脫碳的幾種方法的優(yōu)缺點和比較

1、低溫甲醇洗法工藝與液氮洗工藝結合一起用， 因為低溫甲醇洗裝置已用作下 游一氧化碳脫除工段的預冷階段。不用再進行脫硫。 1. 低溫甲醇洗 低溫甲醇洗是基于物理吸收的氣體凈化方法。該法是用甲醇同時或分段脫除 H2S、C02和各種有機硫，HCN、C2H2、C3、及C4以上的氣態(tài)烴，水蒸氣等， 可以達到很高的凈化度。氣體中的總硫可脫至，二氧化碳可脫至V0.2mg/m3 (標)，CO2可脫至1020 ml/m3。甲醇對H?、2、CO的溶解度相當小，而 且在溶液減壓閃蒸過程中優(yōu)先解吸，于是可通過分級閃蒸來回收，使氣體在凈化 過程中有效成分的損失減至最少。 低溫甲醇洗較適合于由含硫渣油或煤部分氧化法制合成氣

2、的脫硫和脫碳。 原理：低溫甲醇洗是基于物理吸收的氣體凈化法。 該法事用甲醇同時或分段脫出 硫化氫、二氧化碳和各種有機硫，氰化物、烯烴、碳三及碳四以上的氣態(tài)烴，水 蒸氣等，可以達到很高的凈化度。 主要設備： 甲醇洗的洗滌塔、再生塔、濃縮塔、精餾塔內(nèi)部都用帶浮閥的塔板，根據(jù)流 量大小選用雙溢流或單溢流。甲醇泵都是單端面離心泵，以防甲醇泄露。低溫甲 醇洗所用的換熱器很多，面積很大，一般都為纏繞式。深度冷凍設備用釜式。冷 卻器使用列管式。煮沸器則用熱虹吸式。低溫甲醇洗設備內(nèi)部不涂防腐涂料， 也 不用緩蝕劑，腐蝕不嚴重。 工藝特點： (1) 甲醇廉價。 (2) 硫化氫和二氧化碳在甲醇中的溶解度高，溶劑循

3、環(huán)量低，導致電能、蒸汽、 冷卻水的耗量低。 (3) 甲醇溶液不僅能能脫除硫化氫、二氧化碳還能脫除其他有機硫和雜質(zhì)。 (4) 可以選擇性脫除硫化氫，是變換氣中硫化氫濃縮成高濃度的，便于硫磺回 收。 (5) 獲得的凈化氣純度高，并絕對干燥。 (6) 低溫甲醇洗法工藝與液氮洗工藝結合一起用，特別經(jīng)濟，因為低溫甲醇洗 裝置已用作下游一氧化碳脫除工段的預冷階段。不用再進行脫硫。 （7）過剩的只含很少硫化物的二氧化碳可放空，不存在環(huán)保問題。 低溫甲醇洗的優(yōu)缺點 優(yōu)點 （1）甲醇在低溫高壓下，對C02，H2S，CO有極大的溶解度。 （2）有較強的選擇性。 （3）雖然甲醇的沸點較低，但在低溫下的平衡蒸汽壓仍很

4、小，因此溶劑損失小。 （4）化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好，在吸收過程中不起泡，能與水互溶，可利用它 來干燥原料氣。 （5）粘度小。 （6）腐蝕性小，不需要特殊防腐材料。 （7）消耗指標低，蒸汽為：250kg/t NH3，電力23度/t NH3. （8）甲醇價廉易得。 缺點 （1）由于低溫甲醇沉在低溫下操作，因而對設備和管道的材質(zhì)要求較高，在制 造上也有一定的難度； （2）為了降低能耗，回收冷量，換熱設備特別多，流程顯得很復雜，投資費用 較大； （3）盡管甲醇是一種低價、易得的溶劑，但有毒，給操作和維修帶來一系列困 難。 2. 低溫液氮洗 技術簡介 本技術是針對大型合成氨裝置中與低溫甲醇洗工序相配套的

5、CO等雜質(zhì)脫除而 開發(fā)的，能夠完成新裝置的工藝設計以及現(xiàn)有裝置的模擬分析、故障診斷、操作 條件調(diào)優(yōu)、過程和設備改造方案等方面工作。利用此技術已對多套新裝置的工藝 設計工作以及現(xiàn)有大型合成氨操作條件調(diào)優(yōu)、故障診斷、以及過程和設備改造任 務，得到較滿意的結果，經(jīng)濟蛀益顯著。 適用范圍 現(xiàn)有合成氨裝置液氮洗工序的工藝設計、生產(chǎn)調(diào)優(yōu)、過程和設備改造，擴產(chǎn)方案 確定、節(jié)能改造等工作。 液氮洗凈化系統(tǒng)的主要設備有：分子篩吸附器、多流股板翅式換熱器、減壓閥、 閃蒸罐和精餾塔。為減少冷量損失，低溫設備裝在冷箱內(nèi)。甲醇洗后的粗原料氣 首先進入分子篩吸附器的一組，將原料氣中二氧化碳、水、甲醇等雜志最終除去 后進入

6、冷卻換熱，冷卻后氣體從底部進入氮洗塔，被由上而下的液氮洗滌，氣體 所含一氧化碳和甲烷等雜質(zhì)被液氮溶解。 精制氣從氮洗塔頂部出來，經(jīng)換入后用 比例調(diào)節(jié)方式對其粗配氮，然后進入換熱器加熱到一定溫度后分為兩路：一路去 甲醇洗工段，經(jīng)換熱器回收冷量后返回液氮洗工序；另一路則經(jīng)換熱器復熱后， 與從甲醇洗工序回來的另一路回合，經(jīng)細配氮得到氫氮物質(zhì)的合成氣，從往合成 工序壓縮機。 液氮洗工藝雖其優(yōu)點突出，但它必須有空分與其配套，加之其設備制造難度大、 投資高亦是不容忽視的。選用液氮洗后，CO餾分也不是非得回收才經(jīng)濟，需與 高溫變換置于一體進行綜合考慮。 3. 聚乙二醇二甲醚法（NHD 中國南京化學工業(yè)集團公

7、司研究院對各種溶劑進行了篩選，得出用于脫硫脫碳的 聚乙二醇二甲醚較佳溶劑組分。命名為 NH溶劑，并成功地用于以煤氣化制得得 合成氣脫離脫碳的工業(yè)生產(chǎn)裝置。NH是一種優(yōu)良的物理吸收溶劑，溶劑的主要 成分是聚乙二醇二甲醚的同系物,其沸點高,冰點低,蒸汽壓低,對H2S和CO2及 CO等酸性氣體有很強的選擇吸收性能，脫除二氧化碳效率在物理吸收法中較高。 在物理吸收法中，由于CO2在溶劑中的溶解服從亨利定律，因此僅適用于CO2分 壓較高的條件。 聚乙二醇二甲醚溶劑有如下特點： （1）溶劑對二氧化碳，硫化氫等酸性氣體吸收能力強。 （2）溶劑的蒸汽壓很低，揮發(fā)性小。 （3）溶劑具有很好的化學和熱穩(wěn)定性，不氧

8、化、不降解。 （4）溶劑對碳鋼等金屬材料無腐蝕性。 （5）溶劑本身不起泡，具有選擇性吸收硫化氫的特性，并可以吸收有機硫。 （6）溶劑具有吸水性，可以干燥氣體、無嗅、無毒。 4. 變壓吸附法: 基本原理：利用吸附劑對混合氣中不同氣體的吸附容量隨壓力的不同而有差異的 特性，在吸附劑選擇性吸附的條件下，加壓吸附混合物中的易吸附組分， 減壓解 吸這些組分而使吸附劑得以再生，以供下一個循環(huán)使用。為了能使吸附分離法經(jīng) 濟有效地實現(xiàn)，除吸附劑要有良好的吸附性能外，吸附劑的再生方法具有關鍵意 義。吸附劑的再生程度，決定產(chǎn)品的純度，并影響吸附劑的吸附能力。吸附劑的 再生時間，決定吸附循環(huán)周期的長短，也決定吸附劑

9、用量的多少。選擇合適的再 生方法，對吸附分離法的工業(yè)化起著重要作用。 常用的減壓解吸方法有降壓、抽 真空、沖洗、置換等，其目的都是為了降低吸附劑上被吸附組分的分壓，使吸附 劑得到再生。變壓吸附工藝通常有吸附，減壓（包括順放、逆放、沖洗、置換、 真空等），升壓等基本步驟組成。 二段法變壓吸附 脫碳技術,其主要特點是脫碳過程分2段進行。第1段脫除大部分二氧化碳，將出 口氣中二氧化碳控制在 8%- 12% ,吸附結束后,通過多次均壓步驟回收吸附塔中 的氫氮氣。多次均壓結束后，吸附塔解吸氣中的二氧化碳含量平均大于93% ,其 余為氫氣、氮氣、一氧化碳及甲烷。由于第1段出口氣中二氧化碳控制在8%- 12

10、% ,與單段法變壓吸附脫碳技術出口氣中二氧化碳控制在0.2%相相比較,吸附塔 內(nèi)有效氣體少，二氧化碳分壓高，自然降壓解吸推動力大，解吸出的二氧化碳較多 有相當一部分二氧化碳無須依靠真空泵抽出，因此噸氨電耗較低。第2段將第1 段吸附塔出口氣中的二氧化碳脫至 0.2%以下,吸附結束后,通過多次均壓步驟回 收吸附塔中的氫氮氣。多次均壓結束后，吸附塔內(nèi)的氣體通過降壓進入中間緩沖 罐,再返回到第1段吸附塔內(nèi)加以回收。因此,二段法變壓吸附脫碳專利技術具有 氫氮氣損失小、噸氨電耗低的優(yōu)勢。 （1）當吸附壓力為0.8MPa時,氫氣回收率為99.2%,氮氣回收率為97%,氧化碳回 收率為96%,噸氨電耗約為55

11、kW/h。 當吸附壓力為1.62.0MPa時,氫氣回收率為99.5%,氮氣回收率為98%，一氧 化碳回收率為97%,噸氨電耗約為22kW/h。投資比濕法脫碳低5%20%含變脫投 資）。 變壓吸附脫碳技術與濕法脫碳相比具有運行費用低、裝置可靠性高、維修量少、 操作簡單等優(yōu)點，有效氣體回收率高于濕法脫碳。 5. 醇烴化工藝 針對雙甲工藝存在的一些問題，湖南安淳公司把雙甲工藝做了改進，即升級成為 醇烴化精制工藝。工藝原理及工藝流程醇烴化工藝就是醇醚化、 醇烴化精制工藝。 第一步將雙甲工藝中甲醇化催化劑更換成醇醚復合催化劑,使CO+CO2與H 2反 應生成甲醇，并隨即水解為二甲醚,其反應式為： CO

12、2H2 =CH3OH CO2 3H2 =CH3OH H2O 2CH 3OH =(CH3)2O H2O 2CO 4出=(CH3)2。H2O 此過程稱醇醚化，醇醚化副產(chǎn)物是醇醚混合物，醇醚化后CO +CO2控制在0.2%0. 4%第二步將雙甲工藝的甲烷化催化劑更換為烴化催化劑,使CO+CO2與H2反應 生成低碳烴化物、低碳醇化物，低碳烴化物、低碳醇化物在水冷溫度下可冷凝為 液相,與氣體分離,烴化后氣體CO+CO2可控制在10mL/m左右。 烴化反應式為： (2n 1)H2 nCO 二 CnH(2n 2) nH2O 2nH2 nCO =CnH2n nH 2O 2nH2 nCO =CnH(2n “OH

13、 (n - 1)H2O (3n 1)H2 nCO2 二CnH(2n 2)OH 2nH 2O 醇烴化工藝靈活性強,原料氣中一氧化碳含量范圍較寬,最高達8%,最低可至1%, 既能產(chǎn)粗甲醇，又可產(chǎn)醚含量很高的醇醚混合物(只改變觸媒種類)。 醇烴化凈化工藝特點 “醇烴化工藝”中烴化流程與“雙甲工藝”中甲烷化流程基本類似 ，烴化較甲烷 化在工業(yè)生產(chǎn)中具有如下優(yōu)點：脫除CO+CO2的量低且穩(wěn)定，并能較大幅度地 提高聯(lián)產(chǎn)甲醇的產(chǎn)量；烴化生產(chǎn)烴類物質(zhì)，高壓常溫下冷凝分離；烴化操作 溫度較甲烷化低6080：C ,烴化反應床層更易維持自熱操作； 烴化催化劑活性 溫區(qū)寬,不易燒結、老化，使用壽命長；烴化催化劑價格便

14、宜； 甲醇在烴化塔內(nèi)無逆反應發(fā)生。 醇烴化可以省去甲醇化后的凈醇工序由于甲醇蒸汽和二甲醚蒸汽進入對甲烷 化催化劑的反應活性影響較大，以往的工藝方法是在甲醇化后加一個凈醇崗位， 采用軟水噴啉吸收甲醇化崗位未分離掉的醇，稀醇水作為甲醇精餾工段的萃取 水。醇烴化精制，由于醇烴化工藝催化劑有產(chǎn)醇的功能，可以不設此崗位。當然， 甲醇及二甲醚蒸汽對氨合成催化劑同樣有影響，我們將與處理新鮮補充氣中的微 量水和油的處理方式一樣在氨合成崗位進行處理。這種處理方式，無論采用何種 流程,氨合成崗位均設有。 醇烴化精制有利于反應熱平衡和反應轉(zhuǎn)化率提高 一般來說，甲烷化反應催化劑活性溫度為260340 C。醇烴化催化劑

15、活性溫度在 200250 C。由于醇烴化催化劑的反應溫度較甲烷化催化劑反應溫度低 ，從熱力 學原理上,低的反應溫度有利于反應效率的提高，換言之，同樣條件下，醇烴化出 口的精制氣微量較之甲烷化精制的出氣微量將要低，熱平衡的要求也低一些，外 供熱量也相對少一些。同理也有利于外供熱源的取得。 醇烴化工藝利于安全和環(huán)保 甲烷化催化劑以鎳為主組分，這里有一個反應式是甲烷化反應時，在100150 C 時的反應,我們稱之為羰基反應：Ni，4CO = Ni(CO)4 (氣) 劇毒 對系統(tǒng)進行檢修時，停車之前對甲烷化反應器進行降溫時，需要進入的溫度區(qū)，將 生成羰基鎳物質(zhì)，本物質(zhì)為神經(jīng)類毒素，蒸汽對人體有很強的毒

16、害作用。這樣對檢 修和開停車工作要求較高。而醇烴化反應無鎳元素存在，故相對安全環(huán)保。再則, 由于醇烴化催化劑中無貴重的鎳金屬，相對造價也便宜。 醇烴化工藝可以獲得汽油替代品 如果我們將催化劑更加優(yōu)化，也可以在凈化合成氨原料氣的同時，按F -T反應的 目的,獲得人造汽油，這將會使工藝更加有利于社會，工廠獲得更大的利益。目前, 我們的醇烴化工藝用戶出來的醇烴類物產(chǎn)物已經(jīng)被當?shù)赜嘘P企業(yè)看中 ，以較高價 格收去作為燃料和柴油替代器，這是一個較有前途的產(chǎn)業(yè)。綜上所述,醇烴化工藝 是合成氨的具有革命性的成果，它是安淳公司研究人員不斷進取，在自身已經(jīng)擁有的雙甲工藝成果的基礎上，不斷完善，用一種優(yōu)質(zhì)的醇烴化催

17、化劑為替代甲烷 化催化劑,并使流程進一步減化，創(chuàng)造出來的利于保護環(huán)境、經(jīng)濟效益更高、原料 氣損失更小的實用成果，是一個自身技術不斷完善的技術產(chǎn)物。 6. 碳酸丙烯酯法 碳酸丙烯酯對CO?的吸收能力較大，在相同的條件下約為水的四倍，也能吸收硫 化氫，有機硫化物和水分等。 碳酸丙烯酯脫碳法的優(yōu)缺點 優(yōu)點 （1）吸收能力與壓力成正比，特別適于高壓下進行。 （2）溶劑的蒸汽壓低，可以在常溫下吸收。 （3）吸收CO?以后的富液經(jīng)減壓解吸或鼓入空氣。 可使之得到再生。只需消耗 熱量。 缺點 （1）溶液價格較高。 （2）溶液稍有漏損就會造成操作費用的增高。 7. MDEA法 MDEA（N-Methyldie

18、tha no lami ne） 即 N-甲基二乙醇胺，分子式為 CH3 - N （CH 2CH 2OH）2，分子量 119.2，沸點 246248C,閃點 260C,凝固點-2C, 汽化潛熱519.16KJ/Kg，能與水和醇混溶，微溶于醚。在一定條件下，對二氧化 碳等酸性氣體有很強的吸收能力，而且反應熱小，解吸溫度低，化學性質(zhì)穩(wěn)定， 無毒不降解。純MDEA容液與CO2不發(fā)生反應，但其水溶液與CO2可按下式反應： CO2 H2O 二 H HCO3d（1） H R2NCH3 二 R2NCH3H（2） 式 受液膜控制，反應速率極慢，式 則為瞬間可逆反應，因此式 為MDEAR 收CO2的控制步驟，為加

19、快吸收速率，在 MDEA容液中加入15%勺活化劑 (3) DEARNH)后，反應按下式進行: R/NH CO = R/NCOOH 1 RTNCOOH R2NCH3 H2O =R2、NH R2CH3NH HCO3一(4) 1 (3) + (4): R2H 卅O RHFH=2C)3+ 3 一(5) 由式(1)(3)可知，活化劑吸收了 CO2，向液相傳遞CO2，大大加快了反應速度, 而MDE又被再生。MDE分子含有一個叔胺基團，吸收CO2后生成碳酸氫鹽，加熱 再生時遠比伯仲胺生成的氨基甲酸鹽所需的熱量低得多。 MEDA法的優(yōu)缺點 優(yōu)點 (1) 易于再生。 (2) 熱耗低。 (3) 對碳鋼不腐蝕。 缺

20、點： 對CO2的吸收速率較小 低溫甲醇洗與NH工藝技術對比 由于低溫甲醇洗工藝是在低溫下運行，即使僅需脫硫，其操作溫度也在-20 C以下, 對氣體中 出。和NH3等組分以及溶劑中水含量提出較高要求，當氣體及溶劑進 入低溫甲醇吸收塔之前必須徹底脫除。此外，為了有效地回收和維持系統(tǒng)內(nèi)的冷 量,其換熱及制冷設備數(shù)量較多，換熱設備結構又較為復雜，使得工藝流程冗長而 復雜。由于在低溫下操作，對設備材質(zhì)要求較高，諸如低溫鋼材以及纏繞管式換熱 器等均須引進。改良NHDE僅需脫硫的場合時，操作溫度為常溫(2040C),設備 材質(zhì)一般用普通碳鋼即可，只有脫硫塔、再生塔、閃蒸槽、高壓閃蒸分離器等少 數(shù)需耐高壓或耐

21、腐蝕的設備。聚乙二醇二甲醚法所用設備總臺數(shù)少。在國外，盡 管聚乙二醇二甲醚法溶劑一次裝填費用及專利使用費比低溫甲醇洗法高出很多， 但其總消耗費用和裝置費用均較低，運行費用也只是低溫甲醇洗的88.6% ,表明 聚乙二醇二甲醚法流程簡單，投資省,消耗低。若采用具有自主知識產(chǎn)權的改良 NH法,其技術使用費遠遠低于低溫甲醇洗，則裝置和消耗總費用將更低于低溫甲 醇洗工藝。 2種凈化方法的水、電、汽消耗，NHD4偏高，總能耗自然較高，消耗費用肯定 是高些，但NH法設備投資低,又無需引進技術費用,攤派折舊費較低,所以2種方 法的年操作費用基本上相近。雖然 NH溶劑較貴，一次溶劑裝填費用較高，但這部 分費用已

22、計算在設備投資中，正常運行時只計消耗。相對其他氣體凈化方法而言， 低溫 甲醇洗與改良NHD種凈化方法的凈化度高，能耗較低,操作費用也偏低，都是成氣 凈化可供選擇的好方法。由于2種方法各具特色，在選擇時必須根據(jù)整體工藝流程 和各配合單元裝置情況，對合成氣凈化的要求以及項目建設的經(jīng)濟實力等諸多因 素綜合考慮。低溫甲醇洗必須低溫運行，即使只脫硫其操作溫度也在-20C以下， 工藝過程中制冷和冷量回收裝置不可缺少，致使工藝流程復雜，設備較多，其投資 自然要高。低溫甲醇對H?S和CO2的吸收選擇性相對改良NH溶劑來講要差些, 所以對于甲醇項目只要求脫除合成氣中的硫化物，盡可能保存其中的CO2而言， 低溫甲

23、醇溶劑就不如改良NHD 8. 脫除合成氣微量CO勺方法 (1) 液氮洗工藝 基本原理 液氮洗就是用液氮把合成氣中洗滌下來，此洗脫過程屬于物理過程，沒 有化學反應。該工藝利用H2與CO CH 4、N2等的沸點相差較大，C0、CH 4的 沸點比N2、H2的沸點高的特點，將CO CH 4從氣相中溶解到液氮中，從而達到 脫除CO CH4等雜質(zhì)氣體的目的。 工藝過程 自低溫甲醇洗來的凈化氣通過分子篩吸附器除去微量甲醇、CO2后進入冷箱, 氣體被冷卻到-188C后進入氮洗塔底部，氣體中的Ar、CO CH4等被液氮吸收。 塔頂出口的精制氣經(jīng)換熱器換熱后分為 2股, 一股到低溫甲醇洗回收冷量，另一 股進入冷箱

24、回收冷量。出冷箱的精制氣和低溫甲醇洗返回的精制氣混合后送合成 氣壓縮機。自氮洗塔底部出來的液體進入 H2分離器閃蒸。閃蒸氣經(jīng)復熱后去低 溫甲醇洗閃蒸氣壓縮機入口 ，閃蒸后的液體與空分來的液氮進行混合、減壓，復 熱作燃料氣。從空分過來的高壓氮經(jīng)冷卻器冷卻后分為兩部分：一部分通過冷卻 器與產(chǎn)品物流進一步換熱冷卻，作為洗滌液進入氮洗塔頂；另一部分作為配氮匯 入來自氮洗塔頂經(jīng)過冷卻器復熱后的凈化氣中，出冷箱后經(jīng)精配氮，得到氫氮氣 體積分數(shù)為99199%勺純凈合成氣。用純凈的合成氣制合成氨,可使噸氨合成氣消 耗量接近理論消耗值，即2650m3左右。由于液氮洗法所得到的凈化合成氣中的惰 性氣體體積分數(shù) 0

25、101% ,使在氨合成時的氨凈值提高；與合成氣中有惰性氣體 時相比,在氨凈值保持不變的條件下，可減少合成塔的催化劑裝填量。 （2）甲烷化工藝 基本原理 甲烷化的基本原理是利用CO和CO2與H2反應生成甲烷,從而把CC和CO2除去, 該過程屬于化學過程?；瘜W方程式如下： CO 3H2 =CH4 H2O CO2 4H2 二CH4 2H2O 工藝過程 粗煤氣經(jīng)過高溫和低溫變換后，經(jīng)低溫甲醇洗脫硫脫碳，再進入甲烷化裝置。微 量的CO和CO2與H2在甲烷化反應器內(nèi)發(fā)生甲烷化反應，在脫除CO和CO2的過 程中卻產(chǎn)生了惰性氣體（CH4）,使得到的新鮮合成氣中的惰性氣體含量占到將近 1%,并會在合成氣循環(huán)中不

26、斷累積，造成循環(huán)氣中惰性氣體含量越來越高，必須 經(jīng)常弛放這部分氣體，以保持回路中惰性氣體的體積分數(shù)維持在一個合理的水 平。而為了回收弛放氣中的有效氣體，就需要建氫回收裝置，這無疑增加了裝置 的投資。 （3）甲烷化和液氮洗工藝的比較 與液氮洗相比，甲烷化工藝運行費用較高，主要表現(xiàn)在兩個方面。 蒸汽 的消耗：以300 kt/ a合成氨計算，采用甲烷化工藝，變換汽氣比為1155,變換系 統(tǒng)每小時應補入蒸汽125t;而采用液氮洗流程，變換汽氣比為01808,變換系統(tǒng) 每小時應補充蒸汽65 t,液氮洗工藝比甲烷化工藝變換系統(tǒng)少用蒸汽 60 t/h,按 每年運行8 000 h計，采用液氮洗工藝比采用甲烷化

27、工藝年節(jié)汽 480kt。 甲烷 化要在有催化劑存在的條件下才能進行，因此需要消耗催化劑。 采用甲烷化工藝會使合成氣中帶入較多的甲烷，尤其對于大型合成氨廠來說 空速很大，系統(tǒng)內(nèi)允許的甲烷體積分數(shù)較低，一般為8% 9%因此放空量很大。盡 管對弛放氣中的氫進行了回收，但仍有大量的氫氣被放掉（或是用作燃燒氣）,這 無疑是較大的浪費(按精制氣中甲烷體積分數(shù)為017燦,每天至少損失合成氨10t, 還不包括壓縮機的電耗)。而采用液氮洗工藝，合成系統(tǒng)惰性氣體體積分數(shù)不到 1%,不需要放空。 采用甲烷化工藝，后面需要配氫回收裝置，甲烷化工藝和氫回收裝置配合使 用，增加了合成系統(tǒng)尤其是合成氣壓縮系統(tǒng)的負荷。采用甲

28、烷化工藝對合成系統(tǒng) 的影響(精制氣中CH4勺體積分數(shù)為017流右,氨分離器后放空量為14 00012 000 m3 /h,放空氣中NH3勺體積分數(shù)為2%3%):循環(huán)氣量增大,合成回路設計尺 寸增大；除高壓機循環(huán)量增大外，高壓機打新鮮氣量增加10% (功率大增)；配 套膜分離回收裝置投資費用高，回收率僅80%,有效氣體(H2 +N2 )損失大；產(chǎn) 生的大量氨水不好處理，增加了管理難度。 甲烷化工藝串在低溫甲醇洗后，不利于能源的綜合利用。出低溫甲醇洗的氣 體溫度為-56-63 C,此氣體入甲烷化爐前需加熱至290 C以上；出甲烷化 氣體溫度為320350 C,需經(jīng)換熱器降溫至200180 C,再經(jīng)

29、水冷卻器降溫至 40 C后入壓縮機。入口氣溫度調(diào)整需經(jīng)變換工段加熱甲烷化氣體 ，工藝路線不 合理，循環(huán)量大。 液氮洗串在低溫甲醇洗后具有以下優(yōu)點：出低溫甲醇洗氣體溫度為 -56-63 C,直接進入液氮洗，氣體溫度低，起到了預冷的作用，液氮洗為 低溫甲醇洗提供大量冷源，出液氮洗第二塊板翅式換熱器氣體溫度為-103 C, 直接冷卻低溫甲醇洗系統(tǒng)；冷量消耗低,300 kt/ a合成氨裝置液氮洗冷量損耗 折小時電耗為200 kWh;聯(lián)合操作經(jīng)濟性強。液氮來源于空分裝置，氮肥廠 將工藝裝置與空分裝置組成聯(lián)合系統(tǒng)，可直接由空分裝置抽取液氮作為液氮洗 冷源，不僅簡化了流程，減少了設備，而且節(jié)省了投資，降低了運行成本。同時 空分還為低溫甲醇洗提供汽提氣，可得到 (CO2 ) = 76%的CO2氣體。 (4) 總結 甲烷化工藝雖然有不少優(yōu)點，但是該工藝的使用有一定的局限性，對變換 工藝CO勺變換深度有一定要求，適用于原料氣中CC和CO2體積分數(shù)小于018%勺 合成氣精制；另外，甲烷化