甲醇洗、液氮洗流程说明

第二部分单元及工艺流程说明
2 单元及工艺流程说明
2.1 单元及工艺流程图
技术提供方提供的工艺流程图（PFD图）见附图。

2.2工艺流程说明
1)低温甲醇洗装置
低温甲醇洗净化装置工艺流程如附图“工艺物料流程图（PFD）”所示。

变换后原料气<1>已先在变换系统中用水洗涤使其中的NH
3
含量降至1ppm以下。

进低温甲
醇洗系统的原料气先与合成气<8>、CO
2
产品气<39>初步换热后经氨冷器EC-2201进一步降温，在原料气分离器V-2201初步分离出水分。

初步分离水的原料气再喷射防结冰甲醇<17>并与压缩后的循环闪蒸气<15>混合，然后经多流股绕管式换热器原
料气/净化气/CO
2
产品气换热器EA-2202与合成气<100>和<38>换热后冷却，在原料
气分离器V-2213分离几乎全部的水分和甲醇后进入H
2
S吸收塔C-2201，用吸收了
CO
2
的并经氨冷器EC-2202降温的低温甲醇<19>洗涤。

原料气在H2S吸收塔C-2201
塔脱除全部的H
2S和部分CO
2
等组分，得到的不含硫气体进入CO
2
吸收塔C-2202，
C-2202塔共分为三段，塔顶用贫甲醇洗涤，段间设有中间冷却器EA-2204和氨冷器EC-2203，用以降低半贫甲醇的温度，保证甲醇液在较低温度进行吸收。

脱除CO
2的净化气<7>由CO2吸收塔C-2202塔顶引出，送往液氮洗装置。

中间闪蒸塔C-2203塔为中压闪蒸塔，由上部和下部两个闪蒸罐组成。

从H2S
吸收塔C-2201出来的、吸收了H
2S和CO
2
的含硫甲醇富液经闪蒸甲醇冷却器EA-2215
与循环富甲醇换热冷却并减压后在中间闪蒸塔C-2203下部闪蒸出溶解的氢气及少
量CO
2
等气体。

同样，从CO2吸收塔C-2202塔出来的不含硫的甲醇液分一部分<18>
至H
2
S吸收塔后，另一部分<21>在净化气/富甲醇换热器EA-2221中与液氮洗返回的部分冷合成气<105>换热，再经氨冷器EC-2204冷却并减压后在CO2吸收塔C-2202
上部闪蒸出溶解的氢气及少量CO
2
等气体。

两部分闪蒸气体<11>与液氮洗返回的循环氢汇合后经循环压缩机K-2201增压并冷却后返回到原料气中。

从中间闪蒸塔C-2203下部出来的含硫甲醇液<23>绝大部分<27>送入气提/CO
2
解吸塔C-2204上段下部，小部分<28>送入气提/CO
2
解吸塔C-2204中段中部，去上
段的<27>流股的量越多则CO
2产量越大，设计值为全部甲醇液去上段，此时CO
2
产
量最大。

甲醇液在气提/CO
2解吸塔C-2204上段要闪蒸出部分溶解的CO
2
，同时溶解
的H
2
S也部分闪蒸出来。

从中间闪蒸塔C-2203上部出来的不含硫甲醇液<24>一部
分<25>进入气提/CO
2解吸塔C-2204塔上部中段用来再吸收闪蒸气体中的H
2
S；另一
部分甲醇液<26>进气提/CO
2解吸塔C-2204塔的最上部的闪蒸罐，闪蒸气为CO
2
气，
同时也用来再吸收闪蒸气体中的H
2S。

由气提/CO
2
解吸塔C-2204上段出来的甲醇液
<29>、<30>进入气提/CO
2
解吸塔C-2204塔中段的中部，闪蒸出甲醇液中大部分的
CO
2进入尾气。

从气提/CO
2
解吸塔C-2204塔中段出来的液体<31>为系统温度最低，
此甲醇液通过气提/CO
2
解吸塔甲醇/贫甲醇换热器EA-2205与贫甲醇<58>换热、再
经CO2吸收塔C-2202的中间冷却器EA-2204加热，回到甲醇闪蒸罐V-2214上部的
闪蒸罐，释放出部分溶解的CO
2
等气体，液体<70>再用甲醇循环泵P-2205打到闪蒸甲醇冷却器EA-2215与从中间闪蒸塔C-2203出来的含硫甲醇<20>换热，回到下部
的闪蒸罐，同样闪蒸出部分CO
2，两部分闪蒸气进入气提/CO
2
解吸塔C-2204上段以
增加CO
2
产品。

甲醇闪蒸罐V-2214下部的甲醇液用闪蒸甲醇循环泵P-2210送至气
提/CO
2解吸塔C-2204下段，在此段用氮气<69>气提，塔底得到CO
2
含量较低而且温
度也较低的甲醇液<35>。

从气提/CO
2解吸塔C-2204底出来的甲醇液<35>含有少量CO
2
和基本上原料气中
所有硫化物，用热再生塔进料泵P-2203升压，通过贫/富甲醇换热器EA-2218-E、
EA-2206-D、贫/富甲醇换热器EA-2217与从甲醇精馏塔C-2205来的贫甲醇换热后进入C-2205塔进行热再生，塔底得到贫甲醇，塔顶得到H
2
S气。

贫甲醇<56>从甲醇精馏塔C-2205下部抽出，经贫/富甲醇换热器EA-2217冷却后用贫甲醇泵P-2204升压，经EA-2206、水冷器EA-2219、EA-2218和E-2205换热降温后送到吸收塔CO2吸收塔C-2202塔顶，循环使用。

C-2205塔顶得到H
2
S浓度较高的气体，经冷却、分离后，一部分含硫气体<53>送回C-2204中部循环吸收、解吸，进行硫浓缩，以使出低温甲醇洗装置的酸性气
体达到回收标准；另一部分气体<51>H
2
S浓度高于25％，经换热后可以送克劳斯硫回收系统进行硫回收。

C-2204塔中部出来的气体<40>为系统尾气。

该尾气经换热器EA-2220、EA-2211回收冷量后，尾气<97>温度升至22℃左右，进入尾气洗涤塔C-2207，用脱盐水洗涤后排出。

从C-2207塔底出来的液体<73>在换热器EA-2212与C-2206塔底废水换热后进入C-2206塔中部。

从原料气分离器V-2213罐分离出来的水分和甲醇<22>经EA-2203换热后送入
CO
2
闪蒸罐V-2212，闪蒸出的气体去C-2204塔下段，液相进入甲醇水分离塔C-2206中部，从C-2205塔底来的少量贫甲醇<64>通过EA-2203换热后作为C-2206塔顶回流。

甲醇水分离塔C-2206塔底得到甲醇含量达到排放标准的水，换热后排出系统。

系统中近二十台换热器组成的换热网络用以回收冷量并保证必要的工艺条件。

注：<>中的数字表示PFD图中的流股号
2）液氮洗装置
液氮洗净化系统的主要设备有：分子筛吸附器（A-2601A/B）、多流股板翅式换热器（E-2601、E-2602、E-2603）和氮洗塔（C-2601）。

为了减少冷量损失，低温设备装在冷箱内。

从甲醇洗工序来的原料气首先进入分子筛吸附器A-2601的一组，将CO
2、CH
3
OH、
H
2
O等杂质除去后，进入E-2602与氮洗塔顶部来的净化气、塔底尾液及其闪蒸气回
收氢逆流换热，冷却到一定温度后进入E-2603继续冷却换热。

换热后气体进入氮
洗塔C-2601底部。

在塔中原料气用液氮洗涤，气体中CO、CH
4
、Ar等杂质被液氮溶解后得到精制气，从氮洗塔顶部出来经E-2603换热后，用比例调节方式对其进行粗配氮，然后进入E-2602回收冷量。

复热到一定温度后分为两路，一路去甲醇洗工序，经回收冷量后返回液氮洗系统。

另一路则经氮气冷却器E-2601复热后，与从甲醇洗工序回来的另一路汇合，送往合成压缩机压缩后去合成氨。

从空分来的3750kPa，温度为40℃的中压氮气进入E-2601与E-2602冷却后分成两路，一路对精制气配氮和补充冷量，另一路进入换热器E-2603冷却成液氮进入氮洗塔作洗涤液用。

氮洗塔底尾液减压至1150kPa，进入闪蒸罐V-2601气液分离。

分离后气相经E-2603、E-2602、E-2601回收冷量温度升高，再进入甲醇洗循环气压缩机回收氢。

分离后的液相则减压至420kPa，必要时与外加液氮混合，经E-2603、E-2602和E-2601回收冷量，温度升高至30℃，进入燃料气系统。

第三部分设计基础
3 设计基础
3.1 基础数据
3.1.1低温甲醇洗单元
低温甲醇洗单元将被设计为（100％负荷）：处理原料气4436.795kmol/h；
低温甲醇洗单元操作弹性为装置生产能力的40%到110%。

低温甲醇洗单元每年的操作时间为7200小时。

低温甲醇洗单元在40%负荷运转时，可回收较多的CO
2
以维持尿素装置的生产，
另一部分经CO
2
压缩机压缩后送气化装置用于输煤。

3.1.2液氮洗单元
液氮洗单元的设计能力为（100％负荷）：
原料气为经低温甲醇洗后的净化气。

液氮洗单元的操作弹性为装置生产能力的40%到110%。

液氮洗单元每年的操作时间为7200小时。

液氮洗单元释放气送气化单元热风炉燃烧，精制气送合成气压缩。

3.2 低温甲醇洗单元的原料气
3.2.1设计工况气体组份100％负荷）
原料气：4436.795 kmol/h，规格如下表：
3.2.2设计工况气体组份：（低硫100％负荷）
3.3 产品和副产品描述
3.3.1 低温甲醇洗净化气组成
3.3.2 低温甲醇洗单元的CO
产品气（供尿素）
2
3.3.3 低温甲醇洗单元的酸性气
注：H
S浓度应尽可能高。

2
3.3.4 液氮洗单元合成气
3.3.5 液氮洗单元循环氢
3.4 排放物和排出物
3.4.1 原料气冷凝液（原料气氨冷器后气液分离器）
3.4.2低温甲醇洗排出的污水
3.4.3 低温甲醇洗排放尾气
3.4.3 液氮洗单元燃料气
3.5 消耗量
1）低温甲醇洗单元：
消耗值是在稳定操作状态和常规维护时的数据
甲醇消耗≤0.8 kg/tNH
，有效气体回收率≥99.4%。

3
公用工程消耗：
注：1）甲醇水分离塔再沸器EC-2206
2）热再生塔再沸器EC-2205
3）本表为净消耗量，不含损耗和裕度
2）液氮洗单元
有效气体回收率≥99.2%。

注：1）以上数值为理论计算消耗，不包含裕度；2）氮气送甲醇洗单元用作气提氮。

3.6 输入低温甲醇洗单元界区的公用工程规格和条件
3.6.1脱盐水
硬度≈0μmol/l
电导率（25℃）≤0.3μS/cm
≤20ppb
SiO
2
温度30~40℃
3.6.2高压锅炉给水
悬浮物≤5mg/L
总硬度：≤2.0μmol/L
pH值（25℃）≥8.8～9.3
含油量：≤0.3mg/L
含氧量≤7 μg/L
含铁量：≤30μg/L
含铜量≤5 μg/L
含联氨：≤10～50μg/L
二氧化硅≤5 μg/L
3.6.3循环冷却水
供水温度32℃
压力 0.40Mpa(G)
回水温度42℃
压力 0.25Mpa(G)
污垢热阻 3.44×10-4m2.k/w
pH值 7~8
腐蚀余度＜0.075mm/a(碳钢)
＜0.005mm/a(不锈钢) 3.6.4新鲜水
碱度 8.5mmol/l
Ca2+（以CaCO
计） 28.5mg/l
3
计） 24.3mg/l
Mg2+（以CaCO
3
总硬度（以CaCO
计） 52.8mg/l
3
计） 400mg/l
总碱度（以CaCO
3
溶解固体 450mg/l
总Fe 0.1mg/l
浊度 0.1mg/l
Cl- 28mg/l
电导率 645us/cm
PH 6.98
3.6.5蒸汽管网操作条件
（1）中压蒸汽
温度 400-420℃
压力 3.82MPa(G)
（2）中压蒸汽
温度饱和
压力 2.5MPa(G)
（3）低压蒸汽
温度饱和
压力 1.27MPa(G)
（4）低压蒸汽
温度 159℃
压力 0.5MPa(G)
3.6.6电
（1）6kV供电
电压 6kV(+5％)
频率 50Hz(+1％)
相数三相三线，中性点不接地
(2) 380V供电
电压380/220V(±5％)
频率50Hz(±1％)
相数三相四线，中性点接地
(3) 事故供电（EPS）
电压380/220(±5％)
频率50Hz(±1％)
相数三相
3.6.7制冷氨
液氨压力 1.6MPa（G）
温度 40℃
蒸发压力 0.4MPa（G）
≥99.8%wt
NH
3
H
O油≤0.2%wt
2
污垢热阻 0.00086m2k/w
返回状气气态4℃和-40℃饱和
3.6.8仪表空气、工厂空气
温度≤40℃
压力0.7MPag
露点-40℃
含油量 <10mg/m3
含尘量≤1mg/m3 (含尘粒径≤3微米) 3.6.9低压氮气
温度36℃
压力 0.44MPa（G）
纯度≥99.8%（V）
O
≤10ppm（vol）
2
3.6.10高压氮气
温度 40℃
压力 8.1MPa（G）
纯度≥99.99%
≤10ppm
O
2
3.6.12 高压二氧化碳
温度80℃
压力 8.1MPa（G）
纯度≥99.99%
≤10ppm
O
2
3.6.13气氨（输出到B.L.）（由技术提供方补充完成）
压力 0.47MPa(A)
温度+4℃
压力 0.72MPa(A)
温度 -40℃
第六部分性能保证
6 性能保证
6.1 性能保证的基础
在以下条件下，技术提供方将对6.2中指定的装置性能数据承担责任。

技术提供方提供的工艺计算包中的相关参数及物性数据已经采用并正确用于技术使用方的工程设计，采购和装置建设。

技术使用方向装置提供第三部分中所指定的原料气和装置公用工程条件，装置稳定条件下以100%的进料连续运行。

由技术提供方和技术使用方共同同意，在技术提供方人员监督下，依照双方预先讨论并确定的程序，进行针对性能保证的72小时性能测试。

6.2 保证值
6.2.1 低温甲醇洗原料气
处理低温甲醇洗的原料气流量：4436.795kmol/h；
6.2.2 低温甲醇洗净化气纯度
总硫（COS+H
2
S）含量＜0.1ppm(vol)
CO
2
含量＜20 ppm(vol)
6.2.3 低温甲醇洗CO
2
产品
CO
2
纯度（干基）≥ 98.5 (vol %)
总硫（COS+H
2
S）含量≤ 5ppm (vol %)
压力（出低温甲醇洗界区处）≥ 0.04 MPa(G)
回收率≥65%
6.2.4 低温甲醇洗尾气
COS+H
2
S含量≤10 ppm(vol)
6.2.5低温甲醇洗酸性气
H
2
S含量≥30vol.%
压力（出低温甲醇洗界区处）≥0.15MPa(G)
6.2.6 出液氮洗合成气
H
2/N
2
=3：1
CO含量≤2 ppm(vol) 6.2.7 消耗量
1）低温甲醇洗公用工程消耗量
4℃下的外部冷量最大 280kW
-40℃下的外部冷量最大 2845kW
补偿甲醇最大 0.85kg/吨氨
蒸汽0.5MPa(G) 最大 7.7t/h
蒸汽1.27MPa(G) 最大 2.2t/h
循环冷却水最大 310t/h
气提用低压氮气≤5500Nm3/h
2）液氮洗公用消耗量
中压氮气最大5500Nm3/h
液氮最大 660kg/h
循环冷却水最大 22t/h
中压蒸汽3.82MPaG 最大 0.6 t/h
6.2.8 低温甲醇洗排出的废水
甲醇含量≤0.01wt%
流量最大2470kg/h
6.2.9低温甲醇洗有效气体回收率≥99.4%；液氮洗有效气体回收率≥99.2%。

6.2.10低温甲醇洗总系统阻力≤0.22MPa；液氮洗总系统阻力≤0.25MPa。

6.3 测量和分析方法
6.3.1 分析取样
在详细设计审查会上，技术提供方和技术使用方将讨论并确定取样方法、测量方法、流量、温度、压力和公用工程消耗。

6.3.2 分析方法
原料气、产品、副产品和废物的分析方法由技术提供方和技术使用方讨论确定。

相关程序将在详细设计审查会上讨论。

当原料气与第三部分中指定的原料气设计条件相差过大时，技术提供方和技术使用方将在性能测试前进行友好讨论并共同确定修正后的保证。