摘要:由于低温甲醇洗工艺自身的优点其目前已在我国很多工业企业中得到应用,并且随着时间的推移,已经呈现出扩大的趋势。鉴于此,本文对低温甲醇洗工艺流程的优化进行了分析探讨,仅供参考。
关键词:低温甲醇洗;工艺;流程
一、低温甲醇洗工艺的概述
作为产生于20世纪50年代的气体净化工艺,低温甲醇洗在运行过程中主要利用了甲醇处于低温状态下时所展现出的物理特性,因此,可以说该工艺的本质是物理吸收的过程,也正是因为如此,低温甲醇洗所对应的装置以及流程与其他工艺相比都更为简单。近几年,我国处于经济快速发展的进程之中,能源需求量的增加是不可避免的,现有的天然气和石油资源已经无法满足社会的发展需求,想要对这一问题进行有效解决,就需要对煤炭资源所具有的丰富性进行有效利用,通过对煤化工产业的大力发展,保证社会所需能源供应的充足。
现阶段,需要应用煤炭资源所开展的化工生产包括甲醇合成、天然气合成等,在对上述物质进行合成的过程中,必然会涉及到以硫化氢和二氧化碳为代表的酸性气体,想要保证合成工作的顺利进行,就需要对酸性气体进行彻底的净化。低温甲醇洗的优势此时就被充分的体现了出来,该工艺的应用环境极为宽泛,无论是间接液化还是直接液化甚至是煤气化,都可以对酸性气体进行高效净化,所需成本也较为低廉。
二、工艺流程
1、原料气冷却
变换原料气进入到低温甲醇洗装置后,均匀分配给低温甲醇洗的各个系列中。在每个系列中,原料气在第一原料气冷却器中通过与合成气、CO2产品和尾气进行换热被冷却至20°C左右。然后,原料气进入洗氨塔,低温锅炉给水对其进行洗涤,酸性水从洗氨塔塔底流出排出界区。
2、原料气H2S/CO2吸收流程
原料气进入吸收塔H2S吸收段,部分富含CO2的甲醇对其进行洗涤,吸收其中的H2S和COS,吸收完杂质的甲醇富含H2S,此甲醇经过换热后进入到H2S闪蒸塔底部,回收有效气体。原料气脱除H2S和COS后,通过烟囱塔盘进入吸收塔CO2吸收段进行洗涤。
3、闪蒸再生和H2S富集
富CO2无硫甲醇离开吸收塔后,一部分进入CO2闪蒸塔的第2段(高压闪蒸段),闪蒸出大部分溶解的H2和CO,以及小部分的CO2,闪蒸出的气体进入循环气压缩机,与原料气进行混合。剩余的富CO2甲醇经过冷却后,进入CO2闪蒸塔的顶部第1段(中压闪蒸段),闪蒸出大部分溶解的H2和CO,以及小部分的CO2,这部分气体进入H2S闪蒸塔第2段,以降低CO2浓度。从CO2闪蒸塔第1段流出的甲醇进入该塔第4段,闪蒸出无硫的CO2产品,CO2气体经过原料气冷却器换热送出界区。剩余的液体产品全部进入该塔的第3段主洗闪蒸段,闪蒸出的CO2气体与尾气混合,液体产品此时分为两部分,一部分作为主洗甲醇返回至吸收塔进一步脱除原料气中的CO2,剩余的则进入再吸收塔。在再吸收塔内,甲醇向下部流动的过程中被从烟囱塔盘上抽出。第一个抽出的甲醇经过一系列换热后进入再吸收塔闪蒸段,闪蒸出的气体进入该塔上部进行硫的再吸收。第二个抽出的甲醇经过换热后送至再吸收塔气提段,这时低压氮气从界区外进入此段,通过注入氮气气提可以强化甲醇中CO2解吸,解吸后,富含H2S的甲醇经过换热后进入热再生塔。
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4、热再生
从吸收塔预洗段来的含有HCN和NH3的预洗甲醇,经过加热后进行闪蒸,闪蒸气作为循环气注入循环气压缩机,液体进入热再生塔。富含硫的甲醇从再吸收塔进入热再生塔的上段,在高温下闪蒸进一步释放CO2并富集酸性气,闪蒸后的液相甲醇进入下段,通过甲醇蒸汽气提完全再生。甲醇蒸汽混合物从热再生塔塔顶流出,经过一系列换热器后部分冷凝,产生的气体进入热再生回流罐以分离冷凝液,分离后的酸性气会进一步冷却以降低其中的甲醇含量,然后进入克劳斯气体分离器。各种酸性气冷凝液经过收集后又会返回至热再生塔。甲醇在热再生塔中完全再生后,通过泵送入吸收塔顶部作为精洗甲醇。
5、甲醇-水分离
甲醇水塔进料泵从热再生塔底部抽出富含水的甲醇后,送入甲醇水塔进行甲醇和水的分离,以此保证在主循环甲醇中水含量处于较低的水平。甲醇水塔内设有再沸器,在顶部形成甲醇蒸汽,将此蒸汽送至热再生塔作为气提介质,塔底产品则作为污水送至界区外。
三、低温甲醇洗工艺任务
根据上述低温甲醇洗的工艺原理及一些工艺技术和过程,我们对于低温甲醇洗的工艺任务基本上也就有了了解,笔者经过总结将其列为一下几点。
1、净化原料气体
净化原料气体是低温甲醇洗的首要功能,也是基础功能。通过低温甲醇洗能够将原料气体中的CO2、H2S、CO等一些不需要的杂质气体全部清除,净化了原料气体,从而能够为下一步的工业生产提供支持。
2、回收副产品
进行副产品回收是目前低温甲醇洗的又一重要任务,比如原料气体净化时提取的N2、H2都可以用来合成氨,减少了专门制取N2、H2的成本费用;原料气体中的CO2量大,并且必须要清除,但是从其继续使用方面来看,CO2的回收是十分必要的。首先,CO2可以被用于生产大量的化工产品,减少原材料制取费用,其次,减少了温室气体的排放,保护了环境。
3、保护环境
低温甲醇洗在产生经济效益的同时,也能产生很大的社会效益。目前我国环境污染严重,国家政府对于工业废气废水的处理要求非常严格,因为工业企业排除的废气废水中一般都含有较多污染环境的物质,如果直接将其排放就会导致环境污染,但是经过低温甲醇洗的净化处理,废气废水中的很多污染物被清除,从而不能再污染环境,因此低温甲醇洗的另一大任务就是保护环境。
结束语
本文通过对低温甲醇洗技术工艺原理及相关工艺过程的研究分析,对低温甲醇洗技术进行了全面的分析,在此基础上对低温甲醇洗的工艺任务进行了明确,使得现在对于低温甲醇洗的研究更加全面。低温甲醇洗作为一种有效的净化技术,未来在我国必将拥有很大的发展前景和市场。
参考文献
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论文作者:宫志刚
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/24
标签:甲醇论文; 闪蒸论文; 低温论文; 气体论文; 吸收塔论文; 原料论文; 工艺论文; 《基层建设》2018年第4期论文;