚178 199 0.007 2.08四乙二醇二甲醚202 267 0.007 2.99五乙二醇二甲醚266 335 0.007 4.30六乙二醇二甲醚310 404 0.007 6.58七乙二醇二甲醚354 472 0.007 8.87作为一种脱碳溶剂它具有较高的沸点，较低的蒸汽压和较低的粘度。
13湿法脱硫--NHD法
湿法脱硫--NHD法NHD(聚乙二醇二甲醚)法是一种脱除酸性气体的物理吸收方法，具有吸收CO2、H2S、COS等体的能力强，能选择性吸收H2S、COS，溶剂无毒无味、无腐蚀性，化学稳定性和热稳定性好，净化流程短，操作稳定方便，净化度高，能耗低等特点。
聚乙二醇二甲醚一般指有一定同系物分布的混合物，其结构式为CH3O(CH2CH2O)n CH3，聚合度n不同，有不同的物性。
聚乙二醇二甲醚(NHD)溶剂(25℃时)的物理性质如表4-10所示。
表4-10聚乙二醇二甲醚(NHD)溶剂(25℃时)的物理性质根据不同的原料，聚乙二醇二甲醚的合成有着多种工艺路线，概括起来主要有醇钠法(又叫单醚法)，相转移催化法。
该技术可配各种原料用各种方法生产的原料气的净化，可灵活地与各种脱硫(NHD本身也能脱硫)、变换、CO精制和合成(氨、甲醇)生产工艺配套，特别适用于以煤为原料，硫化物和二氧化碳含量高的氨合成气和碳基合成气的净化，以及天然气、油田气、炼厂气、城市煤气中酸性气体的脱除，可以替代进口技术。
1958年美国联合化学公司福朗克波特(Frank Porter)发明了在高压下能溶解酸性气体的良好溶剂聚乙二醇二甲醚，商品名称为Selexol。
利用此溶剂发展起来的气体净化方法称Selexol法。
60年代初。
联合化学公司进行了净化合成气、天然气的中型试验，1964年冬建立了第一座工业性试验工厂用来净化合成氨装置的合成气。
1996年世界上已有50多个工业生产装置。
南化集团研究院于1980年起，经过静态平衡和模型试验，筛选出用于脱除H2S、CO2的聚乙二醇二甲醚溶剂(商品名称N助)，测定了CO2、H2S等组份在溶剂中的溶解度及其它热力学数据，在模试中得出了脱硫、脱碳的较佳工艺条件，开发了与Selexol法相似的工艺过程，命名为NHD法。
1984年通过化工部鉴定。
由化工部第一设计院设计的鲁南化肥厂Ⅱ期工程脱碳装置(80000t/a合成氨)和郯城化肥厂第二套脱碳系统(40000t/a合成氨）均采用此技术，并分别于1993.10、1993.12 投运。
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气味：微 小
密度：1.027kg/m3
冰 点：-22℃～-29℃
蒸 气 压：粘度：4.3mPa·s
比 热：2100J/kg·k
导热系数：0.18w/m.k
闪点：151℃
燃点：157℃
聚乙二醇二甲醚(NHD溶剂)质量指标:
指 标 名 称
指标
外观
淡黄色透明液体
二乙二醇二甲醚含量
三乙二醇二甲醚含量， %
≤13.0
四乙二醇二甲醚含量
五乙二醇二甲醚含量
六乙二醇二甲醚含量， %
≥75.0
七乙二醇二甲醚含量
八乙二醇二甲醚含量， %
≤12.0
二—八乙二醇二甲醚含量，%
≥98.0
氯离子含量，%
≤0.0005
水含量，%
≤1.0
PH值
6－8
平均分子量
250－270
用途
聚乙二醇二甲醚(NHD溶剂)是一种新型、高效、低能耗的脱硫脱碳剂。
主要用于脱除合成气、天然气以及其他混合气体中的二氧化碳和硫化氢等酸性气体。