万吨低温甲醇洗脱碳建议.docVIP

15万吨/年低温甲醇洗脱碳装置建议书 低温甲醇洗工作原理 低温甲醇洗(Rectisol)是20世纪50年代初德国林德(Linde)公司和鲁奇(Lurgi)公司联合开发的一种气体净化工艺。第一个低温甲醇洗装置由鲁奇公司于1954年建在南非Sasol的合成燃料工厂，目前世界上有一百多套工业化装置，其中中国引进了十多套。该工艺为典型物理吸收法，是以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体。由于甲醇的蒸汽压较高，所以低温甲醇洗工艺在低温(～－60℃)下操作，在低温下CO2与H2S的溶解度随温度下降而显著地上升，因而所需的溶剂量较少，装置的设备也较小。在－30℃下，H2S在甲醇中的溶解度为CO2的6.1倍，因此能选择性脱除H2S。该工艺气体净化度高，可将变换气中CO2脱至小于20ppm，H2S小于0.1ppm，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行，而CO2、H2S再生可在不同的塔中进行，分别得到合格的二氧化碳含量为99%的纯碱原料气和硫回收原料气。 二、低温甲醇洗对各气体的吸附比较 设计的物料平衡和H2、N2损失 AA公司原壳牌制气低温甲醇洗脱碳装置设计变换气流量106310Nm3/h，压力3MPa，温度40℃，成分为H2 52.1％，N2 6.2%，CO 0.3％，CO2 40.4%，H2S＋COS 0.12%，Ar 0.2%，H2O 0.25%（饱和），以吨氨耗4200Nm3变换气计，设计生产能力为合成氨25.3t/h。 根据带物料点的流程图进行物料衡算，可知总物料平衡如下图。 进料 流量(Nm3/h) H2 N2 CO2 CO 硫化物 Ar+CH4 水 变换气 106310 55388 6591 42949 319 149 478 266 百分数 100% 52.1 6.2 40.4 0.3 0.14 0.45 0.25 气提氮气 2400 2400 百分数 100％ 100 水洗塔用水 1.3t/h 1.3t/h 百分数 100％ 100 出料 净化气 62879 55334 6477 1.3 302 0.006 468 百分数 100% 88 10.3 20ppm 0.48 0.1ppm 0.74 CO2产品气 30191 54 188 29949 百分数 100% 0.18 0.62 99.2 放空气 542 59.62 368.6 113.82 百分数 100% 11 68 21 尾气 15091 2264 12601 7.5 百分数 100% 15 83.5 0.05 废水 1.5t/h 含微量甲醇、甲基硫等 99.8 H2回收率＝62879×0.88÷106310÷0.521＝99.9% N2回收率＝62879×0.103÷106310÷0.062＝98.3% 四、15万吨/年固定床造气低温甲醇洗脱碳物料平衡 通过计算，可得15万吨/年固定床造气低温甲醇洗脱碳物料平衡如下图（设计生产能力为合成氨20吨/小时，吨氨耗变换气4295Nm3，由于硫化物含量不变，假定气提氮气量、放空气量和尾气量和原装置相比按比例缩小）。 进料 流量(Nm3/h) H2 N2 CO2 CO 硫化物 Ar+CH4 水 变换气 85900 44000 14666 25490 270 120 1139 215 百分数 100% 51.2 17.1 29.7 0.31 0.14 1.32 0.25 气提氮气 1934 1934 百分数 100％ 100 水洗塔用水 1.05t/h 1.05t/h 百分数 100％ 100 出料 净化气 60088 43956 14546 260 1326 百分数 100% 73.2 24.2 20ppm 0.43 0.1ppm 2.2 CO2产品气 15100 42.3 108.7 14949 百分数 100% 0.28 0.72 99 放空气 438 52.6 297.8 87.6 百分数 100% 12 68 20 尾气 12194 1890 10243 6 百分数 100% 15.5 84 0.05 废水 1.2t/h 百分数 100% 含微量甲醇、甲基硫等 99.8 H2回收率＝43956/44000＝99.9% N2回收率＝14546÷14666＝99.2％ 后工序H2损失：甲烷化反应剩余的CO消耗H2：13×3＝39Nm3，加上微量CO