低温甲醇洗的控制优化

2013年第4期广东化工第40卷总第246期www.gdchem.com167低温甲醇洗的控制优化薛永刚(陕西长青能源化工有限公司,陕西宝鸡721405)[摘要]介绍了低温甲醇洗的工艺原理和工艺工程,介绍了温度、压力、冷量平衡和甲醇质量对低温甲醇洗工艺控制的优化。[关键词]低温甲醇洗;煤化工;甲醇[中图分类号TQ文献标识码]A[文章编号]007-186(2013)040167-01Control Optimization of RectisolXue Yonggang(Technolopy Department Shanxi Changqing Energy and Chemical Co, Ltd, Baoji 721405, China)Abstract: The paper introduced the rectisol process principle and process engineering, it introduced the temperature, pressure, cold quantity balance andethanol to quality of rectisol process control optimization甲醇是重要的基础化工原料,在有机化工产品中,其产量仅解组分浓度有关。拉乌尔根据许多数据,发现稀溶液中溶剂的蒸次于乙稀、丙稀和苯,居第四位。甲醇广泛应用于有机中间体、汽压P1与其液相中的摩尔分数X1之间存在着下述关系:医药、农药、染料、涂料、合成纤维等化工生产中。甲醇的大规P1=P10X1模生产主要采用化学合成法,原料主要为煤、天然气、石油等。注:P同一温度下纯溶剂的蒸汽压;P1溶液中溶剂的蒸我国有着丰富廉价的煤炭资源,以煤为原料生产甲醇将是近期的汽压:X1溶液中溶剂的摩尔分数。发展方向。在煤制甲醇的项目中,大多采用水煤浆气化制取水煤溶液中溶剂的蒸汽压P1等于纯溶剂的蒸汽压P1o与其摩尔分水煤气中含有大量对于甲醇合成有害的物质有机硫,无机硫数X的乘积,这就是拉乌尔定律二氧化碳等。利用化学方法脱出上述物质,成本高,处理气量小设溶质的摩尔分数为X2,由于X1=1-X2,所以(1)式可以改不低于大规模甲醇生产。目前大规模的合成氨和甲醇项目都采用为2工过知的解从变换来的变换气经锅炉给水洗涤脱除HCN、NH3等组分1工艺原理塔.在吸收塔内被高压低温的甲醇依次脱除含硫组分和大部的化学反应,属物理吸收的范畴。物理吸收涉及的主要理论基础统;吸收塔中的富液进人中压闪蒸罐闪蒸.闪蒸气通过压缩,然是亨利定律,其表达式是后再循环到吸收塔:闪蒸后的富液进入浓缩塔。被N2在常压下气P=KX提出大量CO2,在浓缩塔内,溶液温度降低的同时,H2S等含硫式中:P为操作压力:K为亨利系数;ⅹ为溶质的分子分数。组分得到浓缩;浓缩后的富液被送至热再生塔.在热再生塔被甲上面表达式可知:X值随P值的增大而增大。X值表示溶醇蒸汽再生出H2S等含硫组分,再生出来的酸性气体经冷却再提解在溶剂中的溶质的分子分数;当相关的溶质、溶剂改变时,公浓,送至克劳斯硫回收系统。再生后的甲醇经加压冷却,送至吸醇对同样是极性分子的溶质H2S、CO2等的吸收能力就远远高于则送至污水处理。对非极性分子N2、H2、CO等的吸收。也就是说:溶剂甲质H2S、CO2和溶剂甲醇对溶质N2、H2、CO等的K值是不同3工艺控制和生产操作依据亨利定律我们可以得出,甲醇吸收的过程中,随着压力的升31压力的控制高和温度的降低.单位溶剂吸收溶质的量随之增大,因此,在吸低温甲醇洗是物理吸收,提高操作压力可使气相中CO2、H2S收时应保持高压、低温。但由于在高压、低温条件下,气体为真等酸性气体分压增大,增加吸收的推动力,从而减少吸收设备的实气体时,不完全遵循亨利定律.即必须对亨利定律进行修正修正主要考虑下面几点:的循环量。但是,压力若过高,就会使受压设备投资增加,使有1)修正了溶液浓度系数λ和平衡常数K的关系用气体组分H2、CO等的溶解损失也增加。所以,控制系统压力2)考虑到由于范德华力的存在,引起溶解度的下降;的稳定显得至关重要。在系统负荷较,可以通过关小出系统3)溶质溶于溶剂中后,也像溶剂一样会吸收其它组分调节阀,控制吸收塔压力。在系统负荷变化较大时,要及时控制当吸收了溶质的溶剂进行解析时,根据亨调节,保证吸收塔压力稳定。温度越高,对溶质的解析越有利。在温度等于溶剂的沸点时,在32温度的控制溶剂表面,大量溶剂蒸发,溶质的分压很低,溶解在溶剂中的溶酸性气体在甲醇中的溶解度随着温度降低而增大,尤其是从质解析处理,溶剂中溶质的含量基本为0。因为可以通过减压-30℃降到-60℃以下时,溶解度急剧增加,此外,甲醇的蒸汽分加热,气提等方式进行解析,具体解吸的方法介绍如下压在常温下很大,为减少操作中甲醇损失,应采用低温吸收。由(a)减压解吸法,即吸收了溶质的溶剂,可通过节流和降低系于甲醇的熔点低,而且在低温时粘度不大,在-30℃时约等于正常统的总压甚至到负压,实现溶质的解吸水的粘度,甲醇喷淋和流动都很好。因此,吸收温度一般选为70b)气提解吸法,即往溶剂中注入惰性气体,降低溶质分压-20℃。压力确定后,吸收温度与净化气的最终要求有关。用甲醇溶液吸收CO2,需在低温下进行。在低温甲醇洗工艺流程中,影)加热解吸法,即通过输人外部的热量来加热溶剂一直达到响吸收温度的主严平涅度及焓值、气体的沸腾状态,使溶解在溶剂中的溶质充分解吸出来。溶解热、入塔吸中国煤化工条件、冰机负荷等(2)溶剂的蒸汽压不仅与溶剂的性质有关,而且还与溶液中溶CNMHG(下转第152页)[收稿日期]201301-19[作者简介]薛永刚,男,河北保定人,助理工程师,本科东化工2013年第4期152www.gdchem.com第40卷总第246期须共用一个系统时,是否在通向合用前室的支风管上设置压差自动切换装置动调节装置(2)排烟口平时是否能关闭,是否设置手动和自动开户装置(3)避难层是否为单独的送风系统是否有与感烟探测器连锁的自动开启装置或消防控制中心远距离(4)剪刀楼梯间是否独立设置风道,当其共用时其风量是否按控制的开启装二个楼梯(3)在消防控制室是否有风机一对一的手动操作按钮(5)泄压途径的确定是否能满足要求(4)当任一排烟口或排烟阀开启时,排烟风机是否能自行启3.2机械排烟系统(1)地上和地下是否共用排烟系统;(5)在排烟支管和排烟风机的机房入口处是否设有当烟气温(2)中庭是否单独设置排烟系统;度超过280℃能自行关闭的排烟防火阀;3)机械排烟系统是否与通风、空气调节系统合用,当合用时6)同一防烟分区设置的数个排烟口,是否能做到所有排烟口是否采取了可靠的安全措施;以及如何实现平时和消防的功能转同时开启换总之,防排烟系统是消防检测中较为复杂的环节,也是消防(4)走道与房间的排烟系统是否分开设置;设施的重点之一,作为消防设施检测人员应充分理解规范和设计(5)每个排烟系统设有排烟口的数量是否超过30个(6)地下室房间是否同时设有进风系统(机械进风或自然进进行检测,确保建筑物防排烟设施安全可靠,满足建筑消防自救其进风量应不小于排烟量的50%并应组织合理的气流使烟的要求。气顺利排出。4检测要点四:防排烟系统的供电和联动控制参考文献动切换机配电是否满足要求,在最末级配电箱处是否设置自500592909版s.北京:中国计划出版社,20%火规范41正压送风系统[1]中华人民共和国公安部,《高层民用建筑设计防[2]中华人民共和国公安部.《建筑设计防火规范》GB500162006S].北京(2)风机在消防控制室是否一对一的启动按钮,一旦发生火中国计划出版社,2006灾,加压送风机是否能立即启动;[3]中华人民共和国公安部.《汽车库、修车库、停场设计防火规范》GB(3)送风口(常开加压送风口除外)是否设置手动和自动开户装5007-97].北京:中国计划出版社,1997置,是否有与感烟探测器连锁的自动开启装置或消防控制中心远]国家人民防空办公室.《人民防空空工程设计防火规范》GB距离控制的开启装置5009898(2001年版S].北京:中国计划出版社,2005(4)肪烟楼梯间、前室、合用前室、消防电梯前室、封闭避难层(间)的余压值是否达到《高层民用建筑设计防火规范》第83.7(本文文献格式:利云飞.建筑防排烟系统检测要点[J.广东化工,2013,40(4):151-152)42机械排烟系统(1)风机配电是否满足要求,在最末一级配电箱处是否设置自(上接第167页)33冷量的平衡4结论低温甲醇洗工艺适用于大型煤化工项目,是目外比较低温甲醇洗冷量平衡控制贯穿于低温甲醇洗工艺中,在实际成熟的煤气净化工艺。该工艺主要优化控制在:充分利用压力的操作上可以通过以下手段来实现冷量的平变化控制酸性气体的吸收和解析。调节好系统的冷量平衡,稳定(1)尽量降低甲醇减压闪蒸后气体压力,提高节流闪蒸制冷效住各塔温度。控制好甲醇质量,达到低耗高效的净化效果果,以增加系统冷量(2)在保证甲醇洗装置工艺正常的情况下,应尽量维持丙烯循环至甲醇洗的气、液在低温状态下,以增加系统冷量的供给参考文献(3)在保证工艺正常的情况下,尽量增加丙烯压缩机负荷,降张东亮.中国煤气化工艺技术)的现状与发展门煤化工,200,.32(2低丙烯蒸发压力,以提高丙烯冷效果15.(4)增加气提氮气流量[2]闫俊明.低温甲醇洗装置稳定运行影响因素分析[能量技术与管理(5)调节循环甲醇的流量与变换气的流量,使其按照适宜的比012,(2)2137139[3李波.低温甲醇洗稳定运行的关键因素探讨门辽宁化工,20038(86增加二氧化碳的解析制冷能力,二氧化碳解析是一个吸热567.569制冷的过程,根据亨利定律,压力越低,越有利于解析,在硫化4唐怡红.低温甲醇洗技术在20万吨年甲醇装置中的应用口煤化工氢浓缩塔中在保证质量合格的情况下,应尽量降低塔的压力,以19973):15-19增加系统的冷量[5]孟庆军.浙江大学化学工程硕士论文,200634控制甲醇质量和温度6]鲁东葭,以煤制甲醇的清洁生产技术冂.中国资源综合利用,2005,11:果甲醇中水分含量增加氧化碳和硫化氢在甲醇中的溶解度明显降低。同时甲醇中其他杂质也会影响到酸性气的溶解度水分的增加,也会增加设备,管道的腐蚀。在低温区容易结冰[7JWesis H. Rectisol wash purification of partial oxidation gases[J] .Gas堵塞管道,阀门等。稳定好喷淋甲醇的流量,可以避免水分带进吸Separation and purification, 1988, 2(12): 174收塔内,避免水分在原料气预冷器中结冰。控制好甲醇再生塔和(本文文献格式:薛永刚.低温甲醇洗的控制优化[.广东化工,甲醇水分离塔的指标,保证甲醇的质量2013,40(4):167)中国煤化工CNMHG