低温甲醇洗操作法

低温甲醇洗操作法一、生产工艺原理

一氧化碳变换后的变换气中含有氨合成反应所需的H

2、N

2

外，还含有一氧化碳、二氧

化碳、硫化氢、硫氧化碳等成份。这些氧化物和硫化物既是氨合成触媒的毒物，同时CO

2又是生产联碱的原料，而一氧化碳、硫化物又可进一步回收利用，需要对它们分别脱除回收。

根据我厂整个工艺的设置，采用低温甲醇洗涤法脱除变换气中的CO

2、H

2

S、COS，将

脱除掉的合格CO

2送联碱，同时将再生出的H

2

S送硫回收和变换系统。低温甲醇洗是一种

物理吸收法，在低温、高压下在吸收塔中完成甲醇对CO

2、H

2

S、COS的吸收，吸收了CO

2

、

H 2S、COS的甲醇溶液经过节流降压，释放出CO

2

，再在热态下将H

2

S从甲醇溶液中解析出

来，再生好的甲醇重复吸收。系统需要的冷量来自冰机以及吸收了CO

2和H

2

S的高压甲醇

溶液的节流膨胀和各水冷器。

二、生产工艺流程叙述

1、原料气的冷却

从变换来的压力 3.0MPa、温度40℃、含H

252.8%、N

2

6.4%、CO

2

40.4%、CO0.3%、

H

2

S+COS1400PPm，水份0.25%（饱和水）的变换气106310Nm3/h和 C01压缩机出来经E02水冷到38℃、压力3.0MPa的闪蒸气1263Nm3/h混合进入低温甲醇洗装置。由于洗涤是在低温下进行的，为防止气体中所带的水份因冷却结冰造成管道和设备的堵塞，因此在变换气冷却前要喷入740Kg/h、温度38℃、压力4.0MPa的甲醇以捕集变换气中的水份，使甲醇水溶液的冰点降低。变换气进入E01挠管式换热器，被三股冷气体冷却到-26℃、压力2.96MPa后进入D01分离器，出D01分离器的干燥的原料气进入甲醇洗涤塔T01。

2、原料气中CO

2、H

2

S等组分的脱除

甲醇洗涤塔T01分为两段，上塔的主要任务是脱除CO

2及下塔未除净的H

2

S，由于甲醇

对CO

2的溶解度很大，虽然CO

2

的溶解热很小，但溶液温升仍很大，当温度升高时，CO

2

在

甲醇中的溶解度会减少，不利于吸收，因此必须降低溶液温度，上塔又分为粗洗、主洗和精洗三段，加上下塔H

2

S吸收段共四段，进入甲醇洗涤塔T01的气体经过四段洗涤后，出

塔气中CO

2<20PPm、H

2

S+COS<0.1PPm、温度-54℃、压力 2.87MPa、含H

2

88%、N

2

10%、

CO0.56%、Ar0.23%、气量62879Nm3/h的净化气经E03复热到-36.7℃、压力2.80MPa，并

经挠管式换热器E01进一步回收冷量后，气体温度升到30℃、压力2.80MPa送甲烷化。

进入甲醇洗涤塔顶部的温度-54℃、压力2.87MPa的203t/h精甲醇经第四段洗涤CO

2后溶液温度升高到-21℃，为保证甲醇溶液的吸收能力，将239t/h溶液引入氨泠器E05冷

却到-35℃后进入第三段继续吸收CO

2

，溶液的温度又升高到-22℃，将甲醇溶液259t/h引

入挠管式换热器E06冷却到-38℃后送到第二段继续吸收CO

2

，经第二段吸收后,溶液温度

又升高到-21℃，由于甲醇对H

2S的选择性吸收能力比CO

2

要大得多，因此将第二段出来

的已吸收了CO

2的温度-21℃、285t/h的甲醇溶液中的128t/h返回到第一段去吸收H

2

S。

3、富液的闪蒸及H

2

回收

出T01上塔底部的-21℃富CO

2甲醇液，128t/h进入下塔脱除原料气中的H

2

S，另外的

157t/h甲醇经挠管式换热器E07冷却到-32℃，并经氨冷器E04进一步冷却到-35℃，减

压到1.0MPa后进入闪发罐D03闪蒸出溶液中的H

2

，闪蒸气696Nm3/h送入D04，闪蒸后的

温度-35℃、压力1.0MPa、156t/h的富含CO

2

的甲醇溶液经减压节流至0.19MPa，温度降

至-55℃后进入CO

2

再生塔T02上段顶部，出甲醇洗涤塔T01底部的温度-20℃、压力

2.96MPa、流量132t/h的富含CO

2、H

2

S等的甲醇溶液经挠管式换热器E07冷却到-32℃，

并经E03用净化气进一步冷却到-36℃，减压到1.0MPa后进入闪发罐D04，D03闪蒸出来

的气体和D04闪蒸出的气体汇合后经C01压缩机压缩和E02水冷后含H

229%、CO

2

63%、气

量1263Nm3/h，压力3.03MPa的气体与变换送来的原料气混合并经喷淋甲醇捕集水份后进入E01，D04闪蒸后的溶液经减压节流至0.2MPa，温度降至-56℃，流量118t/h进入T02塔上段中部(由于H

2

在甲醇溶液中的逆溶解性,即温度降低,溶解度减小,因此要降温才能闪

蒸出更多的H

2，H

2

闪蒸出来后一是提高了原料的利用率，二是提高了CO

2

纯度)。

4、CO

2的解析和H

2

S的浓缩

一般一座甲醇洗涤塔就可以将原料气中CO

2和H

2

S洗涤干净，应该说洗涤过程是简单

的，可是溶液的再生相当复杂，溶液再生时一是要获得一定数量的高纯度的CO

2

，二是要

将H

2S浓缩到一定浓度以满足硫回收装置的要求。因此再生系统一般设有CO

2

再生塔、N

2

气提塔（又叫H

2

S浓缩塔）、甲醇再生塔和甲醇--水分离塔。

T02塔分为上、下两段，上段是CO

2

再生塔，下段是氮气气提塔，上、下两段完全隔

开，从D03送入T02上段顶部的无硫甲醇溶液经减压解析出CO

2

后的温度-55℃、压力

0.19MPa的139t/h甲醇溶液由于不含H

2S，将其中的97t/h送入上塔去吸收解吸的CO

2

气

体的H

2S，以确保产品CO

2

气中的H

2

S+COS的含量<20PPm，另外的42t/h送往下塔氮气气提

塔，用来吸收气提尾气中的H

2S，以确保尾气中的H

2

S+COS的含量<5PPm，上塔解析出CO

2

气后温度-54℃、压力0.21MPa的215t/h的甲醇溶液送入下塔上部用N

2

气提，上塔底部的222t/h、温度-31℃、压力0.21MPa的甲醇溶液送往下塔。

仅仅靠减压再生出的CO

2

气量远远不能满足联碱生产所需的气量30000Nm3/h，还必须采用加热的方法，即热再生，因此从下塔中部抽出250t/h，温度-59℃、压力0.29MPa的溶液经P01泵加压至0.7MPa经E08加热到-43℃并减压到0.46MPa后进入挠式换热器E06与T01三段出来的甲醇溶液换热，温度升至-40℃后进入D02闪发罐闪蒸出9615Nm3/h的

CO

2。这一部分温度-40℃、压力0.21MPa的CO

2

直接送往T02塔上段下部，D02闪蒸出的温

度-40℃、压力0.215MPa的230t/h甲醇溶液经P02泵加压到0.67MPa后进入挠管式换热

器E07与T01塔一、二段出来的溶液换热后，温度升到-26℃、压力0.38MPa送入上塔底部，经过减压和加热再生，从T02塔顶部出来的CO

2

气量为32616Nm3/h、温度-55℃、压力

0.19MPa送往E01挠管式换热器复热到30℃后送CO

2

水洗。由于从上塔顶部分流出97t/h

甲醇洗涤CO

2气中的H

2

S，因此产品CO

2

气中的H

2

S+COS<20PPm。

出T02塔下段底部的富含H

2

S的甲醇溶液温度-37℃、压力0.2MPa、流量214t/h经

P03泵加至1.12MPa后经F01过滤器过滤，挠管式换热器E09加热到0.93℃，经E20加热到29℃，并减压节流至0.22MPa、26℃后进入氮气气提塔T06，经减压后闪蒸出的3183Nm3/h二氧化碳气送往T02塔上塔底部。气提采用空分送来的压力0.4MPa、温度40℃

的氮气，900Nm3/h从T06塔底通入，另外1500Nm3/h的N

2

送往T02下塔底部气提，出T06塔的气提气送往T02塔的下塔底部作为气提气。

5、甲醇溶液的再生和富H

2

S气体的获得