低温甲醇洗工艺研究

1、 低温甲醇洗工艺研究摘要:低温甲醇洗工艺是典型的物理吸收脱硫、脱碳方法。该工艺是以甲醇为吸收溶剂,利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性,脱除原料气中的酸性气体。低温甲醇洗工艺的气体净化度高,可以将变换气中的co2脱至小于20ppm;h2s脱至小于0.1ppm。低温甲醇洗工艺还具有技术先进、运行可靠、参数稳定等优点,是现在比较理想的脱硫脱碳工艺流程。关键词:低温甲醇洗技术特征工艺特质一、低温甲醇洗技术简介低温甲醇洗工艺是20世纪50年代,由德国鲁奇(lurgi公司和林徳(linde公司联合开发的一种原料气净化方法。低温甲醇洗技术是一种纯物理吸收过程。根据co2、h2s、cos等酸性气体在甲

2、醇中有较大的溶解度,而氢气、氮气、一氧化碳在其中的溶解度很小而吸收的,因而用甲醇吸收原料气中的co2、h2s等酸性气体,而h2、co的损失很小。在同一温度下,co2、h2s、h2o等的溶解度远大于h2和co,所以低温甲醇法易除去co2、 h2s。随着温度的降低co2、h2s在气体在甲醇的溶解度增大,而h2、 co变化不大,因此,此法易在较低温度下操作。由于h2s在甲醇中的溶解度比co2更大,所以用甲醇脱除co2的同时也能把气体中的h2s一并脱除掉。二、低温甲醇洗净化吸收的原理、工艺特点及其不足 1.低温甲醇洗净化吸收的原理低温甲醇洗是指在一定的压力和低温下,把变换气中所含的酸性气体co2、h2

3、s、cos和硫醇等脱除的工艺过程。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体放出co2、h2s 等。2.低温甲醇洗净化的工艺特点首先,低温甲醇洗工艺可以保证净化气中h2s、co2的含量满足合成气的需要而且可以彻底除去合成气中的硫化物,延长甲醇合成催化剂的寿命。低温甲醇洗涤法可以脱除气体中的多种组分,在-30到-70的低温下,甲醇可以同时脱除气体中的h2s、cos、cs2、rsh、c4h4s、co2、hcn、nh3、no以及石

4、蜡烃、芳香烃、粗汽油等组分,并可同时使气体脱水,彻底干燥,所吸收的有用组分可以在甲醇再生过程中回收其次,低温甲醇对co2、硫化物的吸收能力大溶液循环量低,可减少管道和设备尺寸,降低系统消耗。而与此同时,吸收co2、硫化物的富甲醇经闪蒸、气提、热再生可循环使用。闪蒸和气提出的co2可达标排放,再生产生的酸性气体经硫回收后可达标排放,生产副产品硫磺。第三,热再生废水含微量甲醇可用以煤浆制备,降低系统水消耗 并减少污水处理负荷。与此同时,气体的净化度相对较高,净化气中总硫含量可脱到0.1cm3/m3以下,co2可净化到10cm3/m3以下,低温甲醇洗涤法适用于对硫含量有严格要求的化工生产。最后,此项

5、技术可选择性地脱除原料气中的h2s和co2,并分别加以回收,由于低温时h2s、cos和co2在甲醇中的溶解度都很大,动力消耗低,同时,甲醇的热稳定性和化学稳定性好。同时,甲醇还比较便宜容易获得。在低温下h2和ch4等在甲醇中溶解度较低,甲醇的蒸汽压也很小,这就使有用气体和溶剂的损失保持在较低水平。3.低温甲醇洗的不足一般来说,低温甲醇洗的技术有以下缺点3.1为降低能耗,回收冷量,换热设备较多而使流程变长,特别是再生过程比较复杂。3.2因其工艺是在低温条件下操作,因此设备的材质要求要高。3.3甲醇自身的毒性会影响人的健康。甲醇的毒性大,当吸入10ml 时就会双目失明,吸入30ml时就会致命,在空

6、气中甲醇的允许含量为50mg/m3。因此,设备制造和管道安装的质量要求严格,操作应谨慎小心,严防泄漏等事故的发生。还应有安全措施。三、国内外低温甲醇洗工艺目前,国外低温甲醇洗工艺有林德工艺和鲁奇工艺二种流程,二者的基本原理十分相似,且技术上经过一定的运用,都十分成熟; 而在国内方面,大连理工大学在这项技术上十分领先,取得了一定的成绩1.林德低温甲醇洗工艺流程林德低温甲醇洗工艺流程采用林德自己的专利设备-高效绕管式换热器,通过提高换热效率,尤其是多股物流的组合换热,这在很大程度上能够有效安排设备布局,节省,能耗较省;但高效绕管式换需要国外设计(可国内制造。一般来说,原料气进入低温甲醇洗装置后,喷

7、入少量循环甲醇,防止气体结冰,避免系统阻塞。而在甲醇溶剂循环回路中设置甲醇过滤器,除去fes、nis 等固体杂质,防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。一般采用氮气气提浓缩硫化氢,二氧化碳回收率70%。2.鲁奇低温甲醇洗工艺流程鲁奇低温甲醇洗工艺流程没有中间循环甲醇提供冷量,因此,冷量一般是通过外部供给的方式;甲醇溶液吸收温度低,甲醇溶液循环量相对较大,相对于林德流程能耗稍高,吸收塔的尺寸也较大。系统冷量全部由外部提供,操作调节相对灵活。3.大连理工大学低温甲醇洗工艺流程从1983 年开始,大连理工大学开始进行低温甲醇洗的工艺过程研究,而且在1999 年在中石化等企业的帮助下,这个项目研究通过了中石化的检验,并于2000 年获得了中石化科技进步三等奖,得到了两项国内专利。经改进后该技术采用六塔流程,与林德工艺相 似,但其冷负荷和设备投资比林德工艺低10%。参考文献1杜兆海,胡庆彪. 低温甲醇洗气体净化工艺及其技术研究j. 河南化工, 2011(10.2贺可顺,范明智,周远. 低温甲醇洗技术在煤制甲醇项目