低温甲醇洗工艺在我厂的应用.docVIP

低温甲醇洗工艺在我厂的应用 尚乃明(驻昆解放军化肥厂，云南 开远 661600) 2001-01-16 我厂褐煤加压气化制氨工艺流程中，原采用加压水洗、DETA热钾碱与醋酸铜氨液联合净化粗煤气中的酸性气体(H2S，CO2)。该法不但流程复杂，净化效率低，而且在水洗净化过程中，含硫废气难以回收利用，造成环境污染。近年来，我厂对加压气化制氨系统进行了技术改造，粗煤气净化采用了低温甲醇洗工艺，自1998年底投入运行以来，收到了较好的效果。 1? 我厂低温甲醇洗工艺流程 ??? 粗煤气在2.05 MPa(绝)、40℃条件下先进入低温甲醇洗装置，煤气中夹带的冷凝液在分离器(F500)中被分离，再经粗煤气／合成气热交换器(W501)被合成气冷却至25℃后，在粗煤气冷却器(W502)中被氨冷却至7℃。为防止粗煤气冷却到冰点以下出现结冰现象，在粗煤气进一步冷却前，将甲醇喷射到煤气中，以降低冰点。然后，粗煤气在粗煤气／合成气热交换器(W503)中被来自再吸收塔(K504)和CO2膨胀塔(K503)的闪蒸气以及氮洗装置的冷合成气冷却到—11℃，再在粗煤气冷却器(W504)中被氨冷却至—36℃后进入H2S吸收塔(K501)预洗段。在塔内，粗煤气被来自甲醇冷却器(W506)—36℃的冷甲醇洗涤以脱除气态轻油、HCN和水。预洗段底部含轻油和水分的甲醇去预洗再生系统。粗煤气通过升气盘进入H2S吸收塔主洗段，粗煤气中的H2S、COS被来自CO2吸收塔(K502)富含CO2的甲醇(—36℃)洗涤至总硫含量约为2×10—6。最后，气体进入CO2吸收塔(K502)用再生好的精甲醇(—36℃)将残余的硫化物洗至0.1×??? 10—6，CO2洗至小于10×10—6。离开吸收塔的净化气送液氮洗装置。表1是经过低温甲醇洗前后的气体组成。 2? 主要设备??? ??? (1)H2S吸收塔(K501) ??? 浮阀塔，70块塔盘，分预洗、主洗两段吸收。 ??? ??? (2)CO2吸收塔(K502) ??? 浮阀塔，111块塔盘，分冷却循环、主洗、精洗三段吸收。 ??? ??? 以上设备材料均采用ESTE355德国进口低温钢，塔盘成套进口，塔体钢板及焊接材料进口，国内制作安装。???? 3? 低温甲醇洗工艺的优点 3.1? 对酸性气体吸收能力强，尤其是在高压、低温下对高浓度酸性气体吸收能力特别强，经过一次净化就能将粗煤气中高浓度的酸性气体吸收干净。该工艺还可脱除粗煤气中的COS、HCN、H2O、石脑油等杂质。因此，可将CO变换放在低温甲醇洗之前，这样就缩短了气体净化流程。 3.2? 甲醇采用减压闪蒸、加热再生，方法简单。富液在减压再生过程中，由于压力的骤然降低产生节流效应，使溶液温度降低，再将冷量传给再生好的溶液。而人工号的粗煤气又借与净煤气再生时的低温释放气进行高效换冷，整个装置冷量损失小。由于H2、CO、CH4在甲醇中的溶解度都很低，因此，再生过程中有效气体的损失很小。 3.3? 有利于H2S的回收利用，减少环境污染。甲醇反复减压再生过程中含H2S的闪蒸气用甲醇反复再吸收，可使H2S气体富集，H2S浓度提高后，再将富含H2S的甲醇加热再生，获得浓度为 30％～35％的H2S气体，送克劳斯装置回收硫，消除了含硫废气对环境的污染。目前我厂克劳斯装置正处于试车调试阶段。该装置未开车时，将克劳斯气体送本厂自备电站焚烧。 3.4? 由于甲醇沸点较低(64.7℃)，可利用甲醇热再生时的低位热源——低压蒸汽，有利于节能降耗。 3.5? 低温下，该工艺对粗煤气中石脑油、芳香烃类物质的吸收比较彻底。在预洗再生过程中，利用甲醇溶于水不溶于油的原理对含油的甲醇水进行萃取，可获得石脑油产品，再对甲醇水进行加热精馏，回收甲醇，减少甲醇的损失。 3.6? 甲醇粘度小，稳定性好，不起泡，无腐蚀性。 3.7? 甲醇原料来源充足，价格较低，有利于降低成本。 3.8? 低温甲醇洗与液氮洗联合使用，其工艺流程更为经济合理。 4? 低温甲醇洗工艺存在的主要问题 ??? 我厂低温甲醇洗工艺投运一年多，工艺操作较稳定，煤制氨系统产量比改造前明显增加。但是该装置目前还没有达到设计能力，最大负荷为90％。主要原因是氨吸收制冷贫富液换热器换热效果差，使贫液温度过高，影响氨吸收效果，制约了甲醇洗生产能力的发挥。我厂准备更换换热器，增加换热面积，解决供冷不足的问题。 ??? 我厂是国内首家褐煤鲁奇炉加压气化制取合成氨的中型氮肥厂。近年来，在对该系统实施总体技术改造中，引进了低温甲醇洗工艺脱除粗煤气中的酸性气，关键设备进口，主体设备进口材料，国内制作，部分设备国内配套，减少了投资。在该工艺操作上也积累了一些经验。笔者认为，以煤为原料制取合成氨工艺，由于煤的成分较复杂，粗煤气的净化有一定难度。低温甲