低温甲醇洗脱硫脱碳技术.pptVIP

一、脱碳（脱硫）的意义和技术简介在合成氨（包含合成甲醇和其他羰基合成、城市煤气、工业制氢）生产过程中，经变换后气体中含有20~50%的CO2，它不仅会使氨合成催化剂中毒，而且给后工序清除少量一氧化碳的过程（精制）带来困难。比如在甲烷化过程中，CO2过多消耗大量氢，又生成无用气体甲烷;采用液氮洗涤法时，CO2固化为干冰，会堵塞设备和管道。此外，二氧化碳又是制造尿素、纯碱、碳酸氢铵、干冰等产品的原料。习惯上把脱除气体中二氧化碳的过程称为“脱碳”。原料气中的硫化物不仅能腐蚀设备和管道，而且能使催化剂中毒，脱除气体中H2S、COS等硫化物的过程称为“脱硫”。根据工艺的要求脱碳是将变换气中的二氧化碳体积分数脱除到小于0.2％（合成氨工艺，甲醇工艺2~3％），获得的合格氢、氮气供给合成氨(或者甲醇)生产，还要将得到的浓度大于98.5％的二氧化碳供给尿素生产。脱碳的方法很多，根据吸附剂的分类，主要有溶液吸收法、和变压吸附（PSA）法（物理吸收法，干法）。溶液吸收法中：根据所用吸收剂性质的不同，可分为物理吸收法、化学吸收法和物理化学吸收法。物理吸收法是利用二氧化碳比氢、氮在有机溶剂中的溶解度大的特性，除去原料气中的CO2。常用的物理吸收方法有低温甲醇洗法和碳酸丙烯酯法等。另外还有NHD(聚乙二醇二甲醚)法，而NHD(聚乙二醇二甲醚)法和碳酸丙烯酯法?(PC法)等应用较少的方法。化学吸收法是利用二氧化碳是酸性气体，能与碱性吸收剂进行化学反应的特性将其吸收。常用的方法有氨水法、热钾碱法和乙醇胺法等。物理化学吸收法有改良MDEA(N-甲基二乙醇胺)法等。低温甲醇洗工艺（Rectisol）是由德国的林德（LINDE）公司和鲁奇公司（Lurgi）在20世纪50年代共同开发的一种气体净化工艺，林德公司第一个将其应用于化肥厂净化含硫变换气，并回收CO2供合成尿素。德国林德（LINDE）公司低温甲醇洗工艺。采用的是“一步法五塔流程”即流程中设置了五个塔。五个塔分别是：洗涤塔、CO2解析塔、H2S浓缩塔、热再生塔、醇/水分离塔。该技术采用专利的绕管式换热器，热量回收效率高。国内大连理工开发的流程类似。鲁奇公司开始采用两步法脱硫脱碳，在变换前脱硫，经过变换后脱碳。变换处于脱硫和脱碳之间，原料气热而复冷，换热次数多，能量损失大，设备数量多，流程较长，投资较高。鲁奇低温甲醇洗经过优化改进，目前开发出一步法7塔工艺，工艺流程如下：1、原料气脱氨-脱氨塔，2、脱硫脱碳-吸收塔，3、有效气再生-中压闪蒸塔，4、酸气浓缩-再吸收塔，5、甲醇再生—热再生塔，6、甲醇脱水-甲醇水塔，7、尾气脱醇-尾气洗涤塔低温甲醇洗工艺具有气体净化度高，选择性好，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。该工艺技术成熟，在工业上有着很好的应用业绩，被广泛应用于国内外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中。在国内以煤、渣油为原料建成的大型合成氨装置中也大都采用低温甲醇洗净化技术。（主要是CO2分压高，并配套有空分装置，有多余的氮气）虽然低温甲醇洗工艺投资较高（含冰机投资），但与其它脱硫、脱碳工艺相比具有电耗低、蒸汽消耗低，溶剂价格便宜，操作费用低等优点。特别是脱硫的净化度高，对甲醇生产十分有利。另外和液氮洗精制工艺配套。饱和蒸气压概念：我们知道，液体可以蒸发成气体，气体也可以凝结为液体。在一定的温度下，二者可以达成平衡，即液体的蒸发速度等于蒸气的凝结速度。达到这种平衡时，蒸气有一定的压力，这个压力就叫做此液体的饱和蒸气压。蒸气压与温度有关，温度越高，分子具有的动能越大，蒸发速度越快，因而蒸气压越大。溶液的蒸气压除与温度有关外，还与浓度有关。拉乌尔定律和亨利定律所描述的就是溶液蒸气压和浓度之间的关系,即研究气液相平衡的关系。拉乌尔定律：溶液中的蒸汽压等于纯溶剂的蒸汽压与其摩尔分数的乘积，这就是拉乌尔定律。（一般适用于稀溶液的溶剂）

用数学公式表示为：P1=P*X1式中P1是溶液中溶剂的蒸汽压；P是纯溶剂的蒸汽压；x1是溶剂的摩尔质量分数。亨利定律：在一定温度和平衡状态下，一种气体在液体里的溶解度和该气体的平衡分压成正比，这就是亨利定律。是研究化工吸收过程的依据。（一般适用于稀溶液的溶质）用数学公式表示为：P2=Kx*X2式中X2──气体溶质在溶液中的摩尔质量分数；

P2──该气体的平衡分压；

Kx──常数（亨利系数）。1.各种气体在甲醇中的溶解度溶解度的定义：在一定的温度下，溶质在100克溶剂中达到溶解平衡时所溶解的克数。根据下述表1分析：H2S、CO2等酸性气体甲醇中有较大的溶解能力，而H2、N2、CO溶解度甚微，另外在-40℃