低溫甲醇洗課件

低溫甲醇洗課件第1頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

一概述<一>、凈化工序的目的與要求粗煤氣中根據(jù)所用原料的不同,二氧化碳含量一般在18%_35%,在以煤為原料時,粗煤氣中除含二氧化碳外,尚含有硫化氫、硫氧化碳及其他雜質(zhì)。含氧化物與含硫化物是甲醇合成觸媒的毒物，而且二氧化碳和水以及甲醇是深冷甲烷分離工號的有害氣體，因此氣體進(jìn)入后序工號時上述氣體必須脫除干凈，同時二氧化碳與硫化氫又是后續(xù)工號原料氣，必須加以回收。因此氣凈化部分費(fèi)用占投資和生產(chǎn)成本占很大第2頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日的比重,必須采用合適的凈化方法。

<二>物理吸收與化學(xué)吸收的基本特點(diǎn)：

粗煤氣中含量最大的雜質(zhì)是二氧化碳,根據(jù)原料與生產(chǎn)方法的不同,氣體又會含有硫化氫等硫化物和萘等,它們都呈酸性反應(yīng),故一般成酸性氣體。從氣體脫除硫化氫等硫化物和大量二氧化碳的方法,主要采用吸收方法。吸收方法的種類很多,其基本特點(diǎn)都是利用氣體中各種一般都采用吸收劑循環(huán)的過程,吸收時使過程按有關(guān)組分在吸收劑中溶解度增加的方向進(jìn)行,而吸收劑再生時向有關(guān)組分的溶解度減小的方向轉(zhuǎn)變。

第3頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日1.化學(xué)吸收法：化學(xué)吸收是利用氣體有關(guān)組分能與吸收劑中的活性組份起化學(xué)反應(yīng)生成化合物,而再生時所生成的化合物又被分解釋放出活性組份及氣體這一性質(zhì)。常用的乙醇胺法（MEA法）,熱鉀堿法等。化學(xué)吸收時,氣體的溶解度與氣體的物理溶解度、化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)、反應(yīng)時化學(xué)計(jì)量數(shù)以及其他一些因數(shù)有關(guān)。化學(xué)吸收劑中溶解度的特點(diǎn)是在壓力升高時溶解度不是均勻增大,壓力愈高,溶解度提高得愈慢,溶液通?？繙p壓,加熱才能再生,及一般必須采用“熱法再生”。第4頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日P2P1S1S2ch化學(xué)吸收示意圖P1S1S2P2物理吸收示意圖第5頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日2.物理吸收法:物理吸收是利用氣體中有關(guān)組分能溶解與水或有機(jī)溶液這一性質(zhì)將其分離,而按照工藝?yán)浞ê蜔岱?。熱法以Selexol工藝為代表，而國內(nèi)以南風(fēng)集團(tuán)設(shè)計(jì)研究院開發(fā)的NHD(多聚乙二醇二甲醚)為代表,冷法以低溫甲醇洗工藝代表。物理吸收的特點(diǎn):(1)壓力和溶解度基本呈直線關(guān)系，如上圖所示。系統(tǒng)總壓一定時,某組分的含量增加,則該組分的分壓亦隨之增加,從而使起溶解度相應(yīng)增加。因此我們?yōu)榱颂岣呶漳芰?采用加壓措施。而在再生時,則采用減壓法。(2)系統(tǒng)溫度升高,則溶解度下降。反之,溶解度上升。所以應(yīng)在低溫條件下吸收,高溫條件下解析。第6頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日(3)吸收能力小,循環(huán)量大。3.物理吸收和化學(xué)吸收的對比:

有圖所示:(1).當(dāng)P>Pc時,物理吸收的吸收能力大,反之則化學(xué)吸收能力大。

(2).當(dāng)采取減壓再生時,如果P2降至P1時,則S1PhS1chS2phPcP2chPhScS2chP1第7頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日△Sph>△Sch,即說明物理吸收易采取減壓再生,而相對化學(xué)吸收減壓再生則不可以。（3）.當(dāng)進(jìn)料的溶解度很小時,物理吸收能力不及化學(xué)吸收徹底。4.物理吸收法吸收劑的選擇原則:(1).吸收劑的吸收能力。氣體中代脫除的組分在吸收劑中的溶解度以及吸收劑的飽和整齊壓和吸收溫度的關(guān)系。吸收劑的循環(huán)量以及再生時所需的能量消耗、所需條件等等。(2).吸收劑的選擇性。吸收劑的選擇性是指第8頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日溶解度與氣體中溶在同一溫度、分壓下,氣體中被脫出組分的解度之比。吸收過程中不需要脫出組分的損耗,混合氣體完全分離的可能性以及工藝流程中的很多特點(diǎn)及消耗指標(biāo)都和吸收劑的選擇性又很大關(guān)系。一種良好的吸收劑對脫出的組分具有較高的選擇性。(3).吸收劑的飽和蒸汽壓在操作溫度下低,這樣可以有效降低其損耗。(4).吸收劑的沸點(diǎn)不能太高否則時能耗高,對整個工藝極為不利。第9頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

(5).吸收劑的比熱要大。因?yàn)闅怏w溶于溶劑中是放熱過程,所以為防止溫升過快就需要采取采用比熱較大的溶劑作吸收劑。(6).吸收劑的粘度要小。因?yàn)槲談┑恼扯扔绊懭軇﹤鳠岷蛡髻|(zhì)以及傳動速率。溶解度與氣體中溶在同一溫度、分壓下,氣體中被脫出組分的解度之比。吸收過程中不需要脫出組分的損耗,混合氣體完全分離的可能性以及工藝（7）.吸收劑的化學(xué)穩(wěn)定性要好。因?yàn)槲盏?0頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

劑在系統(tǒng)中的停留時間長，所以對吸收劑的熱化學(xué)穩(wěn)定性要求要高，這樣其副反應(yīng)進(jìn)行就很慢。（8）.吸收劑的凝固點(diǎn)要低。在選擇吸收劑的吸收溫度與吸收劑存儲條件時，必須加以考慮，良好的吸收劑其凝固點(diǎn)不易太高。（9）.吸收劑的價廉、可燃性小、毒性小、對設(shè)備腐蝕小、同時吸收劑氣泡性低。5.幾種吸收方法的對比:第11頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日吸收劑溫度℃溶解度酸性組分體積/吸收劑體積選擇性物理吸收二氧化碳分壓10atm分壓1atm硫化氫分壓1atmaH2S/aCO2水355.50.51.83.0NMP35323258.3甲醇洗-101008415.1-3027015926.1化學(xué)吸收MEA40503954熱鉀堿110402639第12頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日從上表中可以看出:如果二氧化碳的分壓為10大氣壓時，-30℃時甲醇的吸收能力要比水大50倍.同時還可以清楚的看出,低溫甲醇洗簡單閃蒸到常壓時,所溶解的二氧化碳90％以上可以解析,同時由于硫化氫的沸點(diǎn)比二氧化碳高很多,硫化氫的溶解度一般比二氧化碳大,而且從上表可以看出甲醇對硫化氫的擇性比二氧化碳的選擇性要好,而在實(shí)際操作中,實(shí)際選擇性稍低,但是任何條件下可以吸收將硫化氫吸收干凈,而二氧化碳還可以留在氣體中,因此即使氣體中硫化氫的濃度很低,而再生出口氣體硫化氫的濃第13頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日度還可以保持的比較高。通過對化學(xué)吸收分析來說:由于硫化氫和二氧化碳在進(jìn)行化學(xué)吸收時互相影響,溶液中硫化氫和二氧化碳的平衡比例很難確定,一般化學(xué)吸收劑在脫除所有二氧化碳后,才能將硫化氫脫除干凈.

二.低溫甲醇洗的吸收機(jī)理和原理

<一>.軟硬酸堿理論:

首先:甲醇對硫化氫和二氧化碳的吸收是物理吸收的一種.即利用甲醇對硫化氫和二氧化碳選擇性吸收的特性來脫除硫化氫和二氧化碳.

第14頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日軟硬酸堿的基本概念:

軟酸:具有較大電子對接受體的分子.

硬酸:具有較小電子對接受體的分子.

硬堿:具有較小電子對給予體的分子.

軟堿:具有較大電子對給予體的分子.

酸:具有電子對接受體的分子.

堿:具有電子對給予體的分子.

酸堿反應(yīng)的基本原則:硬親硬,軟親軟,軟硬交界不分親近.第15頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日甲醇:

分子式:CH3OH,是由CH3-和-OH組成.CH3-軟酸官能團(tuán),-OH是硬堿官能團(tuán),而硫化氫屬于軟酸軟堿類,二氧化碳屬于硬酸類.具體如下:CH3OH+H2S+CO2=CH3---OH||H-HSCO2

即:甲醇吸收了二氧化碳以后,不影響對硫化氫的吸收,這就是甲醇裝置吸收了二氧化碳的甲醇仍能用來吸收硫化氫的理論依據(jù).

第16頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日<二>.甲醇脫氣原理:

甲醇是一種極性溶劑,由于其正負(fù)電荷重心不重合,這樣便有靜電力存在,此時如果被一極性氣體分子和其相遇,則該分子在靜電力作用下,氣體分子產(chǎn)生定向排列,分子相互靠攏,促使部分分子液體化,從而達(dá)到分離的目的.1.不同氣體在甲醇的溶解度:

Scs2>SH2S>SCOS>SCO2>SCH4>SCO>SN2>SH2第17頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日2.溫度對吸收的影響:

除H2和N2外,其余組分在甲醇中的溶解度隨溫度的降低而提高.3.關(guān)于甲醇的用量Smin:

甲醇用量是指氣體中某一組分從原料氣中全部脫除所需的甲醇最小用量.

Smin=V/P×λV：氣體流量

P:總壓

λ:溶解度系數(shù),指分壓1atm的溶解度第18頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日4.壓力的影響：定性的講：壓力升高，溶解度增大。5.溶解熱：物理吸收中，氣體分子進(jìn)入溶劑中，相當(dāng)于氣體變成液體。這樣一來便有熱量放出。所以物理吸收過程伴隨溶解熱產(chǎn)生。從而使溶液溫度升高，對溶劑的吸收效果明顯不利，因此對易溶氣體來說：溫度升高，分子活動加劇，溶解度降低。只有選擇比熱容大的作吸收劑，才能將其減至最低。而對難溶氣體則相反。第19頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日溶解熱數(shù)氣體據(jù)表氣體種類硫化氫二氧化碳?xì)錃饧淄榱蜓趸级蚧既芙鉄酑al/mol-4600-4050-914-800-4150-6600第20頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日（1）H2S甲醇中的溶解度：

H2S和甲醇都是極性分子，從而溶解能力大。

A：當(dāng)PH2S＜0.1MPa且在甲醇中溶解度的關(guān)系如下:㏒S=1020/T-DS：溶解度

T：溫度KD：壓力系數(shù)第21頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日PH2SmmHg50100150200300400D3.343.062.882.752.582.48

B.當(dāng)甲醇中溶解有二氧化碳時，H2S的溶解度關(guān)系如下：

SH2S=S0H2S/1+K×SnCO2

DH2S的數(shù)據(jù)表第22頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日SH2S

——二氧化碳存在時硫化氫的溶解度

S0H2S——同條件下純甲醇的溶解度

K——溫度系數(shù)

SCO2————甲醇中二氧化碳含量n————————指數(shù)2.4

溫度系數(shù)表0℃-25.6-50-78.5K1.8×10*-41.5×10*-51.8×10*-7第23頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日C.小結(jié):Ⅰ.溫度降低，溶解度增大，也就是講溶劑對其的吸收能力愈強(qiáng)。

Ⅱ.當(dāng)甲醇中有二氧化碳時，硫化氫在甲醇中的溶解度下降。

Ⅲ.在加壓條件下，壓力系數(shù)D降低，所以甲醇對其的吸收能力增強(qiáng)。

Ⅳ.在同樣條件下,硫化氫的吸收速率是二氧化碳的十倍。

(2).二氧化碳在甲醇中的溶解度:A.當(dāng)PCO2＜800mmHg時，可以用亨利定律計(jì)算。PCO2=K×SCO2第24頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

PCO2—————————CO2分壓

K————————溫度系數(shù)

SCO2——————————————CO2溶解度

溫度系數(shù)表0℃-25.2-45.8-60.5K31500150507800而在低溫甲醇洗工藝中系統(tǒng)壓力P=2.65MPaYco2=0.377PCO2=2.65×0.377=1MPa第25頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日所以亨利定律不能適用。只能做定性分析。-40℃PS0℃25℃-20℃如右圖所示：Ⅰ：溫度越低，其溶解度越大。Ⅱ：加壓時，溶解度顯著增加。Ⅲ：既加壓的同時，又在低溫條件下，溶解度增大。當(dāng)溫度一定，壓力加至一定時，溶解度曲線呈水平線。即相當(dāng)于該溫度下的純CO2的飽和蒸汽壓。CO2溶解度曲線第26頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日(3).COS在甲醇中的溶解度：

A：溫度降低，同時壓力升高則其在甲醇中的溶解度增大。

B：在相同條件下，SH2S≈（1.5-2)SCOS(4).CS2在甲醇中的溶解度：當(dāng)溫度＞-25℃時，亨利定律可以加以計(jì)算。而當(dāng)溫度再低時，則不可以使用。否則偏差太大。

(5).氫氣在甲醇中的溶解度:A：溫度降低，則氫氣在甲醇中的溶解度降低。

B：當(dāng)甲醇中有CO2存在時，隨CO2量的增第27頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日加，氫氣的溶解度升高。

〈二〉.低溫甲醇洗的吸收基礎(chǔ)理論：

1.拉烏爾定律、亨利定律、道爾頓分壓定律：（1）.拉烏爾定律是從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的一條重要規(guī)律。即：在一定溫度下，汽液相平衡時，溶液上方氣相中任意組分所具有的分壓，等于在相同溫度下該組分飽和蒸氣壓乘以改組分在液相中的的分子分?jǐn)?shù)。數(shù)學(xué)表達(dá)式為:PA＝P*A×XA

第28頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日(2).道爾頓定律:道爾頓定律是表示理想氣體混合物的總壓和分壓的關(guān)系的定律?？倝骸?dú)怏w混合物的分子對器壁施加的總和。分壓——混合氣體中某一組分對器壁所施加壓力。

PA————?dú)庀嘀蠥組分的分壓

P*A———純組分A在該溫度下的飽和蒸汽

XA————液相中A組分的分子分?jǐn)?shù)

第29頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

P總=∑Pi

P總——混合氣體總壓

Pi

——各組分的分壓根據(jù)道爾頓定律可以推出：混合氣體中每個組分氣體的分壓等于混合氣體的總壓力乘以該氣體在混合氣體中所占的分子分?jǐn)?shù)。其數(shù)學(xué)表達(dá)式：

Pi

=P總Yi第30頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日(3).亨利定律：在一定溫度和平衡狀態(tài)下，一種氣體在液體里溶解度和該氣體的平衡分壓成正比。其數(shù)學(xué)表達(dá)式：

P2=KX2

X2—平衡時氣體在液體中的摩爾分?jǐn)?shù)

P2—二相平衡時液面上該氣體的分壓

K—為一常數(shù)，其數(shù)值與溫度、總壓氣體和溶劑的性質(zhì)有關(guān)。總壓對K的影響在壓力不大時可忽略不計(jì)。K值需要測定.第31頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

亨利定律和拉烏爾定律是化工吸收的重要依據(jù).而道爾頓定律是分析混合氣體中各組分的分壓,從而判定壓力對吸收的影響,為日后的操作提供依據(jù).

吸收分離就是利用溶劑對氣體混合物中各組分的溶解度的不同選擇性地把溶解性大的氣體吸收,從而達(dá)到氣體分離的目的.從亨利定律的定義式可以看出:當(dāng)溶質(zhì)和溶劑一定時,在一定溫度下,K為定值.氣體的分壓越大,則其在溶劑中的溶解度越大.所以增加氣體的分壓有利于該氣體的吸收,同時從上式還可以看出:如果在相同的氣體分壓下進(jìn)行比較,K值越小則其溶解度越第32頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

大,所以也可以講:K值的大小可作為選擇吸收劑的依據(jù).因?yàn)楹嗬珊屠瓰鯛柖梢约暗罓栴D分壓定律都是理想狀態(tài)情況,并且是在稀濃度條件下通過實(shí)驗(yàn)取得,所以在應(yīng)用時就有一定的局限性.具體注意如下:A:應(yīng)用亨利定律時,P是指氣體的分壓而不是液面上的總壓.B:拉烏爾定律和亨利定律只適用于稀溶液,對濃溶液應(yīng)用存在較大偏差.而當(dāng)溫度較高且壓力較低時應(yīng)用其可以得到較為正確的結(jié)果.

第33頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日C:對混合氣體而言,當(dāng)壓力不大時,亨利定律對每一種氣體都適用,彼此不影響,當(dāng)濃度超過任何一種氣體適用范圍后,分子間力就不可忽略.D:應(yīng)用時必須注意溶質(zhì)在氣相和溶液中的分子狀態(tài),只有在分子狀態(tài)相同時,才可應(yīng)用亨利定律.但對于低溫甲醇洗工藝而言:必須采用修正了的亨利定律.但是可以作定性分析.第34頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

三、低溫甲醇洗的主要特點(diǎn)低溫甲醇洗是魯奇公司和林德公司于上世紀(jì)五十年代聯(lián)合開發(fā)的,并于1954年在南非SAUOL工廠的煤氣凈化工藝,我國于上世紀(jì)八十年代引進(jìn),通過近二十年的消化吸收,對其設(shè)計(jì)以逐步國產(chǎn)化,目前化二院、大連理工、環(huán)球化工設(shè)計(jì)院都可以設(shè)計(jì).尤其是近年來的裝置逐步大型化,低溫甲醇洗的技術(shù)也得到了長足的發(fā)展.1.低溫甲醇洗的發(fā)展與它具有的以下優(yōu)點(diǎn)分不開:

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(1).低溫甲醇洗工藝可以脫除氣體中的多種雜質(zhì),在-30℃～-70℃的條件下,甲醇能同時脫除氣體中的硫化氫、硫氧化碳、二硫化碳、RSH、C4H4S、CO2、HCN、NH3、NO、以及石蠟烴、方香烴、粗汽油雜質(zhì)、同時還可以對氣體進(jìn)行干燥.(2).低溫甲醇洗工藝對氣體的凈化程度非常高,凈化氣中總硫可以將低到0.1PPm以下,同時二氧化碳可以降低到10PPm.(3).低甲醇洗工藝由于采取硫化氫和二氧化碳分別在硫化氫吸收塔和二氧化碳吸收塔內(nèi)吸收。第36頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

所以就可以有選擇性的分別加以回收,為后序工號提供原料氣.例如:我們裝置的后序工號WSA要求硫化氫濃度為30％,同時在甲醇合成工藝?yán)镆蟮亩趸紳舛葹?7.5％.而低溫甲醇洗恰能滿足此要求.(4).低溫甲醇洗對氫氣、一氧化碳、甲烷、的溶解度都很低,同時低溫下甲醇的蒸氣壓低,所以有用氣體和甲醇的損失小.(5).甲醇具有很高的熱化學(xué)穩(wěn)定性,不降解,不起泡,同時對設(shè)備的腐蝕性小且由于粘度小所以動能損耗低.第37頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日(6).低溫甲醇洗與深冷工號搭配更合理.2.低溫甲醇洗工藝的主要原理:(1).低溫甲醇洗的氣提原理:

首先:氣提是物理過程.是破壞原來的汽液平衡,而從新建立新的汽液平衡狀態(tài)達(dá)到分離物質(zhì)的目的.

例如:有圖所示:A是液體,B是氣體,C是氣提氣,而B溶解于

A液體中.達(dá)到一個平衡狀態(tài).而此時的氣BABC第38頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日相主要是B氣體.即P=PB.而當(dāng)加入氣提氣C時,氣相中PB=P-PC,從而破壞了原先的平衡,導(dǎo)致B物質(zhì)的擴(kuò)散速度加快,達(dá)到分離A物質(zhì)和B物質(zhì)的目的.而通過調(diào)節(jié)氣提的量就可以控制兩種的分離效果.

而通過多年的消化吸收,在低溫甲醇洗工藝中,二氧化碳閃蒸塔和硫化氫濃縮塔都采取氣提工藝.一來減少了解析動力,二來氮?dú)獗阋饲乙椎?具體講:

一方面,在二氧化碳閃蒸塔的三段通入低壓氮?dú)?降低氣相中二氧化碳的分壓,使其從甲醇中解析,甲醇得以再生.另一方面,在硫化氫濃縮塔二段通入低壓氮?dú)?使溶解于甲醇中的二氧化碳得以解析.

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同時硫化氫也解析,為了達(dá)到硫化氫的富聚,加入甲醇使硫化氫溶與其中,而后進(jìn)入熱再生塔使其徹底解析,保證硫化氫濃度大于30%,進(jìn)而確保WSA的正常運(yùn)行.第三.為了確保低溫甲醇洗的冷量平衡,保證甲醇貧液的溫度,就要求低壓氮?dú)庠谶M(jìn)入硫化氫濃縮塔和二氧化碳閃蒸塔之前,必須對其進(jìn)行冷卻降溫,盡最大可能減少冷損.第四,從氣提介質(zhì)的選擇來看:一般首選溶劑的氣相,其次,選擇和被分離的組分都不相溶的介質(zhì)作為氣提介質(zhì).意思就是解釋在熱再生塔通入甲醇蒸汽原因.第40頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日(2).低溫甲醇洗的精餾原理:A:蒸餾是利用溶液中各組分蒸氣壓的差異(沸點(diǎn)的差異)使各組分得到分離的單元操作.按操作方式分有簡單蒸餾、精餾、特殊精餾等.

下面將連續(xù)精餾流程圖作簡單介紹:其主要設(shè)備有精餾塔、塔頂冷凝器、回流槽、回流泵、塔釜再沸器.其運(yùn)用的主要理論有:拉烏爾定律、道爾頓分壓定律.具體流程如下圖:

第41頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日連續(xù)精餾圖:冷卻水回水冷卻水上水精餾塔再沸器冷凝器回流槽回流泵蒸汽冷凝液進(jìn)料第42頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日B:精餾原理:<1>.精餾:是汽液兩相在塔中逆流接觸,在同時多次進(jìn)行多次部分汽化和部分冷凝的過程中,發(fā)生傳熱和傳質(zhì),使混合液得到分離的操作過程.被稱為精餾.<2>.實(shí)現(xiàn)精餾操作的必要條件:通過特定的裝置,經(jīng)過傳熱和傳質(zhì)的作用將混合液進(jìn)行分離,其中在塔內(nèi)維持雙傳作用尤為關(guān)鍵,為此要求:對每一塊塔板,下邊必須有蒸汽上升,上邊必須有液相流下.也就講:“回流液逐板下降和蒸汽逐板上升”是實(shí)現(xiàn)精餾的必要條件.第43頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日C:精餾塔的分段一般以進(jìn)料板為界將精餾塔分二段:進(jìn)料板以上部分稱精餾段(或稱增濃段);進(jìn)料板本身和進(jìn)料板以下部分稱為提餾段.<3>.精餾的操作線方程:A:恒摩爾流假設(shè):

恒摩爾汽化假設(shè):精餾段內(nèi),由每層塔板上升的蒸汽摩爾流皆相等;提餾段內(nèi)也一樣,即:V1=…=定值

V’1==…V’n=定值式中:V____精餾段上升的蒸汽摩爾流率第44頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日V’____提餾段上升蒸汽的摩爾流率下標(biāo)1、2、3、…n表示塔板的序號.

恒摩爾溢流假設(shè):精餾段內(nèi),每層板溢流液體的摩爾流率皆相等;提餾段內(nèi)也是一樣,即:L1=L2=…=Ln=定值

L’1=L’2=…=L’n=定值式中:L-----精餾段內(nèi)液體的摩爾流率

L’------提餾段內(nèi)液體的摩爾流率

B:精餾塔內(nèi)操作線方程:

第45頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日C.精餾段操作線方程:

由右圖知:Y1LVDXDY2YN+1X1XNX2精餾的示意圖V＊yn+1＝L＊Xn+D＊XDV=L+D∴yn+1＝LL+DXn+DL+DXD第46頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日D.提餾段操作線方程：LD＝R,則yn+1＝RR+1Xn+XDR+1L′=V′+WL′X＝V′y＋WXwYn+1V,Xmmm+1Lˊwxw∴Yn+1＝L′L′＋WXm－WL′－W第47頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日E.進(jìn)料狀況對操作線方程的影響：

q值含義：代表1Kmol原料中液相所占的比例。VLLL′V′(1-q)FqFF進(jìn)料板情況從圖中可以看出：L′=L+qFV=V′+(1-q)F進(jìn)料情況不同時的。q值情況。第48頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日飽和液體進(jìn)料時：q=1L′=L+F;V=V′飽和蒸汽進(jìn)料時:q=0L′=LV=V′+F汽液混合物進(jìn)料時：0＜q＜1過冷液體進(jìn)料時：q＞1L′=L+F+Q/rc過熱蒸汽進(jìn)料時：q＜0據(jù)此：q=每千摩爾進(jìn)料變成飽和蒸汽所需的熱量原料的千摩爾潛熱第49頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日q線方程（進(jìn)料方程）：y=qq-1X-XFq-1F.精餾塔理論板數(shù)求法：（1）．理論板：在塔板上離開該板的蒸汽和和液體互成平衡，將該塔板稱為理論板。（2）．理論板數(shù)圖解法步驟：

a.在直角坐標(biāo)上繪出待分離組分的x-y平衡曲線，并作出對角y=x.b.作垂線x=xD與對角線交與一點(diǎn)a,通過a點(diǎn)作精餾操作線：第50頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日c.作垂線：X=XF與對角線交于e點(diǎn)，通過e點(diǎn)作q線方程：即線段ac于ac交與d點(diǎn)。

d.作垂線：X=XW與對角線交于b點(diǎn)，連接。bd得到提餾操作線bde.從a點(diǎn)開始，在平衡線adb折線間畫梯級、y=RR+1R+1+xDy=qq-1X-XFq-1第51頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日梯線個數(shù)便是理論板數(shù)。G.回流比的影響及其選擇依據(jù)：精餾操作當(dāng)進(jìn)料的組成和熱狀況確定時，q線位置便確定，工藝要求：XD和XW固定后，精餾段和提餾段的操作線位置便取決于回流比R的大小，R增大，精餾操作線截距減小，操作線便遠(yuǎn)離平衡線，從而理論板數(shù)就會減少，但是，隨著R的增大，L和V都會增大，使得冷凝器和再沸器的負(fù)荷都加大，故選擇合適的回流比R十分重要。

R的選擇原則：總費(fèi)用最小。即要使操作費(fèi)和設(shè)備折舊費(fèi)最小。第52頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日精餾與吸收的區(qū)別：比較項(xiàng)目吸收精餾分離對象氣體混合物液體混合物分離依據(jù)氣體混合物的各組分在吸收劑中的溶解度的不同液體混合物的各組份沸點(diǎn)不同（相對揮發(fā)度不同基本過程氣體在液體中的溶（由氣相到液相的單項(xiàng)傳質(zhì)）同時發(fā)生部分汽化和部分冷凝的雙向傳質(zhì)塔中汽液相的熱狀態(tài)氣相溫度高于飽和溫度液相溫度低于飽和溫度狀態(tài)汽液相皆處于飽和進(jìn)料情況氣相進(jìn)料，由塔底進(jìn)入，塔不分段一般汽相或液相混合物進(jìn)料，多數(shù)中部進(jìn)料，全他分為精流斷和提餾段操作溫度全塔溫度變化較小全塔溫度變化大，塔低溫度高，塔頂溫度低第53頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日Ｈ．精餾操作中的注意事項(xiàng)：＜１＞．液泛：當(dāng)降液管排液能力不足時，液體仍不斷加入，導(dǎo)致降液管內(nèi)液位上升至上層塔板溢流堰頂，影響上層塔板的排液，導(dǎo)致塔板上積液增加直至淹塔?，F(xiàn)象：發(fā)生液泛時氣體通過塔板的壓降急劇上升，出塔氣體大量帶液，塔頂產(chǎn)品急劇惡化，正常操作受到破壞。原因：（1）.氣流量過大或者液流量過大。（2）.氣體中夾帶過量的液體，增加降液管的排液負(fù)荷，如果某塊塔板的第54頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日降液管下端堵塞，造成該塔板以上塔段液泛。處理:（1)由堵塞引起的液泛可通過塔的清洗及對塔液體預(yù)濾加以解決。(2).由過量液沫夾帶引起的液泛，可以通過負(fù)荷控制予以解決。＜２＞．液沫夾帶限：氣體通過塔板上液層達(dá)到液面時，氣泡破裂，氣體向上沖出，氣體沖出時總會把部分被拉成薄膜的液體向上拋起，被拋起的小液滴呈大小不一，液滴在上升過程中相互碰撞，液滴會增大，其中較大的液滴上升到一定高度，第55頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

且未達(dá)到上層塔板前會沉降下來，較小的液滴則隨向上流動的氣體被帶至上層塔板，這就被稱為霧沫夾帶。霧沫夾帶的危害：（１）．會形成液體返混，削弱傳質(zhì)效果。（２）．增大降液管負(fù)荷，增加塔板上液層厚度，從而使氣相通過塔板的阻力增大，液沫夾帶量相應(yīng)增加，嚴(yán)重時會造成液泛。

Ｌ．精餾塔的壓力降和壓力降對塔操作的穩(wěn)定性以及塔內(nèi)溫度的影響：

（１）所謂精餾塔壓力降，就是平時所說的塔頂和塔釜的壓力差。對板式塔講：塔板壓力降主要由三部分組成，即干板壓力降、液層壓力降和克服液面張力的壓力降。第56頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

塔釜和塔頂?shù)膲毫稻褪侵溉繅K塔板的壓力降總和。所謂干板壓力降就是指精餾塔內(nèi)上升的氣體（或蒸汽）通過沒有液體存在的塔板時，所產(chǎn)生的壓力降；氣體通過每層塔板上的液體層時所產(chǎn)生的壓力降，叫液層壓力降；氣體克服液體表面張力所產(chǎn)生的壓力降，液體表面壓力降。

（２）影響：Ａ．引起溫度和組成間對應(yīng)關(guān)系的混亂。當(dāng)塔壓升高時，混合物沸點(diǎn)隨之升高，引起全塔溫度發(fā)生改變，溫度和產(chǎn)品質(zhì)量的對應(yīng)關(guān)系將發(fā)生改變。Ｂ．壓降增大，組分間的相對揮發(fā)度降低，分離效率下降。C.影響汽液相平衡。第57頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日M.萃取:原理：利用液體中各組分在溶劑中具有不同的溶解度的特性，使混合液中欲分離的組分溶解在溶劑中，將其與其它組分分離的操作，叫萃取。萃取過程中，所選用的溶劑叫萃取劑，混合液中欲分離組分叫溶質(zhì)?；旌弦褐性軇┙性軇?。實(shí)際上萃取過程是一種傳質(zhì)過程。萃取劑的選擇原則：（1）.溶劑不能與被分離混合物完全互溶，只能部分互溶，否則充分?jǐn)嚢韬笾淮嬖谝坏?8頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日個液相，不可能實(shí)現(xiàn)任何分離。（2）.萃取劑對A.B兩組分有不同的溶解能力（或者說：萃取劑具有選擇性）。（3）.萃取劑與被分離混合物需有一定的密度差，這樣萃取相與萃余相才能比較容易地得到分離。（4）.萃取劑易于回收。影響萃取操作的主要因素：（1）.溫度的影響：溫度升高，則混合液的溶解度升高，萃取操作將難以維持，但是萃取溫度過低，則萃取劑和原溶液中的溶質(zhì)未能充分溶解。第59頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日（2）.比重的控制：即合理利用加入萃取劑，一方面要保證萃取劑和混合液中的溶劑充分混合，另一方面又不可過量，否則萃取效果不好。

N.閃蒸：閃蒸稱為平衡蒸餾，混合液通過加熱器升溫（但未沸騰），在節(jié)流后因壓力突然降低，液體即過熱，于是發(fā)生自然蒸發(fā)，最終產(chǎn)生相互平衡的汽液兩相。液相中易揮發(fā)組分濃度較高，與之平衡的液相易揮發(fā)組分濃度較低，在分離室內(nèi)汽液兩相分離后，汽相經(jīng)冷凝成為頂部液態(tài)產(chǎn)品，液相成為底部產(chǎn)品輸出。第60頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日閃蒸的缺點(diǎn)：閃蒸是直接運(yùn)用蒸餾原理進(jìn)行初步組分分離的一種操作，分離程度不高。在低溫甲醇洗工藝的應(yīng)用：一方面用于二氧化碳閃蒸塔甲醇富液閃蒸，另一方面用于硫化氫濃縮塔一段富硫化氫甲醇閃蒸。P.低溫甲醇洗的冷量平衡原理：在低溫甲醇洗工藝中，溫度對甲醇洗凈化工藝氣效果影響非常大，同時溫度越低甲醇損失越小。從前面講過的資料看：溫度越低甲醇對二氧化碳和硫化氫溶解度越大，越有利于吸收。因此冷量平衡成為甲醇洗穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。第61頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日1.冷量來源：低溫甲醇洗的冷量來源大致可分為三類：（1）.氨冷器提供冷量。從目前工藝分析可以看出：氨冷器按提供冷量的等級分有-40℃和0℃兩類，而主要依靠液氨的相變制冷，來提供。（2）.水冷器提供冷量。由于循環(huán)水的上水溫度和回水溫度受環(huán)境影響較大且其應(yīng)用有明顯局限性，故其提供的冷量有限。（3）.甲醇富液的解吸再生產(chǎn)生的冷量即焦耳湯-姆遜的制冷效應(yīng)。低溫的二氧化碳第62頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日尾氣所攜帶的冷量得到高效回收，這部分冷量是保證吸收所需的溫度條件。但是由于部分二氧化鐵和全部硫化氫解吸是在甲醇富液加熱高于周圍環(huán)境溫度下進(jìn)行的，因此這部分冷量無法回收。（4）.當(dāng)采取汽提工藝時，也考慮加入低溫汽提氣，讓其在汽提過程中提供冷量，從而使甲醇得以冷卻降溫。2.冷量損失分析：（1）.換熱器熱阻增大，其傳熱效果差，冷量回收率。第63頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日（2）.部分工藝指標(biāo)偏離設(shè)計(jì)值太遠(yuǎn)，設(shè)備無法正常運(yùn)行。（3）.系統(tǒng)保冷效果不好，冷量損失率大。（4）.入口粗煤氣溫度高于設(shè)計(jì)值。（5）.二氧化碳閃蒸塔和硫化氫濃縮塔的負(fù)荷分配不合適，應(yīng)調(diào)整冷區(qū)負(fù)荷。（6）.氨冷器的負(fù)荷不均，制冷工號的負(fù)荷偏低，調(diào)整級-40℃氨冷器的入口壓力，從而降低-40℃氨冷器的蒸發(fā)壓力，提高其負(fù)荷。3.減少冷量損失的途徑：第64頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日（1）.杜絕冷區(qū)的塔體、罐、管線的嚴(yán)重跑冷現(xiàn)象，具體為塔下部用手不該感覺出溫度偏低，塔壁及架空的管線不掛水和冒冷氣。（2）.冷損主要集中在冷區(qū)塔體、泵體的出入口截止閥、法蘭及大調(diào)節(jié)閥和其截止閥周圍，所以必須加強(qiáng)其保溫工作。（3）.加強(qiáng)水冷器的清洗工作：由于循環(huán)冷卻水的水質(zhì)差，影響換熱器的換熱效果。（4）.氨冷器的合理使用與清洗：在保證正常工藝運(yùn)行的條件下，盡可能提高其負(fù)荷，具體操作根據(jù)制冷工藝的選擇有關(guān)。假如選擇純吸收制冷工藝，一方面：要保第65頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日證液氨的純度，不能液氨帶水，控制好精餾塔的頂部溫度。另一方面：控制好-40℃級和0℃級的吸收壓力，也就是說調(diào)整好制冷工號的負(fù)荷。最后：對按冷氣的卸料要控制好。假如選擇純壓縮制冷，則要求控制好兩級壓縮機(jī)的入口壓力，保證氨冷器的正常蒸發(fā)壓力，同時要注意入口分離器的液位堅(jiān)決杜絕壓縮機(jī)帶液，否則后果不堪設(shè)想。假如選擇壓縮和吸收聯(lián)合制冷工藝，則要求：一方面，控制好壓縮機(jī)的入口壓力，保證壓縮機(jī)不能帶液，同時還必須控制好-40℃級的吸收壓力依此保證壓第66頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日縮機(jī)正常運(yùn)行，還必須合理控制好兩級吸收壓力、液氨純度、氨冷器的卸料等。（5）.增大低溫甲醇洗冷區(qū)的二氧化碳的解吸能力：富二氧化碳的甲醇解吸制冷是整個低溫甲醇洗冷量的主要來源，在冷區(qū)解吸量的大小直接影響冷量平衡。具體操作如下：a.提高閃蒸制冷效果b.降低汽提氣的溫度。（6）.適當(dāng)降低甲醇循環(huán)量：甲醇循環(huán)量越大，道理上講越有利于吸收，但需綜合考慮溫度對溶解度的影響。由于大循環(huán)量的操作降低了二氧化碳的飽和度，導(dǎo)致其在二氧化碳閃蒸解吸和汽提所產(chǎn)生的解吸量第67頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日降低，主洗甲醇溫度回升，洗滌效果下降，一般采取兩種方式加以調(diào)整：一是提高二氧化碳吸收塔的粗洗甲醇量二是降低甲醇循環(huán)量，總之都是為了提高富二氧化碳甲醇的二氧化碳的飽和度，增大二氧化碳在二氧化碳閃蒸塔的解吸量，降低主洗甲醇溫度。同時還有利于提高二氧化碳的純度。（7）.通過降低熱再生塔的壓力，降低甲醇溫度，從而提高硫化氫濃縮塔的冷量利用率，達(dá)到降低精洗甲醇的溫度，提高其洗滌效果。第68頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日（8）.針對采取汽提工藝，可以考慮冷量補(bǔ)充的另一個方式，即可以用空分裝置多余的液氮來代替低壓氮?dú)?或者說加入部分液氮）來汽提。因?yàn)橐旱a(chǎn)生汽化潛熱，帶走系統(tǒng)因?yàn)槲斩a(chǎn)生熱量，降低甲醇溫度。四.低溫甲醇洗工藝控制1.低溫甲醇洗的主要控制參數(shù)和控制指標(biāo)：（1）.出低溫甲醇洗的凈化氣：甲醇含量：二氧化碳含量：20PPm第69頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

硫化氫和硫氧化碳含量：0.1PPm（2）.從低溫甲醇洗出來的二氧化碳產(chǎn)品：一氧化碳含量：0.31%

氫氣含量：0.05%

二氧化碳含量：98.5%

甲烷含量：0.43%

壓力：0.14MPa

溫度：40（3）.硫化氫酸性氣體：硫化氫含量：30%第70頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日2.影響凈化中總硫含量的因素：（1）.有機(jī)硫未經(jīng)轉(zhuǎn)化：粗煤氣中含有硫的化合物有：硫化氫、硫醇、噻吩、二硫化碳、硫醚等，在低溫甲醇中硫化氫、二硫化碳在甲醇中的溶解度比二氧化碳在甲醇中的溶解度大很多，故不再考慮。而硫氧化碳、硫醚、硫醇在粗煤氣的含量小，然而其在甲醇中的溶解度也小，是否會在冷卻換熱器、吸收塔發(fā)生堵塞有待解決。（2）.甲醇溫度的指標(biāo)：第71頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日對于我公司而言：甲醇溫度是℃，其冷量來源分為兩大類：一是氨冷器提供，一是溶解了二氧化碳的甲醇閃蒸、汽提降溫，在經(jīng)過冷熱甲醇換熱器換熱，來保證洗滌甲醇溫度，從而確保工藝指標(biāo)正常。（3）.甲醇的再生質(zhì)量：甲醇的再生質(zhì)量也是影響硫化氫和二氧化碳關(guān)鍵問題之一。在低溫甲醇洗系統(tǒng)中，富甲醇的再生采取低溫甲醇分段閃蒸解吸、低壓氮?dú)馄?、熱再生來保證洗滌甲醇質(zhì)量。因?yàn)槿绻醇状贾袛y帶有硫化氫則二氧化碳再無法吸收二氧化碳，導(dǎo)第72頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

致凈化氣中二氧化碳瞬間報(bào)滿，這種情況稱為甲醇污染。而導(dǎo)致二氧化碳瞬間報(bào)滿的具體原因有：

<1>.熱再生塔工況紊亂，甲醇中硫化氫解吸不徹底，如：精餾塔溫度低，需注意熱再生塔的塔釜再沸器的熱量供給，甲醇水塔的熱負(fù)荷問題。

<2>.預(yù)洗閃蒸塔精甲醇冷量回收中換熱器的泄漏問題也需要格外引起注意，因?yàn)樵诖藫Q熱器中換熱的冷、熱流體分別是富含硫化氫的污甲醇和去二氧化碳吸收塔的精甲醇，所以一旦泄漏則二氧化碳瞬間飽滿。（4）.甲醇純度對吸收的影響：第73頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日甲醇的純度對硫化氫和二氧化碳的溶解度影響很大。據(jù)相關(guān)資料介紹，甲醇中水含量達(dá)到5％時二氧化碳的溶解度比在純甲醇中的溶解度下降15%，硫化氫的溶解度也大幅下降。因此低溫甲醇洗系統(tǒng)中的水含量控制至關(guān)重要。而要想達(dá)到這一目的就必須對熱再生塔和甲醇水塔的工況心中有數(shù)，即控制好熱再生塔的頂部壓力、溫度、塔釜溫度、進(jìn)料量的穩(wěn)定、回流的正常、甲醇水塔的進(jìn)料溫度、中部溫度、塔釜溫度、頂部溫度、壓力都不可出現(xiàn)大幅波動。同時甲醇作為吸收劑除含水外，還有可能含有輕組分帶入其中，這就要求一方面前系統(tǒng)控制好出口溫度，加強(qiáng)洗滌，另一方面則要求加強(qiáng)萃取，控制好油層厚度，切不可把輕油帶入系統(tǒng)。（5）.低溫甲醇洗入口粗煤氣中氨含量的影響:

第74頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

由于入口粗煤氣中氨含量增高，在前系統(tǒng)中，氨沒有被水洗滌干凈，導(dǎo)致進(jìn)入低溫甲醇洗工號的氨含量增加，即有可能發(fā)生氨與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫氨結(jié)晶而造成設(shè)備堵塞（最有可能發(fā)生的部位在原料氣冷卻設(shè)備部位），同時還有可能被甲醇吸收，在甲醇中生成硫銨（分子式為(NH4)2S），而其則隨甲醇循環(huán)回到洗滌塔中，在洗滌塔上部又分解成氨和硫化氫，又可能導(dǎo)致凈化氣中硫化物增高就是這個道理。處理意見：第75頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日A.熱再生塔甲醇中氨含量＜50mg/l，回流槽中氨含量＜1000mg/l，如果氨含量高時，應(yīng)在回流泵導(dǎo)淋出加以排放。B.共沸塔中頂部冷凝甲醇中氨含量＞1000mg/l時，導(dǎo)淋出加以排放。（5）.其它因素的影響：系統(tǒng)壓力的波動、吸收塔的液位、原料氣的組成、入塔氣速等諸多因素對吸收操作都存在不同程度的影響。如吸收塔塔釜液位必須維持在某一特定而適當(dāng)?shù)母叨?，過高液體會淹沒進(jìn)氣口，使氣體上升阻力增大，若液位過低，氣體會串入液體出口管，造成設(shè)備損壞且對吸收操作不利。第76頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日3.防止硫化物超標(biāo)的對策和措施：（1）.合理組織生產(chǎn)，加強(qiáng)前后工序的協(xié)調(diào)工作，抑制有機(jī)硫的生成。（2）.加強(qiáng)制冷工藝精心操作，合理匹配冷量，盡可能降低甲醇溫度，促進(jìn)硫化物的吸收。（3）.合理匹配甲醇循環(huán)量，及時調(diào)整汽液比，防止因循環(huán)量過大，導(dǎo)致冷損加大，吸收不好。

(4).優(yōu)化操作甲醇的再生過程，尤其是二氧化碳的解吸過程，對甲醇的熱再生系第77頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日統(tǒng)要謹(jǐn)慎操作，嚴(yán)防甲醇中水含量超標(biāo)，和甲醇再生塔頂部溫度和精洗甲醇溫度，同時合理匹配甲醇量的分布，確保熱平衡，使吸收塔中的硫化物降到最低。（5）.經(jīng)常性的檢測甲醇的純度，嚴(yán)防甲醇中水、氨、輕油、有機(jī)硫化物沉積過多而影響吸收操作。（6）.對吸收塔的壓力、液位等因素作及時調(diào)整。（7）.加強(qiáng)前工號的水洗操作，降低粗煤氣攜帶的煤粉、氨、萘等量。第78頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日4.進(jìn)入低溫甲醇洗粗操作壓力的控制：根據(jù)亨利定律，在一定溫度下，氣體在液體里的溶解度和該氣體的平衡分壓成正比。另外從傳質(zhì)動力學(xué)角度看，吸收過程的壓力越高，氣體分子的擴(kuò)散速率越快，吸收推動力就越大，因而吸收速率就越快。因此，吸收過程壓力增高，氣液兩相接觸好，有利于吸收過程的進(jìn)行和凈化效果的提高。為控制好系統(tǒng)壓力，保證確保有好的吸收效果，可根據(jù)不同情況分別采取不同的辦法加以處理，具體如下：（1）.在裝置穩(wěn)定的前提下，通過增加進(jìn)氣量，來提高系統(tǒng)的壓力。第79頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

（2）.在裝置供氣不足的情況下，可以通過調(diào)度減負(fù)菏操作，確保系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定。（3）.在前后負(fù)荷波動較大，切記減負(fù)荷時系統(tǒng)壓力不可大幅波動，以免硫化氫、二氧化碳報(bào)警。（4）.同時由于我們的工藝是四套并列的低溫甲醇洗，內(nèi)在的互相影響的因素很多:如系統(tǒng)壓力的影響、系統(tǒng)補(bǔ)液的影響、冷量平衡等。

5.進(jìn)入低溫甲醇洗的粗煤氣中成分的控制：進(jìn)入低溫甲醇洗粗煤氣中CO含量過高，容易造成CO分壓高，吸收塔壓差升高，影響甲醇對二氧化碳的吸收；粗煤氣中的氨含量高，進(jìn)入甲醇洗系統(tǒng)后，易第80頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

造成粗煤氣在低溫甲醇洗冷卻器形成碳酸氫銨結(jié)晶造成堵塞換熱器和硫化氫吸收塔預(yù)洗段甲醇管線彎頭堵塞，影響系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行；粗煤氣中煤粉等雜質(zhì)入甲醇洗系統(tǒng)，易造成固體物質(zhì)在溶液換熱器列管內(nèi)堵塞，影響換熱器換熱效果或在塔盤上聚集，造成攔液或塔壓差升高，影響吸收效果。為了確保吸收塔的正常運(yùn)行，可以采取以下措施，防止雜質(zhì)進(jìn)入系統(tǒng)：（1）.造氣車間盡量控制氣體中雜質(zhì)含量，加強(qiáng)水洗效果，同時控制好出口溫度。（2）.可以在低溫甲醇洗的氣氣換熱器和第二分離器增設(shè)為雙系列，并配套鍋爐水洗滌管線。。

第81頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日（3）.在硫化氫吸收塔的預(yù)洗段和主洗段液相加設(shè)兩組超濾器，以及在萃取槽一室泵出口加設(shè)超濾器，在精洗甲醇泵出口加設(shè)超濾器。都是出于這一目的。6.甲醇循環(huán)量的合理控制：酸性氣體在甲醇中的溶解度主要是溫度和壓力的函數(shù)，溫度和壓力確定后，酸性氣體的溶解度基本恒定。從傳質(zhì)動力學(xué)角度分析，汽液比大，相平衡常數(shù)小，有利于組分吸收。在塔的正常操作范圍內(nèi)，增加循環(huán)量，增大汽液比值，氣液兩相在塔內(nèi)接觸越充分，傳質(zhì)效果越好。但是循第82頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

環(huán)量過大會導(dǎo)致循環(huán)動力的增大，以及再生能源的消耗，同時增加了制冷的負(fù)荷，假如冷量不足，還會導(dǎo)致甲醇溫度升高影響吸收。因此，甲醇循環(huán)量應(yīng)綜和考慮，在保證氣體凈化度的前提下，盡量根據(jù)所給定的甲醇循環(huán)量表選取合適的氣液比值，這樣既能保證溶液的吸收率，有不至于增加消耗。五、低溫甲醇洗的工藝描述粗煤氣凈化包括五個工藝步驟：粗煤氣的冷卻降溫過程。在硫化氫吸收塔預(yù)洗段脫除氣態(tài)輕油、不飽和的碳?xì)浠衔?，和其它高沸點(diǎn)雜質(zhì)。在硫化氫吸收塔主洗段吸收硫化氫。第83頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

在二氧化碳吸收塔內(nèi)脫除二氧化碳。預(yù)洗甲醇再生和高壓系統(tǒng)甲醇再生。1.粗煤氣的冷卻：氣化車間過來的粗煤氣2.78MPa、37℃進(jìn)入低溫甲醇洗第一分離器進(jìn)行一級分離，分離掉其中攜帶煤氣水，然后分別在粗/凈煤氣換熱器、0℃級氨冷器，被從纏繞式換熱器來的凈化氣、制冷裝置過來的液氨冷卻到8℃，再在第二分離器分離掉其中的冷凝液，同時噴入甲醇以降低粗煤氣的冰點(diǎn)，防止結(jié)冰堵塞換熱器。再在纏繞式換熱器被從二氧化碳解吸塔、硫化氫濃縮塔過來的閃蒸汽，凈化氣，二氧化碳產(chǎn)品氣冷卻到－12.6℃，而后經(jīng)過－40℃第84頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日氨冷器將其冷卻到－32℃進(jìn)入硫化氫吸收塔預(yù)洗段脫除氣態(tài)輕油、不飽和的碳?xì)浠衔?，和其它高沸點(diǎn)雜質(zhì)。2.-32℃的粗煤氣在硫化氫吸收塔預(yù)洗段被從二氧化碳吸收塔過來的低溫甲醇4M3洗滌其中的石腦油、HCN、部分有機(jī)硫、高分子化合物。而后收集在硫化氫吸收塔預(yù)洗段甲醇溶液中，經(jīng)過超濾器過濾后進(jìn)入甲醇預(yù)洗再生系統(tǒng)，甲醇再生。3.在硫化氫吸收塔主洗段被從二氧化碳吸收塔來的低溫甲醇吸收其中的硫化氫，而硫化氫則溶解在甲醇溶液中，經(jīng)過超濾器過第85頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日濾掉含在其中的煤粉、萘等雜質(zhì)。進(jìn)入硫化氫濃縮塔進(jìn)行硫化氫提濃和甲醇再生。4.脫除了雜質(zhì)和硫化氫的原料氣，進(jìn)入二氧化碳吸收塔被三股甲醇洗滌吸收其中的二氧化碳，凈化氣經(jīng)過除沫器除去其中攜帶的甲醇，在進(jìn)入纏繞式換熱器和粗凈煤氣換熱器回收冷量后，出界區(qū)。（1）.甲醇洗滌循環(huán)部分：從熱再生塔塔釜出來的精甲醇（水含量＜1％）經(jīng)精洗甲醇泵加壓，在貧富甲醇換熱器冷卻后送到二氧化碳吸收塔頂部洗滌二氧化碳。而二氧化碳吸收塔底部富二氧化碳甲醇約168M3，經(jīng)硫化氫吸收塔給料泵第86頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日送至硫化氫吸收塔和噴淋甲醇伐參與前系統(tǒng)操作。二氧化碳吸收塔中、下部洗滌甲醇分別是：中段洗滌甲醇來源于二氧化碳閃蒸塔三段貧二氧化碳甲醇，經(jīng)過主洗甲醇泵加壓送至二氧化碳吸收塔中部，來洗滌大量的二氧化碳，該循環(huán)稱為主洗甲醇循環(huán)。下段洗滌甲醇來源于二氧化碳吸收塔底部經(jīng)氨冷器冷卻后進(jìn)入二氧化碳吸收塔第10塊塔板洗滌一部分二氧化碳，該洗滌甲醇稱為粗洗循環(huán)。而大約300M3甲醇進(jìn)入二氧化碳閃蒸塔進(jìn)行閃蒸，得到甲醇貧液，供二氧化碳吸收塔主洗，以及硫化氫濃縮塔硫化第87頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

氫濃縮。

(2)預(yù)洗甲醇再生：洗滌輕油、萘、水等等雜質(zhì)的富硫富碳甲醇從硫化氫吸收塔底部經(jīng)超濾器過濾后，再通過液位節(jié)流送至預(yù)洗閃蒸塔的二段減壓閃蒸進(jìn)行脫除輕組分和大部分二氧化碳?xì)怏w。而從預(yù)洗閃蒸塔二段出來的甲醇經(jīng)精甲醇回收冷量后，送至預(yù)洗閃蒸塔三段再次閃蒸。而后甲醇-水-油混合物進(jìn)入萃取槽一室進(jìn)行脫油處理。來自水處理車間的脫鹽水進(jìn)入水洗塔中，回收二氧化碳閃蒸塔二段、三段排放氣中殘留的甲醇蒸汽后作為萃取槽的萃取劑，經(jīng)水洗塔塔釜水泵送至萃取槽Ⅰ室萃第88頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

取劑進(jìn)行脫油處理。萃取槽Ⅰ室的甲醇－水－輕油混合物由甲醇－水－輕油混合物泵加壓后，通過超濾器過濾后，經(jīng)過一特殊液體分配器進(jìn)入萃取槽Ⅱ室進(jìn)行萃取分離，輕油浮在上層，而甲醇－水混合物溶液在下層。輕油溢流至萃取槽Ⅳ，而后進(jìn)入輕油儲罐。含微量輕油、硫化氫氣體的甲醇混合液經(jīng)過一可調(diào)漏斗流入萃取槽Ⅲ室，經(jīng)泵加壓送至共沸塔進(jìn)行輕油、硫化氫、氨氣等氣體的汽提。萃取槽的閃蒸汽、預(yù)洗閃蒸塔一段的閃蒸汽和熱再生塔的解吸氣一起送入WSA。

第89頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日共沸塔汽提輕油、氨和硫化氫氣體的汽提氣是由共沸塔再沸器間接加熱產(chǎn)生。從共沸塔頂部出來的含甲醇、水和輕油液體一部分作為回流參與共沸塔的調(diào)節(jié)，一部分進(jìn)入萃取槽Ⅰ室繼續(xù)萃取其中的輕油。頂部不凝氣進(jìn)入預(yù)洗閃蒸塔一段回收甲醇后，進(jìn)入硫化氫總管。而共沸塔底部甲醇水溶液由溶液泵加壓送至甲醇水塔進(jìn)行甲醇－水精餾分離，實(shí)際為甲醇脫水階段進(jìn)行甲醇回收再使用。甲醇水塔的提餾段汽提介質(zhì)是依靠塔釜再沸器間接加熱產(chǎn)生。塔頂甲醇蒸汽中水含量＜0.2%（實(shí)際操作第90頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日中水含量＜2%），送往熱再生塔中部作為汽提汽。而甲醇水塔的回流是依靠熱再生塔底部精甲醇泵提供，而流量根據(jù)工況實(shí)際情況而定。甲醇塔的廢水經(jīng)過共沸塔給料回收熱量后送至污水處理系統(tǒng)，其中甲醇含量＜100PPm。（3）.富硫甲醇再生：自硫化氫吸收塔上段的富硫富碳甲醇經(jīng)過超濾器過濾后其中的雜質(zhì)后到硫化氫濃縮塔閃蒸部分二氧化碳以達(dá)到硫化氫的提濃。而硫化氫濃縮塔兩段壓力分別是0.78MPa和0.12MPa,期間一段閃蒸氣經(jīng)纏

第91頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日繞式換熱器回收冷量后，進(jìn)入燃料起管網(wǎng)。二段閃蒸汽則和二氧化碳閃蒸塔三段閃蒸汽混合在一起給熱再生塔一段閃蒸汽提供冷量。然后進(jìn)入水洗塔回收其中所含的甲醇，排入鍋爐煙囪。液相冷甲醇經(jīng)甲醇泵加壓在貧富甲醇換熱器回收其中的冷量后進(jìn)入熱再生塔一段閃蒸其中所含的氣體。液相則到熱再生塔二段進(jìn)行硫化氫汽提。熱再生塔的汽提汽一部分靠甲醇水塔的甲醇蒸汽，另一部分靠其塔釜再沸器間接加熱提供。二段頂部的再生出來的氣第92頁，共129頁，2023年，2月20日，星期日

體經(jīng)水冷器冷卻后分離出其中的甲醇。再經(jīng)過氨冷器、氣氣換熱器冷凝其中甲醇，通過分離器分離掉其中所攜帶的甲醇后進(jìn)入硫化氫總管。分離器底部的甲醇則返回回流槽，為熱再生塔提供回流。在熱再生塔底部得到精甲醇為二氧化碳吸收塔和甲醇水塔提供精甲醇。（4）.富二氧化碳甲醇再生：二氧化碳吸收塔底部不用于吸收硫化氫的富二氧化碳甲