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1、（中职）合成氨工艺及设备项目六、任务二教学课件项目六合成氨生产原料气脱碳合成氨生产原料气脱碳任务任务二二低温甲醇洗法脱碳低温甲醇洗法脱碳任务要求任务要求解释低温甲醇洗脱碳的原理指明低温甲醇洗脱碳的设备与作用总结低温甲醇洗脱碳的操作方法总结低温甲醇洗法脱碳工艺条件的选择归纳生产危险因素及安全生产要点一、低温甲醇洗法流程一、低温甲醇洗法流程6-3 6-3 低温甲醇洗脱碳流程低温甲醇洗脱碳流程K501K501、K502.COK502.CO2 2吸收塔吸收塔 K503.CO2 K503.CO2再生塔再生塔 P502.P502.甲醇循环甲醇循环泵泵P503.P503.甲醇主洗泵甲醇主洗泵W505.W50
2、5.甲醇循环冷却器甲醇循环冷却器 W522.W522.贫甲醇冷贫甲醇冷却器却器 低温甲醇洗脱碳工艺流程如图6-3所示。H2S吸收塔出口的脱硫气分两股分别进入CO2吸收塔K-502和K-501进行CO2的脱除。在K-502塔，煤气中的CO2分别被来自P-503.2泵的主洗甲醇和来自P-507泵的精洗甲醇洗涤吸收，使K-502塔出口净化气中CO2含量小于10PPM、H2S含量小于0.1PPM。K-502塔出口净化气送液氮洗装置。在K-501塔，煤气中的CO2分别被来自P-523泵的主洗甲醇和来自P-507泵的精洗甲醇洗涤吸收，使K-501塔出口净化气中的CO2含量小于3%、H2S含量小于0.1PP
3、M。K-501塔出口净化气送PSA装置。由于吸收热会导致甲醇温度升高，为提高甲醇的吸收能力，在K-502塔中，从塔底引出一股甲醇经泵送甲醇循环冷却器W-505冷却至-40后，送第13块塔盘进行吸收CO2；在K-501塔中，将甲醇自第11块升气塔盘上引出，经泵送W-525冷却至-40后，返回第10层塔盘吸收CO2。吸收剂再生：对解吸塔进行抽吸，使解吸塔闪蒸压力尽量降低，以增加闪蒸效果。喷射器出口的CO2闪蒸气经克劳斯气/CO2排放气加热器加热后送水洗塔。从解吸塔出来经过三级闪蒸后的甲醇，一部分经再吸收甲醇泵送至再吸收塔顶部，作为再吸收甲醇，另一部分经泵送至K-502塔中部作为主洗甲醇。二、低温甲
4、醇洗法设备二、低温甲醇洗法设备 低温甲醇法的吸收塔，再生塔内部都用带浮阀的塔板，根据流量大小，选用双溢流或单溢流，塔板材料选用不锈钢。由于甲醇腐蚀性小，采用低温甲醇洗时所用设备不需涂防腐材料。甲醇洗的洗涤塔、再生塔、浓缩塔、精馏塔内部都用带浮阀的塔板，根据流量大小选用双溢流或单溢流。甲醇泵都是单端面离心泵，以防甲醇泄露。低温甲醇洗所用的换热器很多，面积很大，一般都为缠绕式。深度冷冻设备用釜式。冷却器使用列管式。煮沸器则用热虹吸式。低温甲醇洗设备内部不涂防腐涂料，也不用缓蚀剂，腐蚀不严重。三、低温甲醇洗法原理三、低温甲醇洗法原理 低温甲醇法具有一次性脱除CO2，溶液便宜易得，能耗低，适用范围广泛
5、等特点。但该法投资很大。甲醇对CO2、H2S、COS有高的溶解度，而对H2、CH4、CO等溶解度小，说明甲醇有高的选择性，另一方面表现在甲醇对H2S的吸收要比CO2的吸收快好几倍，溶解度前者比后者也大，所以可以先吸收CO2再吸收H2S。甲醇在吸收了原料气中的石脑油、H2S、COS、CO2后，为方便甲醇能够循环利用，必须对其进行再生。四、低温甲醇洗法条件四、低温甲醇洗法条件1.温度 CO2在常温下蒸汽分压很大，为了减少甲醇的损失，宜采用低温吸收。由于CO2在甲醇中的溶解度很大，所以在吸收过程中要考虑到放热因素。常温下的甲醇的蒸气分压很大。为了减少操作中甲醇损失，宜采用低温吸收。由于CO2等气体在
6、甲醇中的溶解热很大，在吸收过程中溶液温度不断升高，使吸收能力下降。为了维持吸收塔的操作温度，将甲醇溶液引出塔外冷却。2.压力压力 提高压力能增加气体在吸收剂中的溶解度，所以加压有利于吸收。但是压力过高对设备和成本的要求相应提高。因此，压力的选择有一个合适的范围。目前低温甲醇洗涤法的操作压力一般为28MPa.3.溶剂的饱和度溶剂的饱和度饱和度的大小对溶剂循环量和吸收塔高度都有较大的影响。对填料塔饱和度的大小对溶剂循环量和吸收塔高度都有较大的影响。对填料塔而言，增大气液两相的接触面积，可以提高吸收饱和度。而要增大气而言，增大气液两相的接触面积，可以提高吸收饱和度。而要增大气液两相的接触面积，一方面
7、可选用适当的填料，另一方面主要是通过液两相的接触面积，一方面可选用适当的填料，另一方面主要是通过增大填料体积，即提高塔的高度来实现，但塔高增大，投资增大，而增大填料体积，即提高塔的高度来实现，但塔高增大，投资增大，而且输送溶剂和气体的能耗增大。所以工业上吸收饱和度一般在且输送溶剂和气体的能耗增大。所以工业上吸收饱和度一般在75758585之间。之间。五、低温甲醇洗法生产装置五、低温甲醇洗法生产装置1.装置简介 500#低温甲醇洗装置的技术和设备从德国鲁奇公司整体引进。该装置于1996年开始破土动工，1998年年底进入全面试车阶段。1999年1月，进行工艺试车，一次试车成功，装置顺利投运。2装置
8、生产规模及生产能力 装置原处理粗煤气量为65000Nm3/h，2003年9月装置生产能力已经能够达到100%满负荷生产，经过2006年9月至2008年2月2次扩产改造之后，本装置生产能力现已达到115000Nm3/h规模。任务小结任务小结低温甲醇洗与NHD二者流程是相似的，但低温甲醇洗的吸收温度低，所需的换热部分要比NHD复杂。低温甲醇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，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。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。但是因其工艺是在低温条件下操作，因此设备的材质要求要高，为降低能耗，回收冷量，换热设备较多而使流程变长。甲醇有毒，会影响人的健康。思考与练习思考与练习1为什么甲醇法脱碳需要在低温条件下进行，它属于哪种脱碳方法？2低温甲醇法脱碳的工艺流程有哪些特点？3请设想工作环境，并说明在进行低温甲醇法脱碳的生产中需要注意哪些危险因素？