依兰克勒60万吨甲醇低温甲醇洗技术介绍及操作手册.doc

依兰克勒60万吨甲醇项目低温甲醇洗岗位培训教材1.概述1.1 本工序的任务从变换工序来的变换气中除含有氢气、氮气外，约含有43.9的CO2和少量的H2S与COS等硫化物，还含有CO、CH4、Ar以及饱和的水份等。、含氧化合物与含硫化合物是氨合成触媒的毒物，气体在进入合成工序之前，必须将他们脱除干净；并且，由于后续工序是采用液氮洗脱除CO2、CO、CH4等，、为防止CO2与水份等冻结成固体堵塞管道和设备，也必须将它们脱除干净。另外，从变换气中分离出来的CO2数量较大，浓度较高，、而它又是生产纯碱、尿素、干冰等化工产品的主要原料；H2S及COS等硫化物数量虽小，但它们也、是生产硫酸等的原料，而且，、H2S、COS等硫化物对大气污染严重。因此，低温甲醇洗工序的任务是：（1）、净化原料气将进入甲醇洗的原料气中CO2、H2O 、H2S 等脱除至规定的含量，以满足后续工序液氮洗和氨合成的生产要求。（2）、回收副产品CO2是低温甲醇洗工序的主要副产品，可用于生产纯碱、尿素以及食用CO2等，因此，低温甲醇洗工序必须保证CO2产品的质量和数量，以满足用户生产的需要；对H2S及其它含硫化合物的回收，也要保质保量，达到配套装置规定的要求。（3）、环保任务由于低温甲醇洗工序还向外界排放废气和废水，它们含有污染环境的 H2S、甲醇等有毒物质，因此，必须加强生产控制，以满足环境保护的需要。1.2 吸收剂的特性低温甲醇洗的吸收剂是甲醇，甲醇是一种有机溶剂，其一般性质如下表1-1所示。作为吸收剂，它应具备以下一些要求：（1）、吸收剂的吸收能力。气体中待脱除的组分在吸收剂中的溶解度以及它与温度、压力的关系是吸收剂的最重要性质。吸收过程的主要指标如吸收剂的循环量，气体解吸所需要的能耗，溶液再生的条件，设备的大小等都与溶解度有关。一个良好的吸收剂应当具备有较高的吸收能力以减少溶液的循环量，增大溶质的吸收速度。甲醇的吸收能力与其它吸收剂的比较见表1-2（2）、吸收剂的选择。选择吸收剂是指在同一温度与分压下，气体中被脱除组分的溶解度2与气体中最靠近这一组分的溶解度1之比。它可用吸收剂的选择系数C来表示，即C2/1。吸收过程中不需脱除组分的消耗，混合气完全分离的可能性以及工艺流程中的很多特点及消耗指标都与吸收剂的选择性有关，一种良好的吸收剂对脱除的组分应具有较高的选择性。甲醇吸收剂的选择性与其它吸收剂的比较亦见表1-2表11、甲醇的一般性质表12、几种吸收剂吸收能力及选择性比较（3）、低温下甲醇的饱和蒸汽压低。在操作温度下，吸收剂应具有较低的蒸汽压，以减少吸收剂的损耗。吸收剂饱和蒸汽压的大小会影响吸收与再生的操作条件及流程的布置？。甲醇的蒸汽压数据如下表1-3所示。表1-3、甲醇的蒸汽压（mmHg）（4）、吸收剂的沸点。在很多情况下，要求吸收剂的沸点温度低。当吸收剂积累了杂质时一般要将吸收剂进行蒸馏，吸收剂热再生时也需要在再沸器中加热，吸收剂的沸点过高，则必须将蒸馏的温度提的很高，或者要在真空下进行蒸馏，能耗增加。（5）、吸收剂的比热大、粘度小。吸收剂应具有较大的比热以便能吸收大量的吸收热而不致于使温升过高；吸收剂的粘度影响到(热量与质量)的传递速度，相应设备的大小以及溶液输送时的能耗，因此应当选用粘度小的吸收剂。甲醇的比热一般随温度升高而升高，粘度随温度的升高而降低。如图1-1、图1-2所示。图11、甲醇的比热图12、甲醇的粘度（6）、吸收剂应具有很高的热化学稳定性，吸收过程中有关的副反应应进行得很慢；吸收剂的腐蚀性应小，起泡性应低；吸收剂的凝固温度不宜太高，以利于贮存；吸收剂的可燃性应小，毒性应低；吸收剂应易于再生，以利循环使用；吸收剂来源广泛，价格低廉等等。甲醇是一种良好的吸收剂。从表1-2可看出，当CO2分压为10aCm时，30的情况下甲醇的吸收能力要比水大50倍。当温度降低时，其吸收能力增大得更快；甲醇具有很高的热稳定性和化学稳定性；甲醇不会被有机硫、氰化物等杂质所降解，甲醇不起泡，纯甲醇不腐蚀设备和管道。低温下，甲醇的粘度也很小，在30时，甲醇的粘度等于常温水的粘度，而在55时，仅比水的粘度大一倍。甲醇可以大量生产，比较便宜，容易获得。甲醇同时能吸收H2S和CO2，而且吸收H2S的选择性比CO2好，在任何情况下，都可以将H2S从气体中脱除干净而将CO2大部分保留在气体中。总之，甲醇是脱除工艺气体中CO2、H2S等酸性气体的一种良好的吸收剂，但甲醇易燃、易爆，而且有毒，当人吸收10mL时，就会双目失明，吸30 mL时就可致命，在空气中的允许浓度为50mg/m3。因此，设备制造和管道安装都要严格要求不漏，操作时要谨慎从事，要严防事故的发生。1.3 工艺特点脱硫、脱碳的方法比较多，如表1-4a、b所示。低温甲醇洗是其中的一种，它是五十年代初由德国林德公司和鲁奇公司联合开发的，主要用于从变换气中提取高纯度H2，从裂解气中提取乙炔，从鼓风炉煤气中回收高浓度CO2，从CH4中分离C2H2，以及从焦炉气中分离苯和环戊烯等，经低温甲醇洗以后，气体中不含硫化物，CO2含量可达至5ppm以下。表1-4a脱硫、脱碳的一些方法表1-4b脱硫、脱碳的一些方法现今以渣油、煤为原料生产合成氨的大型装置，均采用低温甲醇洗工艺来脱除工艺气中CO2、H2S等酸性气体。这是因为低温甲醇洗工艺有它自己的特点：（一）优点: 1低温甲醇洗工艺可以脱除气体中的多种杂质。低温甲醇洗是物理吸收，当酸性组份分压高时（如图1-3的P1），物理吸收的能力C1ph比化学吸收能力高（C1cb），而且吸收剂的吸收量随组份分压的提高而增加，几乎成正比，这样，操作压力提高，循环量就会减少。当操作压力降低时（如图中P2分压），物理吸收的吸收能力将远高于化学吸收，如图所示CphCch，这样，物理吸收的再生能耗就小。在3070的低温下，甲醇能同时脱除气体中的H2S、COS、CS2、RSH、C2H4、CO2、HCN、NH3、NO以及石蜡烃、芳香烃、粗汽油等杂质，并可同时脱除气体中的水分，使气体彻底干燥，甲醇吸收的杂质可以通过不同的再生条件对不同组分加以回收，分别得到不同的副产品。以煤、渣油为原料生产合成氨时，需脱除的CO2量较多，另外，气化趋向于采用更高的气化压力，因此，利用物理吸收法低温甲醇洗来净化工艺气更为有利。图1-3 化学吸收与物理吸收的平衡曲线2气体的净化度高。净化合成气中总硫含量可脱除至0.1ppm以下，CO2可净化到20ppm以下，低温甲醇洗个适用于硫含量有严格要求的任何工艺。3可选择性脱出 H2S和CO2。低温甲醇洗可以选择性地脱除H2S和CO2，并可分别加以回收，便于进一步加工，由于H2S、COS和CO2在低温甲醇中的溶解度都很大，所以吸收剂的循环量很小，这样势必动力消耗、运转费用较低；另一方面，低温甲醇对H2、CO和CH4的溶解度都很低，这就使有用气体的损失保持在较低的水平。4甲醇的热稳定性和化学稳定性好。低温下甲醇的蒸汽压也很低，正常运行时，溶剂损失较低。5低温甲醇洗工艺和液氮洗相配合能量利用更加合理。低温甲醇洗工艺脱除H2S和CO2与液氮洗脱除CO、CH4联合使用时，就显得格外合理，液氮洗需要在190左右的低温下进行，要求进液氮洗装置的气体彻底干燥。由于低温甲醇洗同时具有干燥气体的作用，并已使气体温度降到5070的低温，这从工艺配置和制冷角度来说，避免了工艺配置上的“冷热病”和节省了冷冻的动力。低温甲醇洗装置三塔的汽提氮气利用进液氮洗冷箱前的分子筛再生氮气作为气原之一，流程配置更显得合理。（二）缺点 1甲醇毒性大，易对环境造成污染，对排放的甲醇残液需进行处理。五塔的稳定操作是本工段外排废水达标的关键。2由于在低温操作，对材质和制造技术要求较高，设备制造有一定困难。 3为回收冷量，换热设备特别多，流程复杂，换热设备费用大，绕管式换热器制造成本和难度相对较高。2.低温甲醇洗净化工艺的理论基础及基本原理2.1、拉乌尔定律和亨利定律是研究任何气体气、液相平衡的两个基本定律，被吸收的气体在甲醇中的气、液相平衡同样符合这两个基本定律。拉乌尔定律：溶液中溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与其摩尔分数的乘积。即 PAPA XAPA混合溶液中溶剂的蒸气压PA纯溶剂的蒸气压XA溶剂的摩尔分数设溶质的摩尔分数为XB由于XA1XB，所以PAPA （1XB），即溶液中溶剂蒸气压下降的分数等于溶质的摩尔分数。亨利定律：在恒温和平衡状态下，一种气体在溶液里的溶解度和该气体的平衡压力成正比。即 PBKXBPB该气体的平衡压力XB该气体在溶液中的摩尔分数K 亨利系数实验证明，在稀溶液中溶质若服从亨利定律，则溶剂必服从拉乌尔定律。 低温甲醇洗就是利用甲醇在低温（9 64）、高压的条件下，对CO2、H2S有较高的吸收能力，对合成气中的有效组份CO、H2有较低的溶解度。即甲醇作为吸收溶剂对被吸收的气体具有较高的选择性。亨利定律在使用过程中，为了物料衡算的方便，可以有多种表达式。如气体在液体里的溶解度和该气体的平衡分压的关系可以表达为CA*HPA。溶质气体在液面上方的平衡分压与溶质在溶剂液体里摩尔分率的关系可以表达为PA*EXA。亨利定律适用于难溶，较难溶的气体，对于易溶、较易溶的气体，只能用于液相浓度很低的情况，而且必须注意溶质在气相和溶液中的分子状态应相同；对于混合气体，当压力不大时，亨利定律对每一种气体都能分别适用，彼此互不影响，但当分压超过其中任何一种气体的适用范围后，分之间的作用力就要加大，此时，各种溶质气体就要相互降低其溶解度。亨利定律不能完全适用。2.2、吸收是应用液体来吸收气体的操作过程。通常用于从气体中吸收一种或几种组分，以达到气体分离的目的。其基本原理是利用气体混合物中各分组分在溶剂中的溶解度不同，通过气液传质来实现。一般把吸收用的液体称为吸收剂或溶剂，被吸收的气体组分称为可溶性气体、溶质或组分，其余不能被吸收的气体组分称为惰性气体或载体。吸收过程两相界面附近的传质情况可用图21表示。其中A代表在相间传递的物质，即溶质；B代表惰性气体，即载体；S代表吸收剂，即溶剂；“BA”、“SA”表示气、液相中的组成。图21 吸收传质过程示意图吸收和解吸（脱吸）是互逆的过程，是一个动态的平衡体系。吸收时按溶剂与溶质是否会发生化学反应，可以分为物理吸收和化学吸收。根据吸收时温度是否有变化，可以分为等温吸收和非等温吸收，还可以按被吸收组分的数目可分为单组分吸收和多组分吸收。低温甲醇洗工艺是多组分、非等温的物理吸收。化学吸收法，即通过酸性气体与分散在溶剂中的碱性化合物进行化学反应而达到吸收的目的。决定投资费用和操作费用的溶液循环量与要脱除的酸性气量成正比，与酸性气体的分压无关。物理吸收法，即通过酸性气体在溶剂中溶解度的差异达到吸收的目的。最少需要容剂流量Wmin、原料气总量V、原料气压力P和脱除组分的溶解系数i之间关系式如下：WminV/（Pi）从上式可以看出，最少需要溶剂流量Wmin与预脱除组分的浓度无关，随着压力的降低而增加，装置的经济性随着压力升高而提高。通过图2-2可以看出溶解系数主要受温度影响，随着温度的降低而升高，从而决定甲醇吸收过程的最佳操作温度在-70-10。以物理吸收法分离气体混合物的依据是利用不同组分在溶剂中溶解度的差异。如图21，在气相组成中，易溶组分A为溶质，在溶质A与溶剂S接触，进行溶解的过程中，随着溶液（SA）浓度CA的逐渐增高，传质速率将逐渐减慢，最后降到零（实际传质过程仍在继续），CA达到最大限度CA*，气液两相达到了平衡，CA*即被称为组分A在溶剂S中的溶解度。如图21所示的物理吸收物系，组分数C3（溶质A，惰性气B，溶剂S），相数2，根据相律，自由度数F为： FC23223即在温度、总压和气液相组成共四个变量中，有三个是自变量，另一个是它们的函数。这样，溶解度CA*可表达为温度C，总压P和气相组成（常以分压PA表示）的函数。在实验研究的基础上得知：P在几个大气压的范围内，对平衡的影响实际上可以忽略，而温度对溶解度的影响颇大，一般是温度上升时，溶解度下降。于是，在一定温度下，CA*只是PA的函数，表达式简化为： CA*f(PA)当然，也可以选择液相的浓度CA作自变量，这时，在一定温度下的气相平衡分压PA*是C的函数： PA*f(CA)气液平衡关系式的得出是在理想状态下得出的，对于具体物系的相关数据还要通过试验的方法测定。对于稀溶液，在一定温度的平衡状态下，一种气体在液体里的溶解度和该气体的平衡分压符合亨利定律：在一定温度的平衡状态下，一种气体在液体里的溶解度和该气体的平衡分压成正比。即CA*HPA。比例系数H为溶解度系数，H愈大，表明同样分压下的溶解度愈大，在亨利定律适用的范围内，H是温度的函数，与CA、PA无关。在工业生产中，实际气体的浓度经常超出亨利定律适用的范围。低温甲醇洗工艺技术中变换气中各组分在甲醇中的溶解度就超出了亨利定律所适用的范围，其平衡关系可凭借实验的方法进行测定，但亨利定律的基本思想是适用的。下图22是不同气体在甲醇中溶解度的平衡关系曲线。由图可以看出，同一条件下CO2在甲醇中的溶解度比H2、N2、CO等惰性气体大的多，因此在加压下用甲醇洗涤含有上述组分的混合气体时，只有少量惰性气体被甲醇吸收，而且降压再生过程中，H2、N2气在较高的压力下就首先解吸出来，另一方面，H2、N2、CO等气体在甲醇中的溶解度对温度的变化并不敏感，其中H2的溶解度反而随着温度降低而减少，所以，甲醇洗适用于低温吸收。图22 不同气体在甲醇中的溶解度由上图22还可以看出，在甲醇中H2S比CO2有更大的溶解度，低温下H2S的溶解度要比CO2大6倍，查有关文献资料，甲醇对H2S的吸收速度远大于对CO2的吸收速度。因此当气体中同时含有H2S和CO2时，甲醇首先将H2S吸收。同样，在降压再生过程中可适当控制再生的压力，使大量的CO2解吸出来，而使H2S仍旧留在溶液中，随后可以配套气提、蒸馏、真空等方法将两种酸性气分别加以回收，从而分别得到高浓度的CO2和H2S。下表21a给出了40时各种气体在甲醇中的相对溶解度和21b给出了不同温度压力下CO2在甲醇中的溶解度。气体气体的溶解度/H2的溶解度气体的溶解度/CO2的溶解度H2S25405.9COS15553.6CO24301.0CH412CO5N22.5H21.0表21a 40时各种气体在甲醇中的相对溶解度温度/26364560溶解度XCO2102S CO2XCO2102S CO2XCO2102S CO2XCO2102S CO2二氧化碳的平衡分压MPa0.12.4617.63.5023.74.8035.98.9168.00.24.9836.27.0049.89.4572.618.60159.00.37.3055.010.0077.414.40117.031.20321.40.49.9577.014.00113.020.00174.058.00960.70.512.60106.017.80150.026.40250.00.615.40127.022.40201.034.20362.00.718.20155.027.40162.045.00570.00.821.660192.033.80355.0100.000.924.30223.039.00444.01.027.80268.046.70610.01.133.00343.0100.01.235.60385.0注：XCO2溶液中CO2摩尔分数mol/molS CO2溶解度CO2Nm3 /C甲醇1.340.20468.01.447.00617.01.562.201142.01.6100.00表21b 不同温度压力下CO2在甲醇中的溶解度从表21a可以看出，低温甲醇洗在合成氨净化工艺中的应用是以亨利定律为基本理论根据的，但亨利定律毕竟有它的适用范围和局限性，要想深刻理解低温甲醇洗工艺，就必须详细地分析、讨论各种气体在甲醇中的溶解度，以及不同压力、温度对CO2气体溶解度的影响。3. 岗位任务本岗位的主要任务是脱除变换气中的CO2、H2S及有机硫杂质，同时也脱除变换气中带入的饱和水，制得CO220ppm；H2S0.1ppm的合格净化气送往甲烷化进一步精制净化。为尿素装置提供CO298.5%（V）、H2S2PPm合格的CO2原料气。浓缩H2S馏分，为硫回收提供适宜浓度的H2S气体。处理甲醇水 混合物，回收甲醇的同时外排符合环保要求的甲醇残液4. 岗位管辖范围塔：C2201C2205，共5台。换热器：E2201E2220，共20台罐及分离器V2201V2209，共9台。泵：P01P08，共15台。过滤器：S2201，S2202，共2台。循环气压缩机：K2201，共1台。上述设备和设备的附属管线、阀门及仪表等。5. 生产工艺原理一氧化碳变换后的变换气中除含有氨合成反应所需的H2、N2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CO2又是生产尿素、食用二氧化碳等的原料，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分别脱除变换气中的CO2、H2S、COS，将脱除掉的合格CO2送尿素，同时将再生出的H2S送超级克劳斯硫回收系统。低温甲醇洗是一种物理吸收法，低温、高压下在吸收塔中完成甲醇对CO2、H2S、COS的吸收，吸收了CO2、H2S、COS的甲醇溶液（称为无硫富甲醇和含硫富甲醇）分别经过节流降压（少量的氢气和氮气在吸收过程中也被吸收，经节流降压闪蒸、压缩后得以回收），释放出CO2，再在热态下将CO2、H2S从甲醇溶液中完全再生出来，得到完全再生的甲醇（称为贫甲醇）循环使用。系统需要的冷量来自冰机以及吸收了CO2和H2S的高压甲醇溶液的节流膨胀（即CO2的解吸）和各水冷器。6. 生产工艺流程叙述6.1概述1）工艺特点 国内已建成的低温甲醇洗工序已有十几套之多，二十多年来积累了丰富的经验。根据气化压力的不同，这些低温甲醇洗工序的操作压力有 2.03.0、5.06.0、7.08.0MPa 不等。根据气化后粗煤气是采用急冷或废锅流程进行冷却的不同，这些低温甲醇洗工序就分成是一段或两段吸收的流程。由于本工程气化工序为水煤浆 6.5MPaG 压力气化，且为急冷流程，故低温甲醇洗工序只能选用 5.06.0MPa 压力下的一段洗涤，即在一个吸收塔内完成脱硫和脱碳，整个工序主要由五塔构成。特点如下：（1） 严格控制进料气体的预冷温度，确保变换气中的 CO2不会液化，选定进料气体预冷后的温度为：-13（高于露点 35），能保证 CO2在予冷过程不会液化；同时，设置足够大的进料气体冷却器后分离器，提高气液分离的效率，以使甲醇/水分离塔（才-2205）的操作更为稳定。（2） 设置溶液过滤器。由于在变换工序，会有 Fe(CO)5羰基铁和 Ni(CO)4四羰基合镍（当煤中含有 Ni 时）生成，且随变换气带入甲醇洗工序中。在无 CO 存在的时候，Fe(CO)5和 Ni(CO)4与硫化物反应生成 FeS 和 NiS 的固体颗粒，加之变换气挟带的催化剂粉尘等，能使甲醇变成为悬浮液，则应通过溶液过滤器除去。如若不保持循环甲醇的清净，固体颗粒会沉积在换热器的管壁上，增加了传热热阻，最终导致冷耗和热耗增加。（3） 由于进料气体含硫高，正常操作时，热再生塔顶出气部分不返回 H2S浓缩塔，全部去硫回收装置，这样既可节省冷耗又能减少热耗。但在设计中保留部分气体返回 H2S 浓缩塔的H2S增浓管线,以使开停车或进料气中含硫低时,多一种调节手段。2）设计能力处理后的净化气量能满足日产合成氨 1000C 的要求。3）工艺流程配置说明。一般一个甲醇洗涤塔就可以将原料气中CO2和H2S洗涤干净，应该说洗涤过程是相对简单的，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CO2，二是要将H2S浓缩到一定浓度以满足硫回收装置的要求，又要确保甲醇溶液的再生贫度。因此再生系统一般设有CO2再生塔、N2（N3）气提塔（又叫H2S浓缩塔）、甲醇再生塔和甲醇-水分离塔。习惯上根据操作温度将甲醇洗工段分为“冷区”和“热区”。冷区：CO2吸收塔（C-2201）、CO2产品塔（C-2202）、H2S 浓缩塔（C-2203）以及相关设备因操作温度在 0以下而称为冷区。热区：甲醇再生塔（C-2204）、甲醇/水分离塔（C-2205）以及相关设备，因操作温度在 0以上而称为热区。以下分单元对低温甲醇洗各工序进行详细说明6.2原料气的冷却从变换来的压力5.4MPaA、温度40、含H2：53.76%、N2：0.3%、CO2：44.77%、CO： 0.6%、H2S+COS：2200PPm，水份0.18%（饱和水）的变换气157500Nm3/h， k2201压缩机出来经水冷器E2202冷却到38、压力5.41MPa的闪蒸气2485.3Nm3/h，该两股气体在进工段处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，同时为了、避免水份带入系统造成对设备的腐蚀，在变换气冷却前要喷入538Kg/h、温度41.3、压力6.5MPa的甲醇，和变换气带过来的饱和水形成共溶溶液，使甲醇水溶液的冰点降低。变换气进入E2201绕管式换热器，被三股冷气体冷却到-13.1、后进入进料气体甲醇/水分离罐V2201分离器，出V2201分离器的干燥的原料气进入甲醇洗涤塔C2201，液相经过甲醇/水分离塔进料加热器、甲醇/CO2分离罐V2209，被加热到61.1（TI2253），去甲醇/水分离塔C2205。6.2 原料气中CO2、H2S等组分的脱除甲醇洗涤塔C2201分为上塔和下塔两部分，上塔的主要任务是脱除CO2、下塔的主要任务是脱除H2S、COS等硫化物，同时也有CO2部分溶解。虽然CO2在甲醇中的溶解热很小，由于甲醇对CO2的溶解度很大，致使溶液温升仍很大，当温度升高时，CO2在甲醇中的溶解度会减少，不利于吸收，因此必须及时将溶解热移出，保持溶液温度在合理的范围内。上塔又分为初洗、主洗和精洗三段。进入甲醇洗涤塔C2201的气体经过下塔和上塔洗涤后，出塔气中CO220PPm、H2S+COS0.1PPm、温度-64.1、压力5.26MPa、含H2：98.1%、N2：0.567%、CO：1.08%、Ar：0.18%、CH4：0.12、CO220ppm、总硫0.5ppm、甲醇25ppm，气量86576.2Nm3/h的净化气送送液氮洗工序（脱除CO、CH4等）。进入甲醇洗涤塔顶部的温度-64.1、压力5.28MPa的203t/h贫甲醇经上塔精洗段洗涤CO2后溶液温度升高到-18.05，为保证甲醇溶液的吸收能力，将216.13C/h溶液导出吸收塔，经循环甲醇冷却器E2206冷却到-42.15后重新返回吸收塔，进入主洗段继续吸收CO2，溶液的温度又升高到-17.25，再次将甲醇溶液252.23C/h导出吸收塔，经E2205氨冷器、绕管式换热器E2206冷却到-42.15后再次返回吸收塔，进入初洗段继续吸收CO2，经上塔吸收CO2后，溶液温度为-11.5导出吸收塔。由于甲醇对H2S的选择性吸收能力比CO2 要大得多，因此将上塔导出来的已吸收了CO2的温度-11.5、流量为303.1C/h的甲醇溶液中的147.96C/h经脱硫甲醇泵（P-2208A/B）及脱硫甲醇冷却器（E-2219），温度降为-17.8，降温后返回到下塔进入脱硫段去吸收H2S+COS，其余未返回下塔的无硫甲醇富液150.7C/h经无硫甲醇冷却器（E-2217）、无硫甲醇氨冷器（E-2204）温度降到31后去闪蒸系统。6.3 富液的闪蒸及H2回收出C2201上塔底部的-11.5的富含CO2甲醇液148C/h进入下塔脱除原料气中的H2S，另外的150.8C/h甲醇经无硫甲醇冷却器E2217冷却到-25.0，并经氨冷器E2204进一步冷却到-32.3，减压到1.75MPa后进入无硫甲醇闪蒸罐V2203闪蒸出溶液中的H2及部分CO2，闪蒸气1033Nm3/h送入含硫甲醇闪蒸罐V2202，闪蒸后的温度-31.0、压力1.75MPa、149.5C/h的富含CO2的甲醇溶液经减压节流至0.32MPa，温度降至-56.9后进入CO2再生塔C2202上段顶部。出甲醇洗涤塔C2201底部的温度-9.8、压力5.36MPa、流量166.4C/h的富含CO2、H2S等的含硫甲醇富液经含硫甲醇换热器E2203（E2223）冷却到-13.0，并经含硫甲醇第二换热器E2207、含硫甲醇氨冷器E2220与循环甲醇、液氨进一步换热，冷却到-31.2，减压到1.75MPa后进入闪发罐V2202，闪蒸出来的气体和无硫甲醇闪蒸罐V2203闪蒸出的气体，及液氮洗工序闪蒸气汇合后经k2201压缩机压缩和E2202水冷后，含H2：46.19%、CO2：50.93%、CO：1.04、N2：1.4，气量2485.3Nm3/h，压力5.51MPa的气体返回变换原料气。经含硫甲醇闪蒸罐V2202闪蒸后的溶液经减压节流进入C2202塔中部(Fv2208)和2203塔上段中部(LV2216)。(由于H2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H2，H2闪蒸既提高了原料的利用率，又保证了CO2纯度)。6.4 产品CO2 出无硫富甲醇闪蒸罐（V-2203）的无硫甲醇，流量129.4C/h，温度-32.7，继续减压并在 CO2产品塔（C-2202）顶部解吸，因CO2气体解吸制冷效应，温度进一步降低为-56.9，产生的解吸气作为产品 CO2气的一部分。解吸后的无硫甲醇从CO2产品塔上段引出，分为两部分(作用)，一部分用于洗涤 CO2产品塔（C-2202）上升气流中的硫化物而得到无硫的 CO2产品气，另一部分用于洗涤 H2S 浓缩塔（C-2203）上升气流中的硫化物而使尾气含硫低于 25mg/Nm3 。出含硫富甲醇闪蒸罐（V-2202）的含硫甲醇，流量165.1C/h，温度-31.0，按比例分成两股，一股减压并进入 CO2产品塔（C-2202）上段的下部， CO2气体进一步解吸，温度降低为-51.7。由 CO2产品塔（C-2202）下段升气板进入 CO2产品塔上段的解吸气与含硫甲醇解吸出的气体相混合，用CO2产品塔（C-2202）上段返回的无硫甲醇洗去解吸气中的硫化物，确保CO2产品气中硫含量指标，该解吸气再与进入塔顶解吸的无硫甲醇解吸出来的 CO2相混合，一起离开 CO2产品塔（C-2202）的顶部，即为 CO2产品气（其中一部分多余的 CO2将送入尾气中），流量34351.5Nm3/h，压力0.32MPa，温度-56.7。产品 CO2在含硫甲醇冷却器（E-2203）中与含硫甲醇换热后温度-31.9，再通过进料气冷却器（E-2201）回收冷量后温度29.9送出界区。另一股减压后进入 H2S 浓缩塔（C-2203）上段，并在此解吸，温度进一步降低为-69.7。从含硫甲醇闪蒸罐V2202液相过来的两股含硫甲醇的流量比可根据 CO2产品的产率进行调节。出C02塔下段底部的富含H2S的甲醇溶液温度-30.3、压力0.27MPa、流量204.6C/h经进一步减压节流进入硫化氢浓缩塔C2203。（经过LV2223）6.5 甲醇溶液的再生和富H2S气体的获得CO2产品塔（C-2202）上段底部引出的富甲醇继续减压后进入 H2S 浓缩塔（C-2203）中部与来自塔顶向下流动的甲醇混合后流入浓缩塔上段底部，压力0.81MpaA，温度-69.1，CO2：22.7、H2S：0.42、N2：0.02、甲醇：76.4，用H2S 浓缩塔上塔出料泵（P-2201A/B）抽出，流量247.96C/h，经与再生后的贫甲醇在第三贫甲醇冷却器（E-2208）换热，温度升至-54.8，再经循环甲醇冷却器（E-2206）将吸收塔段间抽出的甲醇冷却后，其自身温度升高-36.4，因温度的升高，出循环甲醇冷却器（E-2206）的甲醇中溶解的 CO2等气体进一步解吸，再经循环甲醇闪蒸罐（V-2207），将气液两相分开，气相压力0.27MPa，温度-36.4，流量17086 Nm3/h送入 CO2产品塔下段经升气板到产品塔上段，经脱硫之后，作为产品 CO2的一部分，液相流量214.0C/h，经含硫甲醇第二换热器（E-2207）加热后，温度复热到-30，送入 CO2产品塔（C-2202）的下段，使 CO2继续解吸。出CO2产品塔（C-2202）塔底液相组成为（wC%）：CO2：13.84%、甲醇：85.43、总硫含量：0.47，流量：204.6 C/h、压力0.37MPa、温度：-30.3。减压后送到 H2S 浓缩塔（C-2203）下段的上部，在此段内用氮气气提使CO2充分解吸，而达到 H2S组分被浓缩的目的。氮气及气提出的气体经升气板进入浓缩塔上段，与升气板上部甲醇中解吸出的 CO2气混合，经用塔顶流下的无硫甲醇洗涤脱硫后，离开 H2S 浓缩塔（C2203）的顶部，即为尾气。尾气经脱硫甲醇冷却器（E-2219）(红四方无此换热器)，温度被复热到-39.2，及进料气冷却器（E-2201）回收冷量，尾气被复热到29.9后排至大气。塔釜中的甲醇溶液用甲醇再生塔进料泵（P-2203A/B）加压，经第二贫甲醇冷却器（E-2209）、第一贫甲醇冷却器（E-2210）加热后进入甲醇再生塔（C-2204）。以上是对“冷区”的详细工艺介绍。以下将对甲醇洗工段“热区”工艺进行详细介绍。 6.6 甲醇的热再生 由 H2S 浓缩塔（C-2203）下段来的釜液181.95 C/h，用甲醇再生塔进料泵（P-2203A/B）加压，经甲醇第二过滤器，过滤冷区系统的颗粒状杂质，甲醇第二过滤器的过滤精度20m。低温甲醇溶液在第二贫甲醇冷却器（E-2209）中被复热到32.8、经第一贫甲醇冷却器（E-2210）被加热到84.8，出第一贫甲醇冷却器（E-2210）的甲醇溶液为气液两相，气相流量为6.64 C/h，液相的流量为175.3 C/h，复热后的甲醇溶液进入甲醇再生塔（C-2204）。在塔的上段，富甲醇被下塔底来的甲醇蒸气和来自甲醇/水分离塔（C-2205）的甲醇蒸气加热并呈沸腾状态。此时，所溶的 H2S、COS、CO2亦全部被解吸出来。甲醇再生塔再沸器（E-2211）中产生的甲醇蒸气和来自甲醇/水分离塔（C-2205）的甲醇蒸气除加热富甲醇外还提供 H2S、COS、CO2从富甲醇中解吸所需的热量，多余的甲醇蒸气和 H2S、COS、CO2一并上升到塔顶。甲醇再生塔（C-2204）顶部，含 H2S：7.76、COS：0.78、CO2：25.43和甲醇蒸气65.38，温度为86.4，流量为9797.3Nm3/h的排出气体，经 H2S 馏份水冷却器（E-2212）冷却后温度降为40.9，进入甲醇再生塔回流液分离罐（V-2206），在分离罐中气、液进行分离，所分离出的凝液约8.83 C/h经甲醇再生塔回流泵（P-2206A/B）压送至甲醇再生塔顶部作回流液。气体约3654Nm3/h经与冷 H2S 馏分在 H2S 馏分冷交换器（E-2214）中换热，温度进一步降为33.4，再经 H2S 馏分氨冷器（E-2213）冷却，温度降为-33.1进入 H2S 馏分分离罐（V-2205）中进行气、液分离。液相约0.76 C/h流到 H2S 浓缩塔（C-2203）底部，气相约3154.2Nm3/h，即含 H2S 酸性气体，主要组分为：CO2：79.5、H2S：16.2、COS：2.86、N2：1.33，经 H2S 馏分冷交换器（E-2214）回收冷量后，离开本工序去硫回收工序。但在、开车阶段、操作不正常时、当进料气（指进入本工序的变换气）中含硫低时，为确保送硫回收工序的气体中 H2S 浓度满足要求，则将气相中的一部分（增浓管线的量不仅取决于酸性气中H2S的浓度，更重要的是取决于系统的冷量平衡情况）经酸性气增浓管线送 H2S 浓缩塔下部，增加酸性气的循环，尽可能地脱除CO2气体，增加进入热区的甲醇溶液中的H2S的浓度，促使酸性气中H2S浓度的提高。其余部分酸性气体经 H2S 馏分冷交换器（E-2214）回收冷量后，去硫回收工序。当系统超压时，部分气体可导入火炬系统。 甲醇再生塔（C-2204）釜液（热再生后的甲醇）即贫甲醇，分为两股，一股经甲醇/水分离塔进料泵（P-2205A/B）加压，经甲醇第二过滤器S2201，该过滤器过滤精度比甲醇第一过滤器高，其担当了整个系统的颗粒状杂质的过滤任务，甲醇第二过滤器的过滤精度2.50m。出甲醇第二过滤器的甲醇在甲醇/水分离塔进料加热器（E-2216）换热后送入甲醇/水分离塔（C-2205）。另一股甲醇经第一贫甲醇冷却器（E-2210）冷却后送甲醇中间贮罐（V-2204），贫甲醇经贫甲醇泵（P-2204A/B）自甲醇中间贮罐（V-2204）抽出、加压、经贫甲醇水冷却器（E-2218）冷却并分为两股，一股喷入进料气中，流量为537.8Kg/h；另一股则经第二贫甲醇冷却器（E-2209）和第三贫甲醇冷却器（E-2208）冷却后，进入 CO2吸收塔（C-2201）上部，作为脱出工艺气中酸性气的吸收液。6.7 甲醇/水分离从进料气体甲醇/水分离罐（V-2201）分离器底部排出的667.2Kg/h、温度-13.1的甲醇水溶液经甲醇/水分离塔进料加热器（E-2216）预热到61.1，并经减压后进入甲醇/水分离塔C2205。来自甲醇再生塔（C-2204）塔釜，经甲醇/水分离塔进料给料泵（P-2205），温度为102，压力0.95MPa，流量为1.28C/h，作为甲醇/水分离塔进料加热器（E-2216）的热源与来自甲醇/水分离罐的含水甲醇换热，温度降致61.1，并作为甲醇/水分离塔（C-2205）回流液进入甲醇/水分离塔（C2205）上部。（V8罐见后续）由甲醇/水分离塔再沸器（E-2215）提供热源，甲醇和水经精馏分离，提供热源所使用的是压力1.0MPa、温度183的饱和蒸汽。离开甲醇/水分离塔（C-2205）顶部的甲醇蒸气进入甲醇再生塔（C-2204），回收其中的甲醇，塔釜水送往气化界区制取水煤浆或送往生化处理系统。自甲醇再生塔（C-2204）来的回流液，可依循环甲醇中含水量的高低进行调整，即当含水量高时，可适当加大回流液量，使循环甲醇中的含水尽快达到设计值，由于 V2206 罐的水含量低于再生塔（C-2204）来的回流液，可通过调整P2206A/B 泵进C2205 塔的甲醇量使循环甲醇中的水含量尽快恢复正常。6.8 新鲜甲醇的补入和废甲醇的回收利用为保证系统甲醇的需要，本工号所需要的甲醇是由精甲醇库提供，同时精甲醇库专门提供一1000立方米甲醇贮槽供系统贮存甲醇之用。当开车充甲醇或正常运行时需向系统补入甲醇时，联系调度启动精甲醇库的送料泵，将甲醇注入甲醇中间贮罐（V-2204）或H2S 浓缩塔（C-2203）塔底；工号停车时，可将甲醇通过贫甲醇泵P2204、地下槽泵P2207排往精甲醇库甲醇贮槽T2201。为了方便检修时各塔和管线设备中的甲醇排放，设有污甲醇地下罐（V-2208），容积约10m3，并配有地下槽泵（P2207），当污甲醇地下罐（V-2208）液位高时，可以启动地下槽泵（P2207）将污甲醇送往甲醇/水分离塔（C-2205），回收甲醇。6.9 氨冷冻系统。低温甲醇洗系统所需冷量由合成工序的氨压机提供。氨压机送出经压缩冷凝后的液氨，在本工序各氨冷器内蒸发后气氨返回氨压机。6.10 几点说明1）甲醇/CO2分离罐 V-2209甲醇/CO2分离罐V2209 用于防止进料 CO2液化而造成的甲醇/水分离塔 C2205 负荷增加所设置，因此，正常操作时，V-2209 液位为0。开车时，将 LICA-2259 切为手动，注意观察液位，当其为 50%时（可根据操作情况进行调整），将 LICA-2259 切为自动（需由开车工程师确认）。2）FV-2251（Fv2230）若不用 C-2204 塔顶回流液做 C-2205 塔顶的回流，则关闭此阀，打开ME-220120 与 ME-220074 间的连通阀，ME-220074 接 C-2205 塔的 N7 管口，关闭其与 N8 管口相连的切断阀。若投用，则反之，ME-220120 接 N7 管口，ME-220074 接 N8 管口，两根管线间连通阀关闭。3）合成氨工况 50%负荷条件下，为达到生产约 70%CO2产品的目的？ C-2202塔顶操作压力应由 0.22MpaG 降为 0.20MpaG。C-2203 塔顶压力由 0.08MpaG 降为 0.05MpaG（开车时，由开车工程师确认，并在开车过程中根据具体操作条件调节相关压力值）。、降压 、将含硫甲醇通过FV2208全部送到C2202 、C2202中部富甲醇全部通过LV2225B送到C2203，通过循环甲醇流程最终送到C2202塔底4）所有氨冷器（E-2204，E-2205、E-2213，E-2220）的出口气氨管线上的切断阀必须保持常开，只有在维修氨冷器时且确保设备内的液氨完全排空的条件下，才能关闭此阀，否则液氨蒸发会导致壳体超压而使设备损坏。7.开车前的准备工作在施工单位机械竣工的基础之上，化工投料之前需要完成如下工作：气相管线的吹扫、液相管线的水冲洗、系统的气密试验、系统水联动试验、系统干燥。(5步)7.1气相管线的吹扫1）目的设备和管道在安装过程中会带入各种各样的杂质，如焊渣、尘土等，在化工投料前必须把其清除干净，以防止在运行中对阀门、设备造成意外故障。2）范围本工序选用空气作为吹扫介质，对本工序所有气相经过的管线、设备进行吹扫。3）技术要求公称直径大于或等于 600mm 气体管道，采用人工清理；公称直径小于 600mm的气体管道采用空气吹扫。管道吹扫前拆除流量计、法兰连接的调节阀、重要阀门、节流阀、安全阀、仪表等，用短管代替。吹扫的顺序按主管、支管、疏排管依次进行，吹扫出的脏物不得进入已合格的管道。吹扫前检查管道支、吊架的牢固程度，必要时予以加固。吹扫时吹扫口周围设置禁区，并标有危险区警示牌。管道吹扫合格复位后，不得再进行影响管内清洁的其他作业。吹扫利用生产装置氮压机，进行间断性的吹扫；吹扫压力不得超过容器和管道的设计压力，流速大于 20m/s。吹扫过程中，当目测排气无烟尘时，在排气口设置涂有铅油靶板检验，5min内靶板上无铁锈、尘土、水份及其他杂物，视为合格。吹扫后的复位工作，注意与机器、设备连接的管道保持自由对中。4）吹扫前的准备工作拆除气相管线上所有的流量测量元件，并接相同尺寸短管；拆除气相管线上所有止逆阀并接相同尺寸短管；将现场所有压力、温度仪表连接管拆开，并在仪表侧用堵头或塑料布包住，当主管线吹扫合格后，打开仪表根部阀对仪表导压管进行吹扫。确认系统所有阀门处于关闭状态，与上游及下游工序已彻底隔离，对拆卸口根据具体情况用临时盲板或塑料包住，防止在吹扫前或吹扫过程中进入赃物。 统计系统吹扫所需短管的数量及规格并编号。拆除气体所经过设备顶部的除沫器并在吹扫合格后安装好。5）吹扫步骤（根据现场实际情况由开车工程师完善）6）吹扫注意事项整个吹扫过程必须做好记录，内容应包括：a.吹扫的管线号、路径、吹扫过程情况记录；b.吹扫口的具体位置，临时盲板情况表；c.吹扫好后管道复位情况确认表。在拆卸和复位时，一定要确认相关管线上阀门关闭，吹扫气已全部停止，并经工艺人员确认同意；每段吹扫管道必须有专职人员检查、签字认可；吹扫应注意安全，吹扫口应设警戒线或由专人看护；吹扫气源的停送由专人负责指挥，拆装管件、检验时必须断气，不同工序间气源的停送采用物料停送联络单，气源控制阀门专人操作；操作人员防护用品：安全帽、安全带、耳塞及防砸、防烫等用品齐全；吹扫排放口周围 15 米设立安全警戒区，吹扫现场周围设警示牌，夜间设警示灯；设备内作业办理相关票证，照明采用安全行灯或手电；临时管线的配管应满足吹扫压力要求；参加作业人员必须通过培训并考试合格；吹扫前组织预危分析并培训；夜间吹扫作业，在界区气源控制阀处、吹扫口排放处设有充足照明；吹扫现场必须确保通道畅通，场地平整。7.2液相管线的水冲洗1）目的在本工序设备安装、吹扫结束后，在设备（如塔、罐、换热器、泵等）和甲醇流经的管道中仍可能有一些杂质，如焊条、焊渣、铁锈和灰尘等，可能会引起管道、阀门堵塞，造成设备磨损，泵入口滤网及过滤器的频繁堵塞而影响装置的平稳运行，因此要将这些杂质从设备及管道中冲洗出来。2）范围 水冲洗的范围为：本工序甲醇