低温甲醇洗相平衡模型和气液平衡计算_1_相平衡模型

低温甲醇洗相平衡模型和气液平衡计算(1)

———相平衡模型

皮银安　(湖南化工研究院　长沙　410007)

摘　要　以实验和文献数据为基础建立了能描述低温甲醇洗工艺中H2、N2、CO2、H2S和CH3OH气液相平衡的模型;用修改的R K方程,并考虑量子气体H2存在的影响,处理气相的非理想性;用Wilson方程处理液相的非理想性,获得满意结果。

关键词　低温甲醇洗　相平衡　模型

分类号　O642

The C alculation of V aporliquid Equilibrium and Phase Equilibrium

Model for Methanol W ashing at Low T emperature(1)

Pi Yingan

(Hunan Research Institute of Chemical Industry　Changsha410007)

Abstract　A vaporliquid equilibrium model has been set up for describing H2, N2,CO2,H2S and CH3OH behaviour in methanol washing technique at low tempera2 ture based on the experimental data and those in the literatures.In this model a modi2 fied R K equation noting the presence of the quantum gas H2,was used for dealing with the nonideality of the gas phase and the Wilson one for liquid phase with satis2 faction.

K ey w ords　methanol washing at low temperature　phase equilibrium　model

1　引　言

低温甲醇洗脱除酸性气体(CO2、H2S)是一种技术先进、经济合理的气体净化工艺。在低温甲醇洗工艺和设备的设计中,有关氢、氮、二氧化碳、硫化氢和甲醇体系在高压低温状态下气液相平衡模型是必不可少的。该体系既含缔合、极性组分甲醇,又存在量子气体氢,近来年虽已受到重视,但有关文献[1][2][3]只对其中的二元系进行热力学关联。作者以实验和文献数据为基础,建立了一个相平衡模型,能较好地描述低温甲醇洗工艺中H2、N2、CO2、H2S和CH3OH 的气液平衡。模型使用Soave修改的R K方程,并考虑量子气体H2存在的影响,处理气相的非理想性,用Wilson方程处理液相的非理想性,可获得令人满意的结果,为低温甲醇洗净化工艺和设备的设计提供了基础数据和计算方法。

第27卷第4期1997年12月

湖　南　化　工

HUNAN CHEM ICAL INDUSTR Y

Vol.27No.4　

December1997

2　相平衡模型

211　热力学基本方程

低温甲醇洗相平衡模型所使用的热力学基本方程为:

^f v

i

=^f L i

对于气相每一组分:

^f v

i

=^φ1y i P

对于液相可凝组分:

^f L

i =γi x i f ref i=γi x i f oL i exp(

PV L i

RT

)

按Raoult定律的理想溶液选择参考态,并校正到零压,则:

f oL

i =P s iφs i exp(-

P s i V L i

RT

)

对于液相不凝组分:

^f L

i =γ3i x i f ref i=γ3i x i f oL i exp(

P V∞ij

RT

)

按Henry定律的理想溶液选择参考态,校正到零压,则:

f oL

i =H ij(P

S

j

)exp(-P

S

j

V∞ij

RT

)=H°ij

212　热力学关联

要计算甲醇洗相平衡数据必须求出上面热力学基本方程中V L i、V∞ij、P S i、φS i、^φi、γi、γ3等组分的热力学性质。

21211　纯组分的液体摩尔体积V L i

液体的摩尔体积V L i可由下面温度的函数式计算[4],常数a0、a1和a2的值见表1。

V L

i

=a0+a1t+a2t2

表1　a0、a1、a2值

组分i a0a1a2温度范围

CO247.42160.25963 1.4635×10-30～-60℃

H2S39.160183.783×10-30.59010×10-30～-60℃

CH3OH39.565646.416×10-347.9000×10-60～-60℃21212　溶质在无限稀释液中偏摩尔体积

V∞ij

超临界组分H2和N2在可凝组分CO2、H2S和CH3OH中无限稀释时的偏摩尔体积,用Lyckman[5]提出的方法并回归成温度的二次三项式描述:

V∞

ij

=b0+b1t+b2t2

式中常数b0、b1、b2值见表2。

21213　可凝组分的蒸汽压P S i

二氧化碳、硫化氢和甲醇的饱和蒸汽压由下式求取:

LnP S

i

=C1+

C2

C3+T

+C4T+C5T2+C6LnT 式中T为绝对温度(K),C1～C6是经验常数,见表3。

表2　b0、b1、b2值

组分i组分j b0b1b2温度范围

H2 N2CO2

51.59000.35900×10 1.7620×10-30～-60℃

54.18000.39140×10 3.1999×10-30～-30℃

H2 N2H2S

35.99000.15063×100.54600×10-30～-60℃

44.70000.158000.59990×10-30～-30℃

H2 N2CH3OH

25.720038.3050×10-30.20950×10-30～-60℃

34.010038.4000×10-30.19990×10-30～-30℃

21214　气相的逸度系数φS i和^φi 逸度系数^φi为

　Lnφ

i

=

1

RT

∫∞V〔(

5P

5n i)T,V,n j-

RT

V

〕dv-LnZ(1)式中Z为压缩因子。

本模型使用Soave修改的R K方程求逸

2

湖　南　化　工 第27卷

度系数,这个方程形式为:

　P =RT

V i

-b

i

-

αi a i

V i (V i +b i )

(2)

a i =0.42747R 2T 2C i /P C i

b i =0.08664RT C i /P C i 式(2)中αi 是温度和偏心因子ωi 的函数:

　αi =〔1+S i (1+T 0.5ri )〕

2参数S 由下式计算:

S i =0.48508+1.55171

ωi -0.15613ω2i 将式(2)代入式(1),可计算可凝组分在

系统温度T 时的饱和蒸汽的逸度系数φS i :

Ln φS i =Z i -Ln (Z i -B i )-(A i /B i )?Ln 〔1+(

B i

Z i

)〕-1式中

　A i =αi a i P S

i

RT 2

　B i =b i P S

i RT 表3　有关经验常数

CO 2

H 2S CH 3OH CH 3OH C 1111.89884951901.611842-56.137716-56.137716C 2-4341.5081

-44140.047518

-781.1588--7053.27C 3---93.39204141.6024C 40.034886196

0.7036594

4.249923×10-3 4.249923×10-3C 5---1.490418×10-6

-5.202764×10-5

C 6

-18.18100-344.000010.0097912.94271适用温度(K )

217-274

213.15-273.15

175.55-239.4

239.4-343.15

来源

文献[4]由文献[4]文献[6]

H 2、N 2、CO 2、H 2S 和CH 3OH 所组成的二元和多元混合气体中,任一组分的逸度系数,可由SR K 方程用于气体混合物后求得:

P =RT

V m

-b

-αa

V m (V m -b )

(3)

对于混合物,常数a 和b 用下述混合规则:

αa =∑N

i =1∑N

j =1y i y j αij a ij b =∑N

i =1

y i b i 交叉参数αij a ij 由下式计算:

αij a ij =

αi αj a i a j (1-C ij )

对于量子气体H 2来说　

αH 2-=C 1exp (-C 2T r )(4)

考虑量子气体H 2的性质,其有效临界

参数用下面的式子计算:

T c =43.61+10.

81/T P c =20.47

1+21.92/T

于是式(4)中　C 1=1.610　C 2=0.31368对于H 2-CH 3OH 、H 2-H 2S 和H 2-CO 2体系[7]取C ij =0,对于CO 2-CH 3OH 、H 2S -CH 3OH 和N 2-CH 3OH 体系亦取C ij =0。这是因为在本模型使用的温度压力条

件下,CO 2、H 2S 和N 2在各自的二元系气相

的摩尔分数都接近1。对于N 2-CO 2、N 2-H 2S 和CO 2-H 2S 体系的C ij ,分别取为-0.025、0.177和0.098[8]。

将式(3)代入式(1)可计算气体混合物中

任一组分i 的逸度系数^φi :

Ln^

φi =b i b (Z m -1)-Ln (Z m -B )-A B 〔2∑N

j

y j αij a ij

α

a -

b i

b

〕×Ln (1+B Z m

)式中　A =αaP R 2T

2　B =

bP

RT

21215　活度系数γi 、γ3i

活度系数可用多种方程计算,本模型选

用Wilson 方程:

Ln γi =1-Ln 〔∑N j =1X j ∧ij 〕-∑N

K=1

〔X K ∧K i

∑N J =1

X j ∧kj

〕式中　∧ij =

∨L

j ∨L i

exp 〔λij -λii RT 〕有超临界组分存在的二元系,采用单参

数Wilson 方程,使∧ji =0,在此,i 表示气体超临界溶质,j 表示溶剂。本文涉及的9个

3

第4期 皮银安:低温甲醇洗相平衡模型和气液平衡计算(1)———相平衡模型

二元系中,含H2和N2的6个二元系使用单参数Wilson方程计算。

对于多元系中H2和N2的活度系数γ3

i

,可由下式计算:

Lnγ3

i =Ln

∑

N

J≠1

x j∧ij

∑

N

J=1

∧ij x j

P

-

x i

∑

N

K=1

∧ik x k

对可凝组分j与不凝组分i之间的Wil2 son常数按下式计算:

∧

ij =

∨L j

∨∞ij

exp〔-

(λij-λii)

RT

〕

式中j为可凝组分。

3　模型参数的估计

用Wilson方程计算二元混合物的活度系数,对于对称归一化体系每1对二元系需求出2个Wilson参数,对于不对称归一化体系只需1个Wilson参数。本文涉及H2、N2、CO2、H2S和CH3OH,共组成9个二元系,其中3个对称归一化体系要求出6个Wilson 参数,6个不对称归一化体系要求出6个Wilson参数和6个零压Henry系数。有了二元系的模型参数,就可以很方便地进行多元系的计算。

分别选择对称归一化体系和不对称归一化体系的目标函数为:

F=∑m

j=1(

P exp-P cal

P exp

)2j和F=∑m

j=1

(X1exp-x1cal)2j

通过二元系气液平衡的实验数据对目标函数用计算机进行最优化计算,求出模型参数的最佳值。

模型参数最佳值见表4～12。

表4　CO2(1)-CH3OH(2)体系Wilson参数

温度(℃)λ12-λ11λ21-λ22

-1580.988949.92

-3068.158949.35

-4586.398950.56

-6078.528950.62

表5　H2S(1)-CH3OH(2)体系Wilson参数

温度(℃)λ12-λ11λ21-λ22

0-101.682393.92

-15-42.302400.00

-2510.002400.00

表6　CO2(1)-H2S(2)体系Wilson参数温度(℃)λ12-λ11λ21-λ22

0～-48.33478.9175.09

表7　H2(1)-CH3OH(2)体系Wilson参数和Henry系数温度(℃)λ12-λ11H°12

-1585.507128.31

-3050.627983.72

-4522.468886.02

-60-6.9510099.48

表8　H2(1)-H2S(2)体系Wilson参数和Henry系数温度(℃)λ12-λ11H°12

0-193.381736.13

-15-186.662625.94

-30 4.104526.88

表9　H2(1)-CO2(2)体系Wilson参数和Henry系数温度(℃)λ12-λ11H°12

-13.25-164.271617.95

-28.25-51.172055.03

-43.25312.712808.28

-53.25304.623438.02

表10　N2(1)-CH3OH(2)体系Wilson参数和Henry系数温度(℃)λ12-λ11H°12

0-133.683933.75

-15-117.393882.38

表11　N2(1)-H2S(2)体系Wilson参数和Henry系数温度(℃)λ12-λ11H°12

0-329.892070.14

-15-280.132655.88

表12　N2(1)-CO2(2)体系Wilson参数和Henry系数温度(℃)λ12-λ11H°12

0-275.97345.95

-1541.47450.11

4

湖　南　化　工 第27卷

4　结论

本工作的目的是建立一个能描述在低温甲醇洗工艺条件下H2、N2、CO2、H2S和CH3OH体系气液相平衡模型,以满足工程应用的需要。笔者以实验和文献数据为基础,用SR K方程,并考虑量子气体氢气的影响处理气相的非理想性,用Wilson方程处理液相的非理想性。本文中笔者提供了9个二元系的模型参数,这些模型参数可用于该体系各组二元系和多元系的气液平衡计算。

参　考　文　献

1　Katayama T,Ohgaki K:Isothermal vapor-liquid equilib2 rium data for binary systems containing carbon dioxide at highs pressures methanol-carbon dioxide.J.Chem.Eng.

Japan,1975,8(2):89～92

2　赖实正弘,定本省三,舛罔弘腾,江藤礻右一1高压下たすけゐ - ÷のか 溶解度.工业化学杂志(日文),1969,72(10):2174～2177

3　Davis,J.J,Kermode R I.Wilson parameters for the sys2

tem:molecular hydrogen,molecular nitrogen,carbon monoxide,carbon dioxide,methane,hydrogen sulfide, methanol,and water.Fuel Processing Technology,1978, 1(4):246～259

4　皮银安.高压低温甲醇洗气液平衡研究:[学位论文],上海:上海化工研究院,1982

5　Lyckman E W.Eckert C A,Prausnity J M.G eneraliyed reference fugacities for Phase-equilibrium thermodynam2 ics.Chem.Eng.Sci,1965,20:685～691

6　Layalde-Crabtree H,Breedveld G J F,Prausnity J M.

Solvent losses in G as Absovption.Solubility of Methanol in compressed natural and sysnthetic G ases.AICHE J.1980, 26(3):462～470

7　Graboski M S,Daubert T E.A modified soave equation of state for Phase equilibrium calculations. 2.Systems con2 taining carbon dioxide,hydrogen sulfide,nitrogen,and carbon monoxide.Ind.Eng.Chem.Process Des.Dev, 1978,17(4):448～454

8　Oellrich Li,Plocker U,Prausnity J M,Knapp,H.Equa2 tion-of-state methods for computing phase equilibria and enthalpies.International Chemical Engineering,1981,21

(1):1～16

收稿日期:1997年8月15日

水处理化学品最新科研成果

国家科委从1992年拨专款实施专用化学品科技专项计划,其中水处理化学品共安排了24项。目前这些项目都已通过了国家科委组织的鉴定验收,并向国内外申请了专利。

这些项目是:11高效脱色絮凝剂。21羟基乙叉二膦酸制造新工艺。31TS-809杀菌灭藻粘泥防止剂。41新型磺酸分散剂TS-612。51集尘水分散剂TS-611。61新型杀菌剂。71膦羧酸共聚物工业化开发。81TS-619新型多功能阻垢分散剂。91TS-620新型多功能阻垢分散剂。101磺化苯乙烯共聚物制造新工艺。111两性型有机高分子絮凝剂(以上均为化工部天津化工研究设计院完成)。121二乙烯三胺五甲叉膦酸(DTPMP)。131膦羧酸缓蚀阻垢剂开发。141二甲基十六烷基(2-亚硫酸)乙基胺的创制。151四元共聚物分散剂的创制开发。161杀菌剂2-(2 -苯氧基乙氧基)乙基三甲基氯化铵(MQA)的创制开发(以上由南京化工大学完成)。171热水锅炉防腐阻垢工业化开发(北京化工大学完成)。181新型磺酸盐(AMPS)共聚物水处理剂的研制(北京天龙水处理公司完成)。191高效絮凝剂聚磷氯化铝的开发研究(中国水污染与废水资源化研究中心完成)。201丙烯酰胺水溶液法合成低毒聚丙烯酰胺(中科院长春应用化学所、上海创新酰胺厂完成)。211工业废水处理剂与工业固体废弃物固化剂的研究开发。221海上溢油处理剂(以上由青岛海洋大学完成)。231养殖水域环境污染综合治理剂(由中科院海洋研究所完成)。241淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物阳离子化絮凝剂(广州环保科研所完成)。

(一丽)

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第4期 皮银安:低温甲醇洗相平衡模型和气液平衡计算(1)———相平衡模型

低温甲醇洗工艺原理

低温甲醇洗工艺原理 一、岗位生产任务从煤气化来的粗煤气经过变换后送低温甲醇洗装置净化，由于变换气中含有大量的CO2、H2S和有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质，其中H2S和有机硫、HCN、石脑油等杂质带入合成系统会导致合成催化剂活性降低或永久失活，因此必须清除变换气中的这些有害气体杂质。低温甲醇洗装置就是通过甲醇洗涤脱除变换气中含有的大量CO2和H2S、有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质，使变换气得到净化，满足合成气的净化度要求；被甲醇吸收的H2S和有机硫，在甲醇洗装置内富积浓缩后，送WSA硫回收装置生产硫酸产品，使排放尾气中的硫化物含量达到环保要求。 二、工艺原理 1.甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收。即：利用甲醇溶液对CO2、H2S能进行选择吸收的特性来脱除粗煤气中的CO2、H2S 用硬、软酸碱理论说明甲醇吸收CO2、H2S的原理：具有大的电子对接受体的分子叫软酸；具有小的电子对接受体的分子叫硬酸。具有大的电子对给予体的分子叫软碱；具有小的电子对给予体的分子叫硬碱。这就是硬软酸碱理论，按此理论，酸碱反应的基本原则应该为：“硬亲硬、软亲软、软硬交界不分亲近”。甲醇分子结构：CH3-OH是由甲基CH3+和羟基-OH-两个官能团组成的分子，而甲基CH3+是一软酸官能团，羟基-OH-是一硬碱官能团。H2S属于硬酸软碱类，即H＋为硬酸，HS－为软碱，CO2属于硬酸类，所以甲醇吸收H2S、CO2这也反应了甲醇既可吸收CO2又可吸收H2S之特性。 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，甲醇对H2S溶解度比CO2大，所以可以先吸收CO2再吸收H2S。 2.甲醇在吸收了变换气中的石脑油、H2S、COS、CO2后，为使甲醇能够循环利用，必须对富甲醇进行再生恢复吸收能力，再生采用了三种方法 （1）减压闪蒸、氮气气提再生：将变换气吸收系统在加压条件下吸收了CO2的甲醇进行四级减压闪蒸，通过闪蒸和氮气气提，使溶解在甲醇中的CO、H2、CH4、CO2、H2S等被释放出来，甲醇就可再重复作为吸收剂使用。

低温甲醇洗操作规程

低温甲醇洗操作规程 第一章工艺原理及流程简述 第一节工艺和操作原理 1、基本原理 其原理是以拉乌尔定律和亨利定律为基础，依据低温状态下的甲醇具有对H2S和CO2等酸性气体的溶解吸收性大、而对H2和CO溶解吸收性小的这种选择性，来脱除粗变换气中的H2S和CO2等酸性气体，从而达到净化粗变换气的目的。上述过程是物理吸收过程，吸收后的甲醇经过减压加热再生，分别释放CO2、H2S气体。 2、低温甲醇洗工艺的特点 （1）工艺成熟，有多套大型装置长期稳定运行的经验； （2）对原料气的净化程度较高； （3）运行费用较低； （4）洗涤用的甲醇溶剂容易获取。 3、操作条件 （1）温度 本装置洗涤塔采用五段吸收，各段吸收剂-甲醇的温度较低，温度一般在-40~-60℃左右；在较低温度条件下，可以大大提高甲醇的吸收效果；粗煤气的进入C5201的温度愈低，则冷量损失愈少，就可以大大降低冰机的负荷。 （2）压力 吸收压力高，吸收的推动力增大，既可以提高气体的净化度，又可以增加甲醇的吸收能力，减少甲醇的循环量。低温甲醇洗工序的压力由前后工序的压力确定。对于甲醇再生而言，压力愈低愈有利，但是为了把再生过程中释放的CO2和H2S气体分别送往CO2压缩机和硫回收装置，一般情况下再吸收塔、热再生塔的塔顶压力略高于大气压。 （3）溶液循环量 溶液循环量取决于生产负荷和溶液的吸收能力，在保证气体净化度的前提条件下，增加主洗流量，减少精洗流量，可减少再生热负荷，达到节能目的。 第二节工艺流程叙述 1、原料气冷却 从变换装置来的原料气（40℃，3.45MPaA）进入到低温甲醇洗的原料气/合成气换热器E-5201的管程，与壳程的净化气换热回收其冷量后，再进入到原料气深冷器E-15202的管程，被壳程的4℃级氨冷却到10℃左右，再进入到氨洗涤器C-5207的下部。 来自界区的锅炉给水（158℃，6.0MPag）进入到锅炉给水冷却器E-5224的管程，被壳程的循环水冷却降温后，进入氨洗涤器C-5207的上部，对来自下部的原料气进行洗涤，以减少氨和氢氰酸含量，洗涤水出界区； 向从氨洗涤器C-5207顶部出来的原料气中喷入一定量的低温甲醇，以防气相中的水分在下一步的冷却过程中冷凝结霜，然后原料气再进入原料气最终冷却器E-5203壳程，被管程的低温净化气、CO2产品气和循环气冷却到-17.1℃左右。 2、H2S/CO2 吸收 -17.1℃左右的原料气进入吸收塔C-5201的预洗段，在这里，微量成份如NH3、H2O、羰基化合物和HCN等被一小股饱和了CO2的低温甲醇洗涤吸收下来。 粗煤气然后通过升气管进入到C-5201的H2S洗涤吸收段，在此H2S 和COS被来自E-5205饱和了CO2的低温甲醇洗涤下来。富H2S甲醇通过液位控制离开C-5201的集液区被送到中压闪蒸塔C-15202的下段进行闪蒸再生。 脱硫后的气体然后通过另一升气管进入C-5201的CO2洗涤吸收段，煤气依次被经-40℃级氨冷却后的含一定量二氧化碳的甲醇、经过闪蒸再生的半贫甲醇、经过热再生的贫甲醇进行洗涤吸收；在

吨甲醇生产净化工段的低温甲醇洗工艺设计

1绪论 引言 在国内天然气供应紧张和国际油价、天然气价格连续上涨情况下，国内许多公司将目光转向用煤生产天然气的项目，煤气化生产合成气，合成气通过一氧化碳变换和净化后，通过甲烷化反应生产天然气的工艺在技术上是成熟的，煤气化、一氧化碳变换和净化是常规的煤化工技术，甲烷化是一个有相当长应用历史的反应技术，工艺流程短，技术相对简单，对于合成气通过甲烷化反应生产甲烷这一技术和催化剂在国际上有数家公司可供选择。对于解决国内能源供应紧张局面的各种非常规石油和非常规天然气技术路线进行综合比较后判断，煤气化生产合成气、合成气进一步生产甲烷（代用天然气）项目是一种技术上完全可行的项目，在目前国际和国内天然气价格下，这个项目在财务上具有很好的生存能力和盈利能力。另外，作为天然气产品，依赖国内日趋完善的国家、地区天然气管网系统进行分配销售，使得天然气产品的市场空间巨大。充分利用国内的低热值褐煤、禁采的高硫煤或地处偏远运输成本高的煤炭资源，就地建设煤制天然气项目，进行煤炭转化天然气是一个很好的煤炭利用途径。 天然气的特性和用途 天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出。天然气蕴藏在地下约3000—4000米之多孔隙岩层中，主要成分为甲烷，通常占85-95%；其次为乙烷、丙烷、丁烷等，比重，比空气轻，具有无色、无味、无毒之特性，天然气公司皆遵照政府规定添加臭剂，以资用户嗅辨。在石油地质学中，通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主，并含有非烃气体。广义的天然气是指地壳中一切天然生成的气体，包括油田气、气田气、泥火山气、煤撑器和生物生成气等。按天然气在地下存在的相态可分为游离态、溶解态、吸附态和固态水合物。只有游离态的天然气经聚集形成天然气藏，才可开发利用。 天然气是生产氨和氢气的理想原料，由其制成的合成气能被更有效、更清洁、更经济地（通过蒸汽转化）生产和净化，而用其他普通原料制成的合成气就逊色得多。对采用合成气制成的碳产品而言，如甲醇、羰基醇和费—托法制成的烃，这类产品有个小缺点：蒸汽转化法制成的合成气中氢气比例通常太低。 天然气的世界储量依然十分丰富，但在工业发达、经济发展更成熟的地区天然气资源正趋于殆尽，只是最近这种趋势更明显。前几年的冬天，美国天然气价格在需求高峰期已达到高位，而今年冬天，因北海天然气产量下降，造成欧洲天

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低温甲醇洗题库 1、哪几个工段正常后低温甲醇洗才可以开车 （1）公用工程必须开正常，能够供应足量的水电气。 （2）冷冻工序必须开正常，能够提供足量的-40℃液氨用作制冷剂。 （3）热电装置能够供应低压。 2、建立甲醇循环应具备的条件 （1）水电气具备。 （2）自调阀调试完毕且好用。 （3）氮气吹扫置换结束，系统做样含氧<%。 （4）所有法兰连接处试压结束。 … （5）氮压机运转正常。 （6）氨压机运转正常。 （7）储备足够量的开车甲醇。 （8）准备确认操作票。 3、甲醇主要消耗在哪里如何降低甲醇消耗 消耗：（1）气提氮放空带出系统。 （2）酸性气放空带出系统。 （3）甲醇水分离塔底部排水带出系统。 （4）随工艺气带出系统。 措施：（1）加大氨冷器供氨量。 | （2）降低甲醇闪蒸温度。 （3）降低酸性气温度。 4、硫化氢浓缩塔底部通入气提氮的作用是什么为什么设计成倒“U”型管 气提就是通入氮气，降低二氧化碳在气相中的分压，使得二氧化碳从甲醇液中解析出来。 氮气量太小，贫液中的二氧化碳和硫化氢含量低，热再生塔负荷降低，但是氮气量太大，带走的冷量多，造成冷量损失太大，所以氮气流量应控制在合适范

围内，入口管设计成倒“U”型是防止甲醇液倒流入气提氮管线。 5、为什么再沸器在甲醇水分离塔、再生塔的外面，却能将热量有效的传入塔内 因为采用了自然循环加热的方法，换热器内列管常高于液面，热源温度高于甲醇的沸点，当对列管内甲醇加热时，甲醇不断气化上升，由于甲醇蒸汽的密度远低于甲醇液体的密度，这样由于密度差而形成推动力，甲醇不断气化上升进入塔内，塔底的液体甲醇就不断进入换热器被蒸汽加热，从而形成自然循环，使塔内甲醇不断获得热量。 6、什么叫泵的气蚀现象如何防止气蚀现象 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，产生大量气泡冲击叶轮、泵壳、泵体发生震动和不正常的噪音，甚至使叶轮脱屑、开裂和损坏，伴随着泵的流量、扬程、效率都急剧下降，这种现象称为泵的气蚀现象。为了防止泵的气蚀现象，必须考虑泵的安装高度及液体温度使泵在运转时，泵入口压力大于液体的饱和蒸汽压。 7、暂停原料气如何处理 ] 1）关闭进出系统切断阀，视情况关闭其一道截止阀； 2）关闭氨冷器液氨进口截止阀，关喷淋甲醇阀； 3）联系调度停止向硫回收送气，系统内放空。硫回收装置停车，将酸性气体切换到火炬； 4）系统最低循环量继续运行，压力低时用氮气充压； 5）停下气提塔的气提氮气，停下压缩机（视情况可继续运行）。 根据停车时间长短，决定是否继续按计划停车程序处理。 8、水冲洗及水联运要求及注意事项 （1）水冲洗及水联运要求采用消防水。 （2）水循环时各处温度不能高于50℃，以防保冷材料熔化，可采用补水排水的办法，若水温度高于50℃必须停止循环。 （3）水的比重比甲醇的大，水循环时要注意泵的电流。 ] （4）水联运时要注意各过滤器堵塞情况，要及时清洗过滤器。

低温甲醇洗工艺原理

低温甲醇洗工艺原理 This model paper was revised by the Standardization Office on December 10, 2020

低温甲醇洗工艺原理 一、岗位生产任务从煤气化来的粗煤气经过变换后送低温甲醇洗装置净化，由于变换气中含有大量的CO2、H2S和有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质，其中H2S和有机硫、HCN、石脑油等杂质带入合成系统会导致合成催化剂活性降低或永久失活，因此必须清除变换气中的这些有害气体杂质。低温甲醇洗装置就是通过甲醇洗涤脱除变换气中含有的大量CO2和H2S、有机硫、HCN、石脑油以及其它杂质，使变换气得到净化，满足合成气的净化度要求；被甲醇吸收的H2S和有机硫，在甲醇洗装置内富积浓缩后，送WSA硫回收装置生产硫酸产品，使排放尾气中的硫化物含量达到环保要求。 二、工艺原理 1.甲醇吸收CO2、H2S是物理吸收。即：利用甲醇溶液对CO2、H2S能进行选择吸收的特性来脱除粗煤气中的CO2、H2S 用硬、软酸碱理论说明甲醇吸收CO2、H2S的原理：具有大的电子对接受体的分子叫软酸；具有小的电子对接受体的分子叫硬酸。具有大的电子对给予体的分子叫软碱；具有小的电子对给予体的分子叫硬碱。这就是硬软酸碱理论，按此理论，酸碱反应的基本原则应该为：“硬亲硬、软亲软、软硬交界不分亲近”。甲醇分子结构：CH3-OH是由甲基CH3+和羟基-OH-两个官能团组成的分子，而甲基CH3+是一软酸官能团，羟基-OH-是一硬碱官能团。H2S属于硬酸软碱类，即H＋为硬酸，HS－为软碱，CO2属于硬酸类，所以甲醇吸收H2S、CO2这也反应了甲醇既可吸收CO2又可吸收H2S之特性。 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，甲醇对H2S溶解度比CO2大，所以可以先吸收CO2再吸收H2S。 2.甲醇在吸收了变换气中的石脑油、H2S、COS、CO2后，为使甲醇能够循环利用，必须对富甲醇进行再生恢复吸收能力，再生采用了三种方法

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低温甲醇洗题库 1、哪几个工段正常后低温甲醇洗才可以开车？ （1）公用工程必须开正常，能够供应足量的水电气。 （2）冷冻工序必须开正常，能够提供足量的-40℃液氨用作制冷剂。 （3）热电装置能够供应低压。 2、建立甲醇循环应具备的条件？ （1）水电气具备。 （2）自调阀调试完毕且好用。 （3）氮气吹扫置换结束，系统做样含氧<0.5%。 （4）所有法兰连接处试压结束。 （5）氮压机运转正常。 （6）氨压机运转正常。 （7）储备足够量的开车甲醇。 （8）准备确认操作票。 3、甲醇主要消耗在哪里？如何降低甲醇消耗？ 消耗：（1）气提氮放空带出系统。 （2）酸性气放空带出系统。 （3）甲醇水分离塔底部排水带出系统。 （4）随工艺气带出系统。 措施：（1）加大氨冷器供氨量。 （2）降低甲醇闪蒸温度。 （3）降低酸性气温度。 4、硫化氢浓缩塔底部通入气提氮的作用是什么？为什么设计成倒“U”型管？ 气提就是通入氮气，降低二氧化碳在气相中的分压，使得二氧化碳从甲醇液中解析出来。 氮气量太小，贫液中的二氧化碳和硫化氢含量低，热再生塔负荷降低，但是氮气量太大，带走的冷量多，造成冷量损失太大，所以氮气流量应控制在合适范围内，入口管设计成倒“U”型是防止甲醇液倒流入气提氮管线。 5、为什么再沸器在甲醇水分离塔、再生塔的外面，却能将热量有效的传入塔

内？ 因为采用了自然循环加热的方法，换热器内列管常高于液面，热源温度高于甲醇的沸点，当对列管内甲醇加热时，甲醇不断气化上升，由于甲醇蒸汽的密度远低于甲醇液体的密度，这样由于密度差而形成推动力，甲醇不断气化上升进入塔内，塔底的液体甲醇就不断进入换热器被蒸汽加热，从而形成自然循环，使塔内甲醇不断获得热量。 6、什么叫泵的气蚀现象？如何防止气蚀现象？ 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，产生大量气泡冲击叶轮、泵壳、泵体发生震动和不正常的噪音，甚至使叶轮脱屑、开裂和损坏，伴随着泵的流量、扬程、效率都急剧下降，这种现象称为泵的气蚀现象。为了防止泵的气蚀现象，必须考虑泵的安装高度及液体温度使泵在运转时，泵入口压力大于液体的饱和蒸汽压。 7、暂停原料气如何处理？ 1）关闭进出系统切断阀，视情况关闭其一道截止阀； 2）关闭氨冷器液氨进口截止阀，关喷淋甲醇阀； 3）联系调度停止向硫回收送气，系统内放空。硫回收装置停车，将酸性气体切换到火炬； 4）系统最低循环量继续运行，压力低时用氮气充压； 5）停下气提塔的气提氮气，停下压缩机（视情况可继续运行）。 根据停车时间长短，决定是否继续按计划停车程序处理。 8、水冲洗及水联运要求及注意事项？ （1）水冲洗及水联运要求采用消防水。 （2）水循环时各处温度不能高于50℃，以防保冷材料熔化，可采用补水排水的办法，若水温度高于50℃必须停止循环。 （3）水的比重比甲醇的大，水循环时要注意泵的电流。 （4）水联运时要注意各过滤器堵塞情况，要及时清洗过滤器。 （5）水冲洗水联运采用先分段冲洗后联运，联运时可在各排放口交错排放，必要时可采取系统水排净后再次充水联运，直到水中甲醇含量＜10mg/L为合格。（6）为防止地基及设备下沉，排水应引至下水道。

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低温甲醇洗题库 1、哪儿个工段正常后低温甲醇洗才可以开车？ (1)公用工程必须开正常，能够供应足量的水电气。 (2)冷冻工序必须开正常，能够提供足量的-40°C液氨用作制冷剂。 (3)热电装置能够供应低压。 2、建立甲醇循环应具备的条件？ (1)水电气具备。 (2)自调阀调试完毕且好用。 (3)氮气吹扫置换结束，系统做样含氧＜0. 5%o (4)所有法兰连接处试压结束。 (5)氮压机运转正常。 (6)氨压机运转正常。 (7)储备足够量的开车甲醇。 (8)准备确认操作票。 3、甲醇主要消耗在哪里？如何降低甲醇消耗？ 消耗：(1)气提氮放空带出系统。 (2)酸性气放空带出系统。 (3)甲醇水分离塔底部排水带出系统。 (4)随工艺气带出系统。 措施：(1)加大氨冷器供氨量。 (2)降低甲醇闪蒸温度。 (3)降低酸性气温度。 4、硫化氢浓缩塔底部通入气提氮的作用是什么？为什么设计成倒“U”型管？ 气提就是通入氮气，降低二氧化碳在气相中的分压，使得二氧化碳从甲醇液中解析出来。 氮气量太小，贫液中的二氧化碳和硫化氢含量低，热再生塔负荷降低，但是氮气量太大，带走的冷量多，造成冷量损失太大，所以氮气流量应控制在合适范围内，入口管设计成倒“U”型是防止甲醇液倒流入气提氮管线。 5、为什么再沸器在甲醇水分离塔、再生塔的外面，却能将热量有效的传入塔内？

因为采用了自然循环加热的方法，换热器内列管常高于液面，热源温度高于甲醇的沸点，当对列管内甲醇加热时，甲醇不断气化上升，由于甲醇蒸汽的密度远低于甲醇液体的密度，这样由于密度差而形成推动力，甲醇不断气化上升进入塔内，塔底的液体甲醇就不断进入换热器被蒸汽加热，从而形成自然循环，使塔内甲醇不断获得热量。 6、什么叫泵的气蚀现象？如何防止气蚀现象？ 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，产生大量气泡冲击叶轮、泵壳、泵体发生震动和不正常的噪音，甚至使叶轮脱屑、开裂和损坏，伴随着泵的流量、扬程、效率都急剧下降，这种现象称为泵的气蚀现象。为了防止家的气蚀现象，必须考虑泉的安装高度及液体温度使泉在运转时, 泵入LI压力大于液体的饱和蒸汽压。 7、暂停原料气如何处理？ 1）关闭进出系统切断阀，视情况关闭其一道截止阀； 2）关闭氨冷器液氨进口截止阀，关喷淋甲醇阀； 3）联系调度停止向硫回收送气，系统内放空。硫回收装置停车，将酸性气体切换到火炬； 4）系统最低循环量继续运行，压力低时用氮气充压； 5）停下气提塔的气提氮气，停下压缩机（视情况可继续运行）。 根据停车时间长短，决定是否继续按计划停车程序处理。 8、水冲洗及水联运耍求及注意事项？ （1）水冲洗及水联运耍求采用消防水。 （2）水循环时各处温度不能高于50°C,以防保冷材料熔化，可采用补水排水的办法，若水温度高于5CTC必须停止循环。 （3）水的比重比甲醇的大，水循环时要注意泵的电流。 （4）水联运时耍注意各过滤器堵塞情况，耍及时清洗过滤器。 （5）水冲洗水联运采用先分段冲洗后联运，联运时可在各排放曰交错排放，必要时可采取系统水排净后再次充水联运，直到水中甲醇含量＜10mg/L为合格。（6）为防止地基及设备下沉，排水应引至下水道。 （7）水冲洗时，各压力调节阀切至手动，均稍开，水联运期间均按正常值设

低温甲醇洗机泵基础知识

低温甲醇洗机泵基础知识

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离心泵的工作原理? 离心泵依靠旋转叶轮对液体的作用把原动机的机械能传递给液体。由于离心泵的作用液体从叶轮进口流向出口的过程中,其速度能和压力能都得到增加，被叶轮排出的液体经过压出室,大部分速度能转换成压力能,然后沿排出管路输送出去,这时，叶轮进口处因液体的排出而形成真空或低压,吸水池中的液体在液面压力（大气压)的作用下,被压入叶轮的进口,于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出液体。离心泵的特点？ 其特点为:转速高,体积小,重量轻,效率高,流量大，结构简单，性能平稳，容易操作和维修;其不足是:起动前泵内要灌满液体。液体精度对泵性能影响大，只能用于精度近似于水的液体,流量适用范围：5－2000０立方米/时,扬程范围在３-2800米 离心泵分几类结构形式？各自的特点和用途? 离心泵按其结构形式分为：立式泵和卧式泵，立式泵的特点为:占地面积少,建筑投入小,安装方便,缺点为：重心高，不适合无固定底脚场合运行。卧式泵特点：适用场合广泛，重心低,稳定性好，缺点为:占地面积大，建筑投入大，体积大，重量重。 按扬程流量的要求并根据叶轮结构组成级数分为： A.单级单吸泵：泵有一只叶轮,叶轮上一个吸入口，一般流量范围为：5．５－300m2/ｈ,H在8-150米,流量小,扬程低。 B．单级双吸泵：泵为一只叶轮,叶轮上二个吸入口。流量Q在１２0－20０00 ｍ2／h,扬程Ｈ在1０－１１0米,流量大，扬程低。

净化低温甲醇洗考试题库

净化低洗考试题库 一、填空题 1．在标准状态下，甲醇的沸点64.7℃、熔点是-97.68℃、燃点是464℃、闪点是12℃、临界温度是240℃、临界压力是78.7atm、在20℃时甲醇的比重是0.791t/m3； 2．热量传递的方式传导、对流、辐射； 3．提高传热速率的途径有增大传热面积、提高传热温差、提高传热系数； 4．精馏就是采用多次部分汽化和多次部分冷凝的蒸馏方式得到高纯度的产品； 5．通过加热使溶液里的某一组分汽化而使溶液增浓的操作叫蒸发； 6．低温甲醇洗工号的任务是将合成工艺气中的CO2脱除，并使净化气中 CO2小于20ppm、H2S小于0.1ppm； 7．低温甲醇洗工段二氧化碳产品气的成分大于98.5％； 8．C2801、 C2802、C2803、C2804为浮阀塔； 9．C2803气提氮管线设计为倒U型的目的是为了防止甲醇液倒流进入气提氮管线； 10．使气体从溶液中解析出来的方法有减压、加热、气提、蒸馏； 11．当泵入口的绝对压力小于该液体的饱和蒸气压时,液体就在泵的入口出沸腾,产生大量的气泡冲击叶轮、泵壳、泵体、发生震动和不正常的噪音，甚至使叶轮脱屑、损坏，伴随着泵的扬程、流量、效率都急剧的下降，此现象叫做泵的气蚀现象。 12．C2805底温度控制的依据是C2805塔底部温度控制水在操作压力下的沸点温度，保证塔底组分含水99.5%； 13．低温甲醇洗装置开车后甲醇消耗主要在C2804顶部、C2805底部； 14．喷淋甲醇是在导气前半个小时投用； 15．气开阀FC表示，气关阀用FO表示； 16．低温甲醇洗系统C2801、C2802、C2803装有除沫器； 17．由P2804送出的贫甲醇经由E2818、E2809、E2822、E2808换热器； 18．分子筛完成一个循环的步骤分为8步，分别是：切换、卸压、预热、加热、冷却、充压、并联一、并联二； 19．分子筛主要活性成分是AL2O3、SIO2； 20．分子筛吸附的主要成分是CO2、 CH3OH； 21．吸附过程是放热。解析过程是吸热； 22．再生的方法由两种：降压和加温； 23．再生的温度是根据吸附剂对被吸附质的吸附容量等于零的温度来决定的； 24．影响吸附剂寿命的不是中毒问题，而是破碎问题； 25．节流温降的大小与节流前温度、节流介质、节流前后的压力有关； 26．冷却积液操作应注意的是：换热器的端面温差不大于60℃、冷却速率小于15℃/h、引用中压氮要缓慢； 27．C2901第一块塔板采用泡罩式，其余为筛板式； 28．液氮洗回温时应控制端面温差小于60℃，用排放量控制回温速率为小于15℃/h； 29．根据压力等级分类：甲醇洗工段分高，中，低三个区。高压分别为：C2801、V2801、E2801、V2821、E2823、C2808等设备，中压包括：V2802、V2803、K2801等，低的包括：C2802、C2803、C2804、C2805等有关设备。因此停车时禁止窜压； 30．液氮洗的冷量来源：靠高压氮与氢混合，分压产生类焦耳汤姆逊节流效应、液氮蒸发得到的冷量、被洗涤的CO尾液节流至低压、经换热器交换后获得冷量； 31．出C2801塔的净化气CO2我厂的控制指标使CO2小于20ppm,H2S小于0.1ppm； 32．出C2802的CO2纯度大于98.5％，H2S指标是小于5mg/Nm3；出冷箱合成气的CO的控制指标

低温甲醇洗工艺简介综述

低温甲醇洗工艺简介 1. 1工艺原理简介 净化装置的目的是去除变换气中的酸性气体成分。该过程是一种物理过程,用低温甲醇作为洗液(吸收剂)。在设计温度( - 50℃)时,甲醇对于CO2 ,H2 S 和COS具有较高的可溶性。在物理吸收过程中,含有任何成分的液体负载均与成分的分压成比例。吸收中的控制因素是温度、压力和浓度。富甲醇通过用再沸器中产生的蒸气进行闪蒸和汽提再生。富甲醇的闪蒸为该过程提供额外的冷却。闪蒸气通过循环压缩,然后再循环到吸收塔,其损耗量最低。甲醇水分离塔保持甲醇循环中的水平衡。尾气洗涤塔使随尾气的甲醇损耗降低到最大限度。变换气冷却段的氨洗涤塔使变换气中的氨液位保持在甲醇放气量最小的液位。酸性气体通到克劳斯气体装置进行进一步净化。 1. 2工艺流程简介 装置中低温甲醇在主洗塔中(5. 4MPa)脱硫脱碳,之后富液进入中压闪蒸塔(1. 6MPa)闪蒸,闪蒸气通过压缩,然后再循环到主洗塔。闪蒸后的富液进入再吸收塔,在常压下闪蒸、气提,实现部分再生。然后甲醇富液进入热再生塔利用再沸器中产生的蒸汽进行热再生,完全再生后的贫甲醇经主循环流量泵加压后进入主洗塔。 2操作要点 2. 1循环甲醇温度 温度越低,溶解度越大,所以较低的贫甲醇温度是操作的目标(贫甲醇温度为- 50℃)。系统配有一套丙烯制冷系统提供冷量补充,用尾气的闪蒸(气提)带来的冷量达到所需要的操作温度。影响循环甲醇温度的主要因素有:

a丙烯冷冻系统冷量补充 b气提氮气流量 c循环甲醇的流量与变换气流量比例 2. 2甲醇循环量 控制出工段的气体成分指标(ΣS≤0. 1ppm) ,甲醇循环量是最主要的调节手段。系统配有比例调节系统,使循环量与气量成比例,得到合格的精制气。 2. 3压力(主洗塔的操作压力) 由亨利定律知压力越高,吸收效果愈好。净化主洗塔的压力取决于气化来的变换气压力,系统气化采用德士古气化炉造气,进系统的变换气压力为 5. 4MPa ,由于压力较高,吸收效果有很大提高。 2. 4浓度(水含量、甲醇的再生度) 贫甲醇中的水含量是正常生产中的重要控制指标,系统控制水含量≤1 % ,较高的水含量不但会影响甲醇的吸收效果,还会增大对设备的腐蚀。为了实现甲醇的循环利用,达到良好的吸收效果,必须很好的实现甲醇的再生,系统利用甲醇再生的方法有闪蒸、气提、热再生。利用甲醇水分离塔控制溶液系统中的水平衡。 2. 5变换气的指标(温度及气体成分) 变换气的指标直接影响着净化循环量的操作,系统由气化工段控制变换气的成分,通过控制炭洗塔的温度来调节HPC比。系统进工段的变换气成分为H2 44 %、CO 19 %、CO2 34 %、H2S 1. 3 %。 3主要控制指标 贫甲醇的温度:控制入主洗塔的贫甲醇温度- 50℃控制出主洗塔的净化

“低温甲醇洗工艺” 几家专利商技术特点

“低温甲醇洗工艺”几家专利商技术特点目前，低温甲醇洗工艺国外有林德工艺和鲁奇工艺二种流程，二者在基本原理上没有根本区别，而且技术都很成熟。两家专利在工艺流程设计、设备设计和工程实施上各有特点；国内大连理工大学经过近20年的研究，也开发成功了低温甲醇洗工艺软件包，并获得了国内两项专利。 1.xx低温甲醇洗工艺 采用林德的专利设备―高效绕管式换热器，换热效率高，特别是多股物流的组合换热，节省占地、布置紧凑，能耗低；高效绕管式换热器需要国外设计，可国内制造。在甲醇溶剂循环回路中需设置甲醇过滤器除去FeS、NiS等固体杂质，防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。一般采用氮气气提浓缩硫化氢。 此外，针对生产中出现的问题，也采取了一些相应的改进措施，主要有以下几个： ①设置系统预洗段以除去原料气中的NH 3、HCN等杂质；②增大原料气分离器的容积来降低其进入系统的温度； ③在甲醇再生塔中增设水提浓段，以增强系统除水能力；④在半贫液中注入原料气以抑制FeS和NiS的生成，通过提压的措施使其在特定部位生成并及时除去。 ●该工艺具有易于操作，生产运行稳定、可靠。 ●该工艺为一步法低温甲醇洗工艺脱硫脱碳，其典型工艺是采用5塔流程，脱碳、脱硫分上下塔脱除，在一个塔内完成。 ●采用专有的高效绕管式换热器，减少阻力，提高换热效率，特别是多股物流的换热，使工艺流程更为简捷，节省占地便于集中布置，但绕管式换热器需由专利商在国内合资厂提供，且价钱昂贵。 ●采用锅炉给水洗涤变换气中的NH 3、HCN等，避免其进入系统造成堵塞。

●在甲醇循环回路中设置甲醇过滤器，除去FeS、NiS等固体杂质，防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。 2.xx低温甲醇洗工艺 鲁奇低温甲醇洗工艺由于没有中间循环甲醇提供系统所需冷量，而全部需要外部提供。甲醇溶液由于吸收温度低，其循环量相对较大，与林德工艺相比，能耗稍高，吸收塔的体积也较大。但系统冷量由外部供给，也使操作调节相对灵活，并通过新型塔板的设计，提高了塔的操作弹性。近期鲁奇公司新设计的低温甲醇洗装置将相关设备组合为一体，依靠液位和重力输送液体，减少了机泵和管道的数量和装置投资费用。未采用绕管式换热器，换热器均为管壳式，所有设备可在国内设计和制造，投资可节省。 早期鲁奇工艺是采用两步法低温甲醇洗脱硫脱碳，将变换前气体进行脱硫，然后再将变换气进行脱碳，此设计的优点在于与变换气脱硫的装置相比，气量可少40％～60％，送硫回收装置酸气中的H2S浓度高，有利于克劳斯硫回收，同时CO变换系统腐蚀小、变换可采用廉价的铁－铬系催化剂，脱碳时CO2回收率高。但是“冷热病”严重，能耗较高。以后鲁奇公司在流程设置及设备上进行了改进，其改进后的工艺特点如下： ●一步法低温甲醇洗脱硫脱碳，采用典型6塔流程，脱硫脱碳分别在两个吸收塔内进行。 ●流程中除原料气冷却器外，其余换热器采用列管式，在国内均可制造。 ●采用专有的高效塔盘，提高装置的操作弹性。 3.大连理工大学低温甲醇洗工艺 大连理工大学从1983年开始进行低温甲醇洗工艺过程的研究，在国内申请有两项专利技术。 经改进后该技术采用六塔流程，与林德工艺相似，但冷量需求比林德工艺高。德州化肥厂国产化大氮肥、渭河化肥厂20万吨甲醇等项目采用了该技术。神木40万吨甲醇项目也采用了此技术，这是大连理工大学低温甲醇洗工艺第一次工业放大到这个规模的装置，无工业运行业绩。

低温甲醇洗相关知识点

低温甲醇洗相关知识点 一、甲醇为什么先吸收二氧化碳，再吸收硫化氢呢？ （一）1、甲醇是一种极性有机溶剂，变换气中各种组分在其中的溶解度有很大差异，依此为H2O、HCN、NH3、H2S、COS、CO2、CH4、CO、N2、H2，而H2O、HCN 、NH3在甲醇中的溶解度远大于H2S、COS、CO2在甲醇中的溶解度，H2S、COS在甲醇中的溶解度为CO2在甲醇中的溶解度几倍以上，H2S、COS、CO2在甲醇中的溶解度远大于CH4、CO、N2、H2在甲醇中的溶解度，甲醇洗工艺正是依据这些物质在甲醇中溶解度的差异来实现气体分离的。 2、甲醇吸收CO2后，再吸收H2S、C0S其吸收能力会降低。但影响不是很大！ 3、如先吸收H2S，再吸收CO2的能力会大大降低。 4、甲醇洗脱除酸性气不是先脱除CO2，后脱除H2S。工艺气进入初洗段时，甲醇对CO2和H2S是同时吸收的，只是H2S在下塔被吸收完全，CO2直至到上塔被吸收完全。在狭义上，通常说是甲醇先吸收H2S，后吸收CO2。 5、甲醇吸收CO2和H2S的顺序是由甲醇的性质决定的。当CO2和H2S的混合工艺气一起进入吸收塔时，由于H2S在甲醇中的溶解度大于CO2，和H2S的浓度小于CO2，所以H2S才能在下塔被完全吸收。 （二）可以做个假设： 现将甲醇洗的溶剂换种化学品，设为A，H2S在A中的溶解度小于CO2。那么在生产工艺中会产生什么样的情形呢？生产中，我们要求得到H2、CO2、H2S。下面对这个生产要求进行分析：H2——对于初洗段，H2S和CO2都被A吸收，出塔顶H2合格，符合生产要求。CO2——甲醇洗工艺，由于H2S的溶解度远大于CO2，所以可以一方面可以得到部分只溶解有CO2的甲醇溶液来进行解析CO2，另一方面，可以用少量溶解有CO2的甲醇溶液对解析出来的H2S进行完全吸收，从而得到纯度较高的CO2，并且其中不含有H2S。但若换了A溶剂，由于H2S在A中的溶解度小于CO2，初洗塔通塔甲醇中都含有H2S，所以得不到只溶解有CO2的甲醇溶液来进行解析CO2，要想得到纯度较高的不含有H2S的CO2气体就较为困难。也许有人会问，可以将H2S全部解析出来，然后不就得到只含有CO2的甲醇溶液了吗？但这个设想存在一个问题，将H2S进行解析时，需要针对全部循环甲醇，处理量大，工艺流程比目前甲醇洗还要复杂，另外对全部循环甲醇进行解析时，会同时解析出大量CO2气体。到此这就出现新的问题，这部分气体如何处理？不可能当作单纯的酸性气来处理，因为这个气体H2S浓度仍然不够高，CO2仍然占据主体地位，对于硫回收工段来说，处理这部分气体在经济上绝不可行。再退一步将，就算这部分气体当作酸性气来处理。那么剩下的在甲醇溶液中CO2量能否满足后系统生产尿素的要求呢？不作进一步分析了，我想应该是远远不够的。再让一步，对解析出来的H2S和CO2气体进行继续处理，将H2S和CO2进行再分离。那么问题又出来了，这部分气体与进甲醇洗工段的气体区别在哪里呢？只是CO2量少了一点，H2S浓度稍微高了一点。那么我们用A溶剂处理到现在究竟又得到啥有意义的成果了？。 二、含水超标和甲醇大量损失的原因 含水超标和甲醇大量损失主要是因为甲醇水分离塔操作波动造成的。 在生产运行中解决此项问题的方法主要有以下几点： ①降低塔顶温度，保证系统中水的质量分数低于0．2％，在此基础上，尽量提高塔 釜温度，降低甲醇消耗；

塔低温甲醇洗工艺流程

塔低温甲醇洗工艺流程 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】

工艺流程图

工艺流程说明： 净化车间500#由以下单元组成 A、粗煤气冷却系统 B、预洗和吸收系统 C、甲醇再生系统包括：闪蒸再生、热再生。 D、石脑油／甲醇回收系统包括：预洗闪蒸再生、石脑油萃取、甲醇／水分离。 E、甲醇贮槽 净化车间500#主要装置部分设计为51、52、53三个系列，每一系列均可独立运行。其中51、52为两个相同的系列，二者共用石脑油/甲醇回收系统。二期（53#）与51#、52#略有不同，但改动不大，下面只叙述51#一个系列。 1、粗煤气冷却系统 来自粗煤气冷却装置的粗煤气在37℃进入低温甲醇洗装置后，在一系列热交换器中被冷却到-32℃。 首先，粗煤气中夹带的冷凝液在粗煤气分离器F001中得到分离。在粗/净煤气换热器IW001中用净煤气将粗煤气冷却到23℃，然后在粗煤气冷却器W002中用0℃级氨将之冷却到8℃。在这些换热器中产生的粗煤气冷凝液在粗煤气分离器F002中被分离并和粗煤气分离器F001产生的冷凝液一起送到煤气水分离装置（800#），在粗煤气进一步冷却之前，喷入少量的甲醇（来自W012）到粗煤气中以防止煤气冷凝液结冰。然后在

粗/净煤气换热器ⅡW003中由来自H 2S 闪蒸塔K004和CO 2闪蒸塔K003的一段闪蒸气（称为燃料气）以及冷的净煤气将粗煤气冷却到-12.6℃。 粗煤气在粗煤气深冷器W004中由-40℃级的氨蒸发最终将粗煤气冷却到-32℃，在W003、W004中产生的水—甲醇—石脑油混合物随粗煤气一起进入H 2S 吸收塔K001的预洗段。在那里，与预洗甲醇混合后送到石脑油/甲醇回收系统进一步处理。 2、预洗及H 2S 、COS 和CO 2的脱除 冷的粗煤气进入H 2S 吸收塔K001的预洗段，用少量来自甲醇深冷器W005的冷甲醇洗涤粗煤气来脱除石脑油和HCN 、部分有机硫、高分子化合物。然后被收集在预洗段底部，送到石脑油/甲醇回收系统。 脱除了石脑油和HCN 部分有机硫、高分子化合物的粗煤气通过升气塔盘进入到H 2S 吸收塔的脱硫段。 在H 2S 吸收塔K001的脱硫段，经预洗甲醇洗涤后的粗煤气通过升气塔盘，用来自CO 2吸收塔K002的含CO 2的甲醇富液将粗煤气中的大部分H 2S/COS 予以脱除，硫化物被洗涤到低于30ppm （以总硫计）。 含H 2S 甲醇液被收集在H 2S 吸收塔的升气塔盘上，然后送到H 2S 闪蒸塔的第Ⅰ段。 脱硫气进入CO 2吸收塔K002，残留的硫化物被洗涤到（以总硫计），CO 2被洗涤到％（VOL ）。脱硫气是用来自CO 2闪蒸塔的闪蒸再生的甲醇半贫液脱除大量的CO 2，用来自热再生塔K005的热再生甲醇贫液作最终净化洗涤。净煤气离开CO 2吸收塔顶，经F004（图中未画出）回收甲醇后，

低温甲醇洗操作知识问答

低温甲醇洗操作知识问答 低温甲醇洗操作知识问答 1.什么叫溶解度？什么叫平衡溶解度？溶解度是指在一定温度下，溶质在100 克溶剂中达到溶解平衡时所溶解的克数。在一定温度和压力下，达到平衡时，吸收质在汽-液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。 2．亨利定律的具体内容是什么？在一定温度下，气、液相达到平衡时，可溶气体在液相的摩尔分数XA 与该气体在气相中的平衡分压PA 成正比，这就是亨利定律。即PAE ×XA。其中，XA--液相中溶质的摩尔分数，PA--溶质在气相中的平衡分压，E--比例常数，称亨利系数。 3. 什么是拉乌尔定律？“在恒温定压下，稀溶液中溶剂的蒸汽压等于纯溶剂的饱和蒸汽压乘以液相中溶剂的摩尔分数。”这就是拉乌尔定律。用数学公式表示为：即P1 P10×X1。其中，P1--稀溶液中溶剂的蒸汽压，P10—同一温度下纯溶剂的饱和蒸汽压，X1—液相中溶剂的摩尔分数。 4. 什么叫吸收？什么叫解吸？吸收是指利用气体混合物中各种组分在某种溶剂中溶解度不同而进行的一种分离方法。吸收分为物理吸收和化学吸收。低温甲醇洗脱除酸性气体的过程属于物理吸收。影响吸收操作的因素有：①气流速度。②气／液比。③温度。 ④压力。⑤吸收剂纯度。解吸，它是吸收的逆过程，又称为脱附，是指将溶液中所溶解的气体解脱释放出来的化工操作过程。常用的解吸方法有：加热，减压（闪蒸），气提，蒸馏。高压低温有利于吸收，低压高温有利于解吸。 5. 什么叫蒸馏？什么叫精馏？什么叫精馏段，什么叫提馏段？蒸馏是指将液体混合物加热，利用各种组份沸点（挥发度）的差异使得沸点低的组份不断的汽化并进行冷凝，而将液体混合物进行初步分离的化工单元操作。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，就必须进行精馏。精馏是指利用各种组份沸点（挥发度）的差异进行多次部分汽化和多次部分冷凝的方法使混合物得以分离的方法。一般原料进入的那层塔板称为进料板，进料板以上的塔段称为精馏段，进料板以下的塔段包括进料板称为提馏段。 6. 什么叫闪蒸？闪蒸是指利用气体在溶剂中的溶解度随压力降低而减小的原理，通过降低压力破坏溶液的饱和度，从而达到气液分离的目的。 7. 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。出现液泛时塔的压差和液位会大幅波动：塔压差急剧上升时，塔底液位会下降；而压差突然下降时，液位会猛涨；同时塔压也会出现波动；产品纯度会下降。防止液泛的措施有：①控制适 当的液气比；②控制适当的负荷；③保证液体干净，不发泡； ④保证塔板清洁无污。 8．什么是吸收率？吸收效果的好坏可用吸收率表示，在气体吸收过程中，吸收质被吸收的量与其在原惰性气体中的含量之比称为吸收率。 9. 什么叫气提？气提: 是指采用一种气体介质（一般为惰性气体）破坏原气液两相平衡

“低温甲醇洗工艺全解析

“低温甲醇洗工艺” 几家专利商技术特点 目前，低温甲醇洗工艺国外有林德工艺和鲁奇工艺二种流程，二者在基本原理上没有根本区别，而且技术都很成熟。两家专利在工艺流程设计、设备设计和工程实施上各有特点；国内大连理工大学经过近20年的研究，也开发成功了低温甲醇洗工艺软件包，并获得了国内两项专利。 1. 林德低温甲醇洗工艺 采用林德的专利设备―高效绕管式换热器，换热效率高，特别是多股物流的组合换热，节省占地、布置紧凑，能耗低；高效绕管式换热器需要国外设计，可国内制造。在甲醇溶剂循环回路中需设置甲醇过滤器除去FeS、NiS等固体杂质，防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。一般采用氮气气提浓缩硫化氢。 此外，针对生产中出现的问题，也采取了一些相应的改进措施，主要有以下几个：①设置系统预洗段以除去原料气中的NH3、HCN等杂质；②增大原料气分离器的容积来降低其进入系统的温度；③在甲醇再生塔中增设水提浓段，以增强系统除水能力；④在半贫液中注入原料气以抑制FeS和NiS的生成，通过提压的措施使其在特定部位生成并及时除去。 ● 该工艺具有易于操作，生产运行稳定、可靠。 ● 该工艺为一步法低温甲醇洗工艺脱硫脱碳，其典型工艺是采用5塔流程，脱碳、脱硫分上下塔脱除，在一个塔内完成。 ● 采用专有的高效绕管式换热器，减少阻力，提高换热效率，特别是多股物流的换热，使工艺流程更为简捷，节省占地便于集中布置，但绕管式换热器需由专利商在国内合资厂提供，且价钱昂贵。 ● 采用锅炉给水洗涤变换气中的NH3、HCN等，避免其进入系统造成堵塞。 ● 在甲醇循环回路中设置甲醇过滤器，除去FeS、NiS等固体杂质，防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。 2. 鲁奇低温甲醇洗工艺 鲁奇低温甲醇洗工艺由于没有中间循环甲醇提供系统所需冷量，而全部需要外部提供。甲醇溶液由于吸收温度低，其循环量相对较大，与林德工艺相比，能耗稍高，吸收塔的体积也较大。但系统冷量由外部供给，也使操作调节相对灵活，并通过新型塔板的设计，提高了塔的操作弹性。近期鲁奇公司新设计的低温甲醇洗装置将相关设备组合为一体，依靠液位和重力输送液体，减少了机泵和管道的数量和装置投资费用。未采用绕管式换热器，换热器均为管壳式，所有设备可在国内设计和制造，投资可节省。 早期鲁奇工艺是采用两步法低温甲醇洗脱硫脱碳，将变换前气体进行脱硫，然后再将变换气进行脱碳，此设计的优点在于与变换气脱硫的装置相比，气量可少40％～60％，送硫回收装置酸气中的H2S浓度高，有利于克劳斯硫回收，同时CO变换系统腐蚀小、变换可采用廉价的铁－铬系催化剂，脱碳时CO2回收率高。但是“冷热病”严重，能耗较高。以后鲁奇公司在流程设置及设备上进行了改进，其改进后的工艺特点如下： ● 一步法低温甲醇洗脱硫脱碳，采用典型6塔流程，脱硫脱碳分别在两个吸收塔内进行。 ● 流程中除原料气冷却器外，其余换热器采用列管式，在国内均可制造。 ● 采用专有的高效塔盘，提高装置的操作弹性。 3. 大连理工大学低温甲醇洗工艺 大连理工大学从1983年开始进行低温甲醇洗工艺过程的研究，在国内申请有两项专利技术。经改进后该技术采用六塔流程，与林德工艺相似，但冷量需求比林德工艺高。德州化肥厂国

低温甲醇洗考试题及答案

低温甲醇洗考试题及答案 一、填空题： 1、对于水吸收CO2的低浓度系统，如在水中加碱，则溶液对CO2的吸收能力（增大）。 2、常用的流量计有（转子流量计）（孔板流量计）。 3、某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为（201.33）kPa；另一设备的真空度为40 kPa，则它的绝对压强为（61.33） kPa。（当地大气压为101.33 kPa） 4、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，会发生（气蚀）现象。 5、如图，水在管径相同的垂直圆管内作稳态流动, 从截面1-1ˊ到2-2ˊ，有（势）能转化为（动）能。（阻力损失忽略）。 6、吸收操作一般用于分离（气体）混合物 7、写出三种常见的列管式换热器的名称（列管式）、（缠绕式）、（板式）。 8、甲醇是最简单的饱和（醇类）。 二、判断题： ( ×)1．离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生气缚现象； ( √) 2．离心泵并联后流量显著增大，扬程略有增加； (× )3．冷热流体进行热交换时，流体的流动速度越快，对流传热热阻越大； (× )4．当流量一定时，管程或壳程越多，给热系数越大。因此应尽可能采用多管程或多壳程换热器。 ( √) 5．一般在低压下蒸发，溶液沸点较低，有利于提高蒸发的传热温差；在加压蒸发，所得到的二次蒸气温度较高，可作为下一效的加热蒸气加以利用。； ( ×)6．当分离要求一定时，全回流所需的理论塔板数最多； (× )7．要使吸收过程易于进行，采取的措施是降温减压； (√ ) 8．吸收操作线方程是由物料衡算得出的，因而它与操作条件压强、温度、相平衡关系．塔板结构等无关。 三、：选择题 1、调节甲醇循环量的两个主要调节阀是FV16006和( D )。 A.FV16004 B.FV16013 C.FV16018 D.FV16009 2、主洗塔出口总S含量( C )0.1PPm。 A.≥ B.≤ C.＜ D.＞ 3、出工段净化气的主要成分是（ B ） A.H2、CO2 B.H2、CO C.CO、CO2 D.H2、N2 4、防止变换气中少量水蒸气在E1603、E1604中结冰，堵塞管道的是（ B ） A.贫甲醇 B.富CO2甲醇 C.富H2S甲醇 D.污甲醇 5、C1601塔盘的型式是（ C ） A.泡罩式 B.筛板式 C.浮阀式 D.填料式 6、离心泵扬程的意义是（ C ） Ａ.实际的升扬高度Ｂ.泵的吸液高度Ｃ.液体出泵和进泵的压差换算成的液柱高度Ｄ.单位重量流体出泵和进泵的的机械能差值