低温甲醇洗

原理
软硬酸碱的基本概念 软酸:具有较大电子对 接受体的分子. 硬酸:具有较小电子对 接受体的分子. 硬碱:具有较小电子对 给予体的分子. 软碱:具有较大电子对 给予体的分子. 酸:具有电子对接受体 的分子. 碱: 具有电子对给予体 的分子. 酸碱反应的基本原则: 硬亲硬,软亲软, 软硬交界不分亲近
主要设备—换热器
设备工作环境
低温下进行吸收、闪蒸、解吸、 汽提等操作，也要求有外供热 源加热来进行热再生和精馏操 作，为了减少冷量和热量的损 失，必须合理安排流体间的冷 热交换，因此换热器多，换热 器的形式也多，有时需要采用 多流股绕管式换热器来进行多 股流换热，以达到冷量分配、 低温等级的统一和节省占地
主要设备—换热器
设备要求
减少冷量和热量的损失， 必须合理安排流体间的冷 热交换，因此换热器多， 换热器的形式也多，有时 需要采用多流股绕管式换 热器来进行多股流换热， 以达到冷量分配、低温等 级的统一和节省占地
主要设备—换热器
氨冷器 工段中四个氨冷 器主要作用是为生产 提供冷量，采用液氨 气化冷却。 贫甲醇换热器 回收冷量，降低 贫甲醇温度。 再沸器 提供热源。注意控制 蒸汽量。
甲醇的优势
原理
甲醇的吸收能力大（约是水的100 倍，本菲尔化学溶剂的10倍），且 价廉易得。
甲醇在低温下平衡蒸汽压低，化学稳定 性好，冰点低，粘度小，腐蚀性小。
原理
溶解度：100克 溶剂所能溶解的 溶质的最大克数
100g
原理
原理
气 体 i H2S COS CO2 CH4 与H2的相 与CO2的 对溶解度 相对溶解 i/H2 度i/CO2 气 体 i CO N2 H2 与H2的相 与CO2的 对溶解度 相对溶解 i/H2 度i/CO2
气提
气提是一个物理过程，它采用一个气体介质破坏原 气液两相平衡而建立一种新的气液平衡状态，使溶液中的 某一组分由于分压降低而解吸出来，从而达到分离物质的 目的。例如，A为液体，B为气体，B溶于A中达到气液平 衡，气相以B气相为主，加入气相汽提介质C时，气相中A 、B的分压均降低从而破坏了气液平衡，A、B物质均向气 相扩散，但因气相中以B为主，趋于建立一种新的平衡关 系，故大量B介质向气相中扩散，从而达到气液相分离目 的。通过控制气提介质的量可以控制气提程度。
工艺流程
流程配置的基本原则
要保证净化气的净化要求 要保证产品气的纯度
实现溶液的闭路循环 投资省、消耗指标先 进、操作费用低
保证安全生产 保证系统水平衡
重视环境保护
一步法
工艺流程
二步法
工艺流程
C1－酸性气体吸收塔；C2－二氧化碳解吸塔；C3－硫化氢浓缩塔；C4－甲醇再生塔； C5－甲醇精馏塔；
工艺流程
原理
电子云
宏观电子轨道
原理
软酸官能团
硬碱官能团
硫化氢属于软酸软碱类,二氧化碳属于硬酸类 CH3OH+H2S+CO2=CH3-----OH | | HS-H CO2
甲醇吸收了二氧化碳以后,不影响对硫化氢的吸收,这就是甲醇 装置吸收了二氧化碳的甲醇仍能用来吸收硫化氢的理论依据.
原理
优点
能吸收各种杂质 良好的选择性 净化度高 溶液循环量小 再生能耗低 溶剂损失小 热稳定性和化学稳定性好 与水可以任何比例互溶 粘度小 吸收剂价廉易得 流程短操作简便 经济性强
甲醇过滤器
16.8 7.5 4 6.0 758
无甲醇过滤器
18.0 7.7 4 1.7 975
电kW
低压氮气 仪表空气 冷量 4°C kW -40°C kW 甲醇损失kg/h 外排污水kg/h
4346
14062 140 7425 75 5.87
5430
23636 123 2575 9054 80 0.55
典型工艺流程介绍
硫回收
去洗涤甲 醇和硫回收 合成气去 甲烷化
NH3
去循环
去Stretford
原料气 NH3
St
冷凝液
NH3 预洗－吸收塔 去硫回收 装置 闪蒸罐 CW 闪蒸再生塔 热再生塔 CW 预洗闪蒸器 CW
去硫 回收
水
St St St
石脑油去贮槽 去冷却塔补充水 石脑油卒取器 共沸塔
石脑油
甲醇／水分离塔
1954年鲁奇公司在南非萨索尔 （Sasol）第一套装置
Leabharlann Baidu
1951年福塞（Fousor）
原理
低温甲醇洗的原理 在一定的压力和低 温下，把变换气中 所含的酸性气体脱 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 于物理吸收。 其吸收原理是：以低 温甲醇有机溶剂为吸 收剂，利用CO2、H2S、 COS比H2、CO在吸 收剂中溶解度大的特 性而除去，吸收后溶 液的再生依靠简单的 闪蒸解吸和气提放出 CO2、H2S 等。
工艺流程
项目 原理气冷却 中压闪蒸 换热系统 Linde 直接进入NH3洗涤 两个闪蒸罐 比较复杂，有多处绕管换热器 Lurgi 先换热，经氨冷后进入氨洗涤 一个闪蒸塔分上塔和下塔 只有在原料气进口处有绕管换热
辅助设施
能耗 低压蒸汽（t/h） 中压闪蒸（t/h） 锅炉给水（t/h） 脱盐水（t/h） 循环水（t/h）
石脑油汽提塔
低温甲醇洗工艺流程简图
主要设备
换热 器
泵
塔
主要设备
设备工作环境
低温甲醇洗装置中气液接触 的传质设备主要用于在低温 加压下的气体吸收、低温低 压下的溶液解吸、低压下热 再生和精馏操作等。系统中 存在二氧化碳、硫化氢等腐 蚀性介质。
主要设备
设备要求
气液两相接触良好、压 降低、操作弹性大、材 质要耐低温、耐腐蚀， 并尽量减少冷损失
H C S
其他
洗的是什么，哪里来的？
O
目的
有效气
CO + H2
毒药
高温、加压
COS+H2S 多余 CO2 目标产物
CH4
目的
S
CH4
CO
H2
目的
CO2
CO
CH4
H2
目的
CO 3H2 CH4 H2O
CO2
4H2
CH4
2H2O
历史沿革
1998年中国大连理工大学
1964年林德公司
20世纪70-80年代
主要设备—塔
筛 板 塔
结构比泡罩塔简单，造价较低， 生产强度、塔板效率较高，安装、 检修方便。但操作下限受漏液点 限制较大，因此更适宜于腐蚀性 介质、塔径不大和操作负荷变化 小的塔设备，如甲醇/水分离塔， 操作负荷不必随生产负荷改变， 采用筛板塔、比较合适。
主要设备—塔
浮 阀 塔
A 生产强度大，比泡罩塔提高20%～40%， 比普通F型浮阀提高5－10％； B 操作弹性大，30～130％负荷率； C 雾沫夹带小、塔板效率稳定，较泡罩塔提 高15%左右； D 塔板上液面梯度较小，气体分配均匀，塔 板阻力下降15~20%； E 结构比较简单，安装容易。
低温甲醇洗工艺 技术交流
工艺技术部
姜鑫
2013年7月
目录
概念
目的
历史沿革 原理 工艺流程 典型工艺介绍 主要设备 个人建议
回收利用 原 料 气 甲醇
概念
甲醇循环
解吸
加热
-40° 低温
溶解酸性气体
净化气
以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的 优良特性，脱除原料气中的酸性气体
目的
换 热 器 种 类
主要设备—换热器
主要设备—泵
泵
为工段液体循环提供动力。 生产中应注意其进出口压 力，防止其形成气蚀、气缚。 注意泵体温度的变化。
主要设备—泵
个人建议
1、考察学习成熟的脱硫、脱 碳工艺技术 2、与硫回收工段结合，考虑 脱硫、脱碳工艺技术的可行性
Thank you ！
净化气
浓 硫 化 氢
尾气 净化气
CO2气
原料气
V1
E1
合成气
变换气
尾气
E21 E5
E4 甲醇
C3 E8 NH3 P3 E10
C4
E20
C5 E12
NH3
I NH3
尾气 E23
P5
P6
甲醇
C1 －脱硫塔； C2 － H2S 闪蒸塔； C3 －热再生塔； C4 －甲醇／水精馏塔； C5－脱碳塔；C6－CO2解吸塔；
主要设备—塔
塔 的 分 类
根据塔的结构分： 泡罩塔，筛板塔，浮阀塔。。。
根据塔的功能分： 洗涤塔，热再生塔，甲醇/水分离塔 闪蒸塔，共沸塔，气提塔。。。
主要设备—塔
泡 罩 塔
生产强度较填料塔高，但操作弹 性较小，对大直径塔来说液面梯 度较大，引起塔板上操作不均匀， 直接影响到塔的分离效率。
从1918年就开始在工业上得到应 用，林德公司的齿形泡罩和扁平 泡罩在20世纪70年代仍为低温甲 醇洗装置的主要塔型。
2540 1555 430 12
5.9 3.6 1.0
5 2.5 1.0
原理
甲醇吸收酸性气体属物理吸收， 气液平衡关系开始时符合亨利定 律（ P=KX ），吸收剂的吸收容 量随酸性组分分压的提高而增加， 溶液循环量与原料气量及操作条 件有关。操作压力提高，温度降 低，溶液循环量减少 ——选择低温的原因
缺点
毒性强
设备材质要求高
保冷要求高
吸收剂回收要求高 消耗低温冷量大
工艺流程
根据原料气气化工艺选择，因原 料气气化工艺不同，低温甲醇洗 脱除原料气中硫化物和二氧化碳 等杂质可分为一步法和二步法
工 艺 分 类
根据气化工艺与压力不同选择， 因原料气中杂质组分不同，低温 甲醇洗工艺一般有九塔、七塔和 六塔、五塔流程之分。
目前林德设计的大型低温甲醇洗 装置以浮阀塔为主
主要设备—塔
洗涤塔 脱除从上游工序来 的变换气中的CO2、H2S 及有机硫等杂质，同时 也脱除变换气中带入的 饱和水，制得合格净化 气。
主要设备—塔
热再生塔 脱吸出甲醇中的H2S和尚为脱完的 CO2，达到溶液再生的目的，热再生塔 采用蒸汽加热脱吸法 。 甲醇/水分离塔 采用的是蒸汽加热法回收甲醇。 尾气洗涤塔 吸收从H2S浓缩塔气提带出的甲醇。
E23
E2
甲醇
E15 E14
去氮洗
E3
E7 E6 N2 E11 C6
工艺流程
预洗
脱硫
脱油
脱硫
精洗
脱碳
主 洗
轻油 回收
S回收
CO2 回收
工艺流程
甲醇回收
闪蒸
气提
工艺流程
闪蒸
高压的饱和液体进入比较低压的容器中后由于 压力的突然降低使这些饱和液体变成一部分的容器 压力下的饱和蒸气和饱和液。
工艺流程