低温甲醇洗工艺说明及知识问答
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低温甲醇洗工艺说明及知识问答
本工程脱硫、脱二氧化碳采用低温甲醇洗的净化方法,其优点在于流程简单,技术成熟,溶剂便宜自给,操作费用低。
来自变换工段的变换气压力3.2MPa、温度40℃,进入原料气冷却器,变换气在进入原料冷却器前注入甲醇,以阻止变换气中水及水化物在原料冷却器中结晶堵塞管道。
均匀喷入甲醇的变换气进入原料冷却器,与从CO2洗涤塔来的净化气及富含H2S的尾气换热,使变换气温度降低,经粗煤气分离器分离出甲醇水溶液送甲醇水塔,干燥的变换气进入洗涤塔下部。CO2洗涤塔分为上塔、下塔两部分,下塔主要用于脱硫,由于在甲醇中CO2的溶解度和溶解速度远比H2S、COS(羰基硫)气体为小,故下塔仅需上塔吸收CO2的部分洗涤剂。含全部硫的甲醇液从洗涤塔底部取出,并在洗涤塔底冷却器、洗涤塔底深冷器中被冷却,膨胀至2.2MPa进入2#富硫甲醇闪蒸槽,以回收被甲醇液溶解了的大部分H2。CO2洗涤塔上塔内分三段:顶端为精洗段,洗涤液用-50℃的贫甲醇来吸收气体中尚有的少量CO2和H2S气体,以保证去合成工段中的净化气中CO2含量≤3~4%(mol),总硫≤0.1ppm,顶部出塔气送致合成工段。洗涤塔上塔中间二段为CO2吸收段,来自精洗段的洗涤液经换热冷却后进入主洗段吸收气体中的CO2,来自主洗段的洗涤液经换热冷却后进入初洗段吸收气体中的CO2。上塔底引出的另一部分不含H2S和COS的甲醇,在1#富甲醇冷却器、2#富甲醇深冷器中冷却,膨胀到2.2MPa进入1#富CO2甲醇闪蒸槽,以回收被甲醇溶解了的大部分H2气。闪蒸气经回收气体压缩机升压后,返回到脱硫脱碳单元进口。含CO2不含硫的甲醇经节流膨胀进入H2S浓缩塔顶部,在此塔的上半段洗掉气相中的H2S和COS,塔顶的尾气排放,最大硫含量为100ppm(v)。含硫甲醇经过节流膨胀后进入H2S浓缩塔,为了增加气体中H2S的浓度,降低再生的消耗,用N2在H2S浓缩塔的下部气提出CO2。由H2S浓缩塔排出的尾气回收冷量后排放,H2S、COS含量低于100ppm(V)。从H2S浓缩塔底部出来的富含硫的甲醇液加热后进入再生塔。顶部出来的含H2S甲醇蒸气经过冷却,分离出甲醇后,不凝气送至硫回收单元。分离出来的甲醇溶液部分用做浓缩塔回流液,部分被送到H2S浓缩塔。从热再生塔底部取出的再生贫甲醇,经过冷却后被送到甲醇收集槽中,然后由贫甲醇泵加压并经冷却后,除部分用作喷淋甲醇外,其余贫甲醇送洗涤塔作吸收液。
为了除去系统中由原料气带入的水分,减小腐蚀,本装置设置了甲醇/水分离塔,将水从系统中除去。从水分离器出来的甲醇水溶液在甲醇/水分离塔回流冷却器中被从热再生塔底部出来的甲醇加热,然后进入甲醇/水分离塔。在生产过程中,系统中会积累一些重金属、杂质和水,为了保持整个系统的平衡,从热再生塔底部引出部分贫甲醇,在热再生塔底泵加压下经过贫甲醇过滤器过滤,在换热器中换热后进入甲醇/水分离塔顶部。分离塔热源来自中压蒸汽。塔底排出含有各种杂质的废水,其中甲醇量控制在<3000ppm去煤浆制备。
低温甲醇洗工段知识问答
1.什么叫溶解度?
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。
2.什么叫分压?
在气体或液体的混合物中,某一组份所具有的压力等于该组份的浓度比例乘以系统的总压力,该组份的压力为分压力。
3.什么是拉乌尔定律?
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。
用数学公式表示为:P1=P*X1
P----同一温度下纯溶剂的蒸汽压
P1---溶液中溶剂的蒸汽压
X1---溶液中溶剂的摩尔分数
4.什么叫亨利定律?
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。
用数学公式可表示为:P2=K*X2
X2---平衡时气体在液体中的摩尔分数
P2---平衡时液面上该气体的分压力
K----亨利常数
5.什么叫物理吸收、化学吸收?
若溶入溶剂中的气体不与溶剂发生明显的化学反应,此种过程叫物理吸收。
若气体溶解后与溶剂或预先溶于溶剂里的其它物质进行化学反应,这种过程称为化学反应。
6.什么叫平衡溶解度?
在一定温度和压力下,达到平衡时,吸收质在汽夜两相中的浓度不再改变,它是吸收过程进行的极限,把达到平衡时,吸收质在液相中的浓度称为平衡溶解度。
7.什么叫饱和蒸汽压?
在一定温度下,气液两相处于动态平衡的状态,称它为饱和状态,此时的气相称为饱和蒸汽,饱和蒸汽所具有的压力称为饱和蒸汽压。
8.什么叫蒸发?蒸发的操作条件有哪些?
通过加热使溶液里某一组份气化而将溶液增浓的操作叫蒸发。
蒸发的操作条件:溶液中溶剂应具有挥发性,溶质不应具有挥发性,必须持续供给溶剂气化的热能,并及时排走气化的蒸汽。
9.什么叫蒸馏?蒸馏分离的依据是什么?
利用液体混合物在一定的压力下各组份挥发度不同的特性,以达到分离目的,这种过程叫蒸馏。
蒸馏分离的依据是:组份之间沸点有一定的差别。
10.影响吸收操作的因素有哪些?
(1)气流速度(2)汽\液比(3)温度(4)压力(5)吸收剂纯度
11.什么叫液泛?怎样避免液泛?
造成塔内液体倒流的现象叫液泛,液泛时塔的压差将大幅度增大。
要避免液泛,首先要控制适当的汽\液比及空速(负荷)。同时,保证液体不发泡,提高吸收剂的纯度,塔板要清洁无污。
12.什么是吸收率?
吸收效果的好坏可以用吸收率表示,在气体吸收过程中,吸收质被吸收的量与其原在惰性气体中的含量之比称为吸收率。
13.如何提高塔板效率?
(1)控制合适的汽液比
(2)塔板的水平度要合乎要求
(3)塔板无漏液现象
(4)吸收剂纯度高,不发泡
(5)塔板上无脏物、垢物、保证液层厚度;
14.什么叫精馏?
采用简单蒸馏分离混合液,只能使混合液得到部分分离,若要求得到高纯度的产品,则必须采用多次部分汽化和多次部分冷凝的蒸馏方法,这就使精馏。
15.什么叫精馏段?什么叫提馏段?
一般原料进入的那层塔板称为进料板,进料板以上的称为精馏段,进料板以下的塔段(包括进料板)称为提馏段。
16.影响精馏操作的因素是什么?怎样才能提高塔顶馏份的纯度?
(1)塔底要有能产生蒸汽的再沸器,即保证塔底温度
(2)塔顶要有能冷却介质的冷却器,即保证塔顶温度
(3)进料量与进料组成,进料点要合适,以保证以上两点的控制
(4)压力要保持一定
保证塔顶纯度的方法:
(1)增大塔顶的回流液
(2)将含有较多难挥发组份的流体通入塔的下部,塔顶最好采用含有较少难挥发组份的流体作为回流液。
17.什么叫泵的汽蚀现象?如何防止汽蚀现象?
当泵入口处绝对压力小于该液体饱和蒸汽压时,液体就在泵入口处沸腾,产生大量汽泡冲击叶轮、泵壳、泵体发生振动和不正常的噪音,甚至使叶轮脱屑、开裂和损坏。伴随着泵