低溫甲醇洗課件

混合制冷低溫甲醇洗凈化車間第一章

混合制冷

一、氨的性質(zhì)氨，分子式NH3，分子量17。在常溫常壓下為無色，有強(qiáng)烈催淚性刺激氣味。氨的工業(yè)衛(wèi)生安全允許濃度為30mg/m3，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.771kg/m3，沸點(diǎn)-33.4℃，熔點(diǎn)-77.7℃。20℃的液氨比重為0.667。

純氨對潤滑油無不良影響，但有水分時(shí)，會降低冷凍油的潤滑作用。純氨對鋼鐵無腐蝕作用，但當(dāng)氨中含有水分時(shí)將腐蝕銅和銅合金（磷青銅除外），故在氨制冷系統(tǒng)中對管道及閥件均不采用銅和銅合金。氨的蒸氣無色，有強(qiáng)烈的刺激臭味。

氨對人體有較大的毒性，當(dāng)氨液飛濺到皮膚上時(shí)會引起凍傷。當(dāng)空氣中氨蒸氣的容積達(dá)到0.5-0.6%時(shí)可引起爆炸。故機(jī)房內(nèi)空氣中氨的濃度不得超過0.02mg/L。氨在常溫下不易燃燒，但加熱至350℃時(shí)，則分解為氮和氫氣，氫氣于空氣中的氧氣混合后會發(fā)生爆炸。

氣氨極易溶解于水，溶解時(shí)放出大量的熱，其水溶液叫氨水，呈弱堿性，易揮發(fā)。純凈的液氨或干燥的氨氣對大多數(shù)物質(zhì)無腐蝕作用，但在有水存在時(shí)會有嚴(yán)重的腐蝕性。常溫常壓下氨與空氣混合后，遇火爆炸極限為15.5~28%

氨對人體的危害，主要是對上呼吸道的刺激和腐蝕，能刺激呼吸道的粘膜及人體潮濕部位。如液氨濺到眼睛可致失明。氨中毒輕者，會表現(xiàn)出流淚、咳嗽、喉痛、吞咽困難、聲音沙啞、頭痛、頭暈、以及無力等癥狀。重度病人，會出現(xiàn)毒性肺水腫，嚴(yán)重缺氧時(shí)會產(chǎn)生腦水腫，甚至危害生命

因氨中毒損害呼吸道和肺部組織后，不能使用人工呼吸，要立即把患者抬離毒區(qū)，注意保溫、檢查有無灼傷，注意清洗傷處及身體潮濕部位，并盡快送醫(yī)院搶救，液氨濺入眼睛，應(yīng)堅(jiān)持就地處理和自救的原則，立即分開眼瞼，使氨水流出，接著就地用水沖洗。皮膚灼傷，同樣用大量的水沖洗。第二節(jié)氨冷凍的理論基礎(chǔ)1、冷凍的基本原理任何熱機(jī)均有兩個(gè)熱源，一個(gè)高溫?zé)嵩?，一個(gè)低溫?zé)嵩?。熱量從高溫源傳給熱機(jī)，從熱機(jī)還要傳遞給低溫?zé)嵩?。這兩次之和即為熱機(jī)對外作的功。冷凍機(jī)是熱機(jī)的逆行，冷凍過程是要從低溫向高溫傳熱，此過程不能自發(fā)的運(yùn)行，因此必須加入外功來完成。以下是冷凍循環(huán)的流程示意圖，其流程中各個(gè)設(shè)備的作用是：壓縮機(jī)將低壓冷凍劑絕熱壓縮到高壓，在冷凝器中進(jìn)行等壓冷凝。液化后的高壓冷凍劑通過節(jié)流閥等焓膨脹后壓力降低，溫度進(jìn)一步降低，然后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中冷凍劑液體從被冷凍介質(zhì)中吸收熱量而蒸發(fā)，再次回到壓縮機(jī)重復(fù)新的循環(huán)。

節(jié)流閥的工作原理是：氣體穩(wěn)定流過管道中的一個(gè)針型閥，壓力突然下降，體積急劇膨脹，這種過程稱為節(jié)流膨脹。氣體經(jīng)過節(jié)流膨脹后，隨著壓力的降低常常引起溫度的降低，并在一定的條件下液化。液氨的蒸發(fā)壓力與溫度有關(guān)，溫度越低，壓力也越低。因此可以根據(jù)所要求的冷凍溫度來確定液氨的蒸發(fā)壓力，根據(jù)冷凍量來確定液氨的蒸發(fā)量。下表中列舉了液氨的溫度、壓力與氣化熱的關(guān)系;冷凝器40℃0.3p氣氨壓縮機(jī)82℃0.3p氣氨蒸發(fā)器-40℃0.3液氨節(jié)流閥5℃0.3液氨氣氨來自氨分離器-40℃0.07MPa液氨去各氨冷器氨冷凍站循環(huán)流程示意圖2.混合制冷的兩個(gè)概念：（1）吸收制冷：吸收制冷：就是直接利用熱能制冷的冷凍循環(huán)。通過吸收和精餾裝置來完成循環(huán)的過程。整個(gè)循環(huán)過程：由冷凝、節(jié)流后蒸發(fā)、吸收和精餾組成。（2）壓縮制冷：制冷劑在壓縮機(jī)里被壓縮成高溫高壓的液體,然后在冷凝器里冷凝降溫成高壓低溫的液體,再經(jīng)節(jié)流閥變成低壓低溫的液體,最

后經(jīng)蒸發(fā)器蒸發(fā)換熱變成低溫低壓的氣體,氣體又重新回到壓縮機(jī)進(jìn)行循環(huán)。以下幾個(gè)分別是吸收制冷和壓縮制冷的動畫：5.吸收制冷和壓縮制冷的區(qū)別：（1）吸收制冷有利于熱能的綜合利用。由于氨吸收制冷加熱所需要的熱源溫度較低，故可以充分利用低溫?zé)崮?。在工廠中的低壓蒸汽，蒸汽透平機(jī)的排氣均可作為熱源，因而可以節(jié)約不少能量，大大降低了生產(chǎn)成本。

（2）吸收制冷的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大：通常，負(fù)荷可以在30～100%的范圍內(nèi)變化；而壓縮制冷負(fù)荷的范圍變化較小，當(dāng)負(fù)荷減到70%時(shí)就無法正常運(yùn)行，因此，吸收制冷不但操作方便，而且可以節(jié)約部分控制費(fèi)用。（3）吸收制冷可以露天安裝；而壓縮制冷需要廠房，因此可以降低建筑費(fèi)用。(4）維修簡單，易于管理；由于氨吸收制冷裝置除氨水泵外，都是靜止設(shè)備，如塔、熱交換器、罐等，結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)檢修工作量小，易于管理。（5）吸收制冷和壓縮制冷相比鋼材消耗和冷卻水消耗量都比壓縮制冷的消耗量大。由于我們公司的蒸汽有富余，從節(jié)能考慮，我公司采取壓縮吸收混合制冷的工藝流程比較有利。現(xiàn)將工藝流程簡單敘述：第二節(jié)

操作問答

1．冷凍工段的任務(wù)是什么？冷凍工段為甲醇洗裝置、空分裝置的各氨冷卻器提供不同等級的制冷液氨，同時(shí)又把返回的氣氨在此壓縮、冷凝成液氨；2.什么叫深度冷凍？用人工方法將物系溫度降到低于環(huán)境溫度的過程稱為冷凍或制冷。通常把制取-100℃以下范圍的制冷成為深度冷凍。3.什么叫節(jié)流？常用的節(jié)流裝置有哪些？節(jié)流是當(dāng)流體在管路中遇到縮孔或閥門，是流動受到阻礙，流體在閥門處產(chǎn)生漩渦、碰撞、摩擦等阻力，流體克服這些阻力，壓力降低、體積膨脹的過程。常用的節(jié)流裝置有：孔板、減壓閥、噴嘴、文丘里管及文丘里噴嘴。4.什么是冷凍能力？冷凍能力是指在一定條件下，制冷劑自被冷物體中所移去的熱量。5.什么是臨界溫度?什么是臨界壓力？臨界溫度是指氣體液化的最高溫度，臨界壓力是指臨界溫度下，氣體液化的最低壓力。6.什么是壓縮制冷循環(huán)？冷凍劑在低壓下吸熱蒸發(fā)（制冷），蒸發(fā)后的氣態(tài)冷凍劑進(jìn)行壓縮，使壓力提高到能用一般冷卻水將其冷卻為液態(tài)，再行減壓蒸發(fā)，如此循環(huán)進(jìn)行，稱為壓縮制冷循環(huán)。7.什么是多級壓縮制冷循環(huán)？多級壓縮制冷循環(huán)也就是多級蒸發(fā)制冷、多級壓縮的制冷循環(huán)，根據(jù)所需冷凍深度的不同，選擇不同的蒸發(fā)壓力等級，多級壓縮制冷循環(huán)不僅可以節(jié)約功耗，并能獲得不同的冷凍溫度。8.氣氨的臨界溫度、臨界壓力分別是多少?132.4℃、10.195MPa9.一個(gè)冷凍循環(huán)應(yīng)包括哪些設(shè)備？冰機(jī)、氨冷凝器、減壓閥、氨蒸發(fā)器10.氨冷凍工號用氮置換氣氨時(shí)，應(yīng)注意什么問題？置換時(shí)應(yīng)注意：⑴未排放凈的液氨用氮?dú)鈮簝簪婆欧艜r(shí)小心液氨傷人⑶排放管最好置于安全地帶，并用水沖其排放口，使其以氨水的形式排放掉。⑷置換時(shí)，冷凍系統(tǒng)與各氨冷器隔離第二章低溫甲醇洗

第一節(jié)簡介在原料氣凈化工藝中，無論采用哪一種原料和任何方法制得的合成原料氣，除含有氫、一氧化碳、二氧化碳以外，還含有其余相當(dāng)數(shù)量的組分均為合成反應(yīng)所不需要的各種雜質(zhì)，如：硫化物、氮化物、甲烷、氫氰酸、惰性氣體、煤焦油等。其中硫化物是合成觸媒的毒物，硫化物的危害主要有：使催化劑中毒、堵塞管道設(shè)備、腐蝕管道設(shè)備、污染溶劑、污染環(huán)境、降低產(chǎn)品質(zhì)量，因此，必須除去硫化物。俗稱為“脫硫”、“脫碳”工藝。第二節(jié)低溫甲醇洗和熱法NHD比較目前煤氣化制合成氣的凈化技術(shù)大都采用物理吸收法，物理吸收法又分為熱法和冷法。熱法中以NHD（聚乙二醇二甲醚）法為代表,目前銀川寧煤集團(tuán)、陜西神木集團(tuán)就采用的NHD生產(chǎn)甲醇,冷法是指低溫甲醇洗，目前在用的有渭河化工，內(nèi)蒙大化、哈氣化、天脊化工集團(tuán)公司等。冷法低溫甲醇洗和熱法NHD比較共分十個(gè)方面：

1、吸收能力和溶劑循環(huán)量

吸收等量的酸性氣體甲醇溶劑循環(huán)量小，甲醇對CO2的吸收能力是NHD溶液的4倍多，NHD工藝的再生熱耗也比低溫甲醇洗高得多。

2、有效氣體損失和凈化度比較

NHD工藝損失的H2大于低溫甲醇洗工藝；凈化度也低于甲醇洗，必須在NHD后增加精脫硫裝置。

3、再生溫度比較

NHD工藝再生消耗的蒸汽量大大高于低溫甲醇洗工藝，但操作及再生溫度較高，從而冰機(jī)耗電減少。4、溶劑熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性比較

NHD溶劑的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性均不如低溫甲醇洗工藝。5、溶劑起泡情況比較

NHD溶劑在生產(chǎn)中會出現(xiàn)起泡，一般要加入消泡劑，甲醇則不存在這個(gè)問題。

6、容積價(jià)格及來源比較

NHD溶劑價(jià)格遠(yuǎn)高于甲醇的價(jià)格，且來源受到極大限制。

7、溶劑傳熱傳質(zhì)性能比較

甲醇洗工藝傳熱傳質(zhì)性能更優(yōu)。

8、工藝技術(shù)的成熟可靠性

目前NHD低溫甲醇洗應(yīng)用的最大裝置為年產(chǎn)18萬噸合成氨裝置，甲醇洗則無限制。

9、投資

NHD在技術(shù)專有費(fèi)、總投資方面均低于低溫甲醇洗。

10、整體比較

綜合考慮各種因素，對于大型合成氨或甲醇裝置，低溫甲醇洗優(yōu)于NHD工藝。第三節(jié)

低溫甲醇洗工藝的發(fā)展和改進(jìn)林德和魯奇低溫甲醇洗的技術(shù)基礎(chǔ)都是采用冷甲醇作為溶劑脫除酸性氣體。但兩個(gè)專利商在工藝流程設(shè)計(jì)、設(shè)備設(shè)計(jì)和工程實(shí)施上各有特點(diǎn)。1.林德公司的低溫甲醇洗工藝特點(diǎn)：

●該工藝具有易于操作，生產(chǎn)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

●該工藝為一步法低溫甲醇洗工藝脫硫脫碳，其典型工藝是采用5塔流程，脫碳、脫硫分上下塔脫除，在一個(gè)塔內(nèi)完成。

●采用專有的高效繞管式換熱器，減少阻力，提高換熱效率，特別是多股物流的換熱，使工藝流程更為簡捷，節(jié)省占地便于集中布置，但繞管式換熱器需由專利商在國內(nèi)合資廠提供，且價(jià)錢昂貴。

●采用鍋爐給水洗滌變換氣中的NH3、HCN等，避免其進(jìn)入系統(tǒng)造成堵塞。

●在甲醇循環(huán)回路中設(shè)置甲醇過濾器，除去FeS、NiS等固體雜質(zhì)，防止其在系統(tǒng)中積累而堵塞設(shè)備和管道。

2.魯奇公司的低溫甲醇洗工藝特點(diǎn)：

●一步法低溫甲醇洗脫硫脫碳，采用典型6塔流程，脫硫脫碳分別在兩個(gè)吸收塔內(nèi)進(jìn)行。

●流程中除原料氣冷卻器外，其余換熱器采用列管式，在國內(nèi)均可制造。

●采用專有的高效塔盤，提高裝置的操作彈性?！裢ㄟ^對流程的優(yōu)化和合理設(shè)計(jì),新裝置的開工率和操作靈活性大大提高。

其次,通過采用新技術(shù),一方面,努力簡化流程另一方面,通過合理設(shè)計(jì)和選材,減少設(shè)備、材料費(fèi)用,使投資費(fèi)用大大下降。比如:設(shè)置預(yù)洗段以除去原料氣中的NH3、HCN等雜質(zhì)；定期排放含NH3、HCN高的富甲醇；在貧甲醇管線上增設(shè)過濾器；甲醇再生塔增設(shè)提濃段以增強(qiáng)系統(tǒng)除水能力；在半貧液中注入原料氣以抑制FeS、NiS的生成；通過提壓等措施使FeS和NiS在特定部位生成并除去等等。在設(shè)備方面也做了大量的改進(jìn):①采用浮閥或篩板塔代替原齒形泡罩和扁平泡罩。②改進(jìn)繞管式換熱器結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)其防堵性能和便于檢查、維修和清洗等.此外,低溫甲醇洗工藝還在減少環(huán)境污染、裝置大型化、生產(chǎn)安全、自動化控制等方面取得了顯著的進(jìn)步。其應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大。目前全球共有低溫甲醇洗裝置100多套,被用于合成氨、合成甲醇、城市煤氣、工業(yè)制氫等工藝中。20多年來,國內(nèi)對低溫甲醇洗技術(shù)表現(xiàn)出濃厚的興趣。1981年原化工部引進(jìn)林德公司的高壓力等級(8MPa)低溫甲醇洗專利技術(shù)(5塔流程),用于國內(nèi)當(dāng)時(shí)引進(jìn)的渣油制氨裝置(鎮(zhèn)海、寧夏);在第二批引進(jìn)的渣油制氨裝置(內(nèi)蒙、江西、蘭州、大連)中引進(jìn)了魯奇公司的中壓力等級(5MPa)低溫甲醇洗專利技術(shù)(6塔流程);在山西潞城的合成氨裝置中又引進(jìn)了低壓力等級(3MPa)低溫甲醇洗專利技術(shù)(9塔流程)。

低溫甲醇洗工藝的國產(chǎn)化包括技術(shù)國產(chǎn)化、設(shè)計(jì)國產(chǎn)化和設(shè)備國產(chǎn)化。為了實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,國內(nèi)有關(guān)部門進(jìn)行了不懈的努力,已取得了一定的成果:20世紀(jì)70年代末,蘭州設(shè)計(jì)院研究了該系統(tǒng)氣液平衡計(jì)算的數(shù)學(xué)模型并計(jì)算出了36個(gè)二元對的交互作用系數(shù);浙江大學(xué)和上?；ぱ芯吭荷钊氲匮芯苛烁黝悮怏w在低溫甲醇中的溶解度以及富CO2、H2S甲醇的物化性質(zhì),并測定了部分二元對的相平衡常數(shù),為進(jìn)行工藝計(jì)算奠定了基礎(chǔ);在中國石化總公司和蘭州設(shè)計(jì)院的組織下,大連理工大學(xué)經(jīng)過多年的不懈努力,完成了SAPROSS中的低溫甲醇洗系統(tǒng)計(jì)算軟件,該軟件在國內(nèi)幾家化肥廠低溫甲醇洗裝置的標(biāo)定、瓶頸分析、增產(chǎn)改造方案確定中發(fā)揮了很大的作用。3.大連理工大學(xué)低溫甲醇洗工藝

改進(jìn)后該技術(shù)采用六塔流程，與林德工藝相似，據(jù)介紹冷負(fù)荷和設(shè)備投資比林德工藝低10%。但冷量需求比林德工藝高。德州化肥廠國產(chǎn)化大氮肥、渭河化肥廠20萬噸甲醇等項(xiàng)目采用了該技術(shù)。神木40萬噸甲醇項(xiàng)目也采用了此技術(shù)，這是大連理工大學(xué)低溫甲醇洗工藝第一次工業(yè)放大到這個(gè)規(guī)模的裝置，無工業(yè)運(yùn)行業(yè)績。而我們新能源公司的裝置是化二院設(shè)計(jì)的9塔流程，在甲醇洗脫除酸性氣體的工藝中采用兩次氣提方法來除去甲醇中的COS

、H2S、CO2以得到貧甲醇。第一，在硫化氫濃縮塔二段通入一股低壓N2作為氣提介質(zhì)，降低CO2氣體的分壓，將大部分CO2在硫化氫濃縮塔中解吸，以回收冷量。第二，在甲醇熱再生塔中用甲醇蒸汽做為氣提介質(zhì)，將溶解于甲醇中的CO2、H2S、COS全部解吸出來，達(dá)到甲醇再生的目的。第四節(jié)甲醇的性能化學(xué)分子式：CH3OH分子量：32正常狀態(tài)下的沸點(diǎn)65℃熔點(diǎn)：-98℃閃點(diǎn)12.2℃自燃點(diǎn)在空氣中：473℃在氧氣中：461℃比重：20℃

0.7913能與水、乙醇、乙醚、苯、酮、等其他有機(jī)溶劑相混溶。遇熱、明火或氧化劑易著火。遇明火會爆炸。3.氣體在甲醇中的溶解度

由圖可見，低溫下H2S的溶解度幾乎是CO2的6倍，這樣就可以有選擇性的從原料氣中分別吸收CO2和H2S，同時(shí)通過解析閃蒸有可以分別加以回收。有如低溫下H2S、COS及CO2在甲醇中的溶解度與CO及H2相比，至少要大100倍，而比CH4大50倍。

因此，如果低溫甲醇洗工藝是按照脫除CO2設(shè)計(jì)的，則所有溶解度與CO2相當(dāng)或比CO2溶解度更大的氣體如C2H2、COS、H2S、NH3等及其他硫化物都將一起被脫除而原料氣中有用氣體損失很少，并且低溫下甲醇的蒸汽壓很小，這樣容積損失較少。4.不同氣體在甲醇中的溶解度

第五節(jié)、低溫甲醇洗的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)1.多效脫除性能：可以在一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)同時(shí)脫除H2S、CO2、輕油、ＨCN等，并在再生時(shí)分別處理，滿足副產(chǎn)CO2產(chǎn)品氣、H2S濃縮等要求。2.凈化度高：甲醇洗滌吸收H2S、CO2其凈化度高，經(jīng)過甲醇洗以后，出工段的H2S小于0.1PPm，CO2小于20PPm。3.溶液再生方式靈活，滿足不同工藝要求：低溫甲醇洗工藝可以吸收多種酸性氣體及雜質(zhì)組分，因而在再生時(shí)可以按照工藝要求及裝置公用工程條件采用不同的再生方法。CO2的解吸以減壓閃蒸、氮?dú)鈿馓岱绞綖橹?，再生過程分段進(jìn)行，以回收H2、CO,CH4等有效組分、副產(chǎn)高純度CO2產(chǎn)品氣等；H2S以減壓閃蒸、濃縮工藝、加壓氣提相結(jié)合的方式，既使溶液得以徹底再生，又使酸性尾氣中的H2S得到濃縮，既滿足了硫回收需要，又有利于環(huán)境保護(hù)；系統(tǒng)中帶入的水分則通過加熱精餾的方式予以除去；若原料氣中有輕油等雜質(zhì)則需要對其進(jìn)行預(yù)洗，并采用萃取、共沸等方法進(jìn)行再生處理。4.溶液吸收能力大、能耗低：由于甲醇對于CO2、H2S在低溫下具有優(yōu)越的吸收性能，吸收CO2能力與其它凈化方式相比較溶液的循環(huán)量是最低的，采用低溫甲醇洗工藝的溶液循環(huán)量只有NHD工藝的1/4左右，動力電量消耗將大大降低，節(jié)省成本。

５.在低溫下，甲醇粘度低，流動性好，可降低流動過程中的壓力損失，提高吸收塔的塔板效率。6.甲醇來源充足，價(jià)格比較便宜。7.甲醇可以再生，再生時(shí)熱量消耗小，動力消耗低，操作費(fèi)用低。8.甲醇對設(shè)備沒有腐蝕性，從長遠(yuǎn)上來看不但延長了設(shè)備的壽命，而且大大節(jié)約了成本。第六節(jié)、低溫甲醇洗的缺點(diǎn)1.甲醇毒性大，易燃、易爆、易中毒。誤飲了甲醇輕者損壞視覺系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)；重者可致死人命。甲醇在空氣中的允許濃度為50mg/m3。2.由于甲醇洗是在低溫高壓下進(jìn)行，對設(shè)備材質(zhì)的要求較高，投資費(fèi)用高。3.由于甲醇洗的特性和工藝特點(diǎn)，對動靜密封點(diǎn)的要求高，不得泄漏。第七節(jié).常用概念1.氣提原理氣提是物理過程，它用于破壞原氣液平衡而建立一種新的氣液平衡狀態(tài)，達(dá)到分離物質(zhì)的目的。如尿素生產(chǎn)中可采用CO2氣提法或氨氣提法來分解甲胺。2、吸收：

利用氣體在液體中溶解度差異而分離氣體混合物的操作叫吸收。吸收操作所用的液體叫溶劑，混合氣體中能溶解的組分叫溶質(zhì)，不能溶解的組分叫惰性氣體。物理吸收：如溶入溶劑中的氣體不與溶劑發(fā)生明顯的化學(xué)反應(yīng)，所進(jìn)行的操作為物理吸收?；瘜W(xué)吸收：如氣體溶解后與溶劑或提前溶于溶劑里的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)則稱為化學(xué)吸收。3.蒸餾:

是利用溶液中各組分蒸汽壓的差異（或沸點(diǎn)差異）使各組分得到分離的單元操作。即分離對象是均相溶液。蒸餾按操作方式分為簡單蒸餾、精餾和特殊精餾等。比如食鹽的蒸餾就是簡單蒸餾；甲醇水塔，甲醇精餾塔蒸餾就屬于精餾操作；恒沸精餾和萃取精餾就是特殊的精餾。4.萃取:

利用混合液各組分在溶劑中具有不同溶解度的特性，使混合液中欲分離的組分溶解于溶劑中，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。混合液中欲分離的組分叫溶質(zhì)，混合液中的溶劑叫原溶劑。

萃取操作要求：原溶劑和萃取劑應(yīng)不互溶，溶質(zhì)能很好地溶于萃取劑中。萃取操作是一種傳質(zhì)過程。

5.精餾原理:

精餾是利用物質(zhì)揮發(fā)性不同(沸點(diǎn)不同)而將兩種或兩種以上的物質(zhì)分離開的過程。

精餾過程在精餾塔內(nèi)完成，混合組分從塔中間某一塊塔板(進(jìn)料板)連續(xù)進(jìn)入塔內(nèi)，在進(jìn)料板以上，上升蒸汽中所含的重組分向液相傳遞，而回流液中的輕組分向氣相傳遞，這樣經(jīng)過足夠的塔板，在塔的上半部完成了上升蒸汽的精制，即除去其中的重組分，因而稱為精餾段。在進(jìn)料板以下，下降液體(包括回流液和加料中的液體)中的輕組分向氣相傳遞，上升蒸汽中的重組分向液相傳遞，這樣經(jīng)過足夠的塔板，在塔的下部完成了下降液體中重組分的提濃即提出了輕組分，因而稱為提餾段。一個(gè)完整的精餾塔應(yīng)包括精餾段和提餾段，進(jìn)料板是二者的分界。在這樣的塔內(nèi)可將一個(gè)雙組分混合物連續(xù)地,高純度地分為輕、重兩組分。

回流(包括塔頂?shù)囊合嗷亓髋c塔釜部分氣化造成的氣相回流)是精餾操作的重要因素．它是構(gòu)成氣、液兩相接觸傳質(zhì)的必要條件，沒有氣液兩相的接觸也就無從進(jìn)行物質(zhì)交換，就難以將混合物精餾而分離開.

第八節(jié)各塔工藝原理分部介紹1.粗煤氣凈化包括三個(gè)工藝步驟：分別在H2S吸收塔和CO2吸收塔內(nèi)完成；（1）在H2S吸收塔預(yù)洗段內(nèi)用來自脫碳塔底富CO2甲醇液脫除粗煤氣中的氣態(tài)輕油，不飽和的碳?xì)浠衔铮推渌^高沸點(diǎn)雜質(zhì)。防止帶入后系統(tǒng)影響吸收和精餾的操作，這符合有機(jī)溶劑相似相溶原理。

（2）在H2S吸收塔的主洗段內(nèi)用來自脫碳塔底的富CO2甲醇液加壓降溫后從塔頂噴淋而下與上升的粗煤氣逆向在浮閥塔盤上充分接觸，吸收氣體中的H2S;（3）脫碳塔：脫硫后的氣體從脫碳塔的底部進(jìn)入分別與塔頂來的-39℃的精甲醇在CO2吸收塔內(nèi)的脫除CO2(EO5Ⅱ)；塔中部40塊塔盤處來的-54℃主洗甲醇（CO2閃蒸塔Ⅳ）；以及第十塊處來的-35℃的粗洗甲醇（脫碳塔底部）逆向在浮閥塔盤充分接觸，吸收掉氣體中的CO2，使出口凈煤氣中CO2<=20PPM,H2S<=0.1PPM，送出界區(qū)。

這兩個(gè)吸收塔都是浮閥塔，內(nèi)設(shè)升氣塔盤，其工作原理是利用低溫加壓下CO2和H2S溶解度的差異較大，從而選擇性的從原料氣中分別加以吸收的原理。2.甲醇的再生同樣也是CO2、H2S的解析：包括三個(gè)工藝步驟：分別在CO2閃蒸塔和H2S濃縮塔及熱再生塔內(nèi)完成；（1）CO2閃蒸塔:26公斤的的甲醇富液經(jīng)-40℃氨冷器降溫到-34℃后在CO2閃蒸塔內(nèi)急劇減壓到7.9公斤以下，分別在Ⅰ段閃蒸出CH4、H2、CO為主的燃料氣，送往燃料氣總管；在Ⅱ，Ⅲ，Ⅳ段閃蒸出不同冷量級的CO2氣體經(jīng)冷量回收后送尾氣洗滌塔；（2)H2S濃縮塔:-55℃富硫甲醇經(jīng)04泵加壓到17.5公斤后分別進(jìn)入H2S濃縮塔Ⅰ段減壓閃蒸出以CH4,H2,CO為主的燃料氣并入燃料氣管網(wǎng)；進(jìn)入H2S濃縮塔Ⅱ段閃蒸出剩余的CO2,使含硫甲醇的濃度得到大幅度提高。

H2S濃縮塔和CO2閃蒸塔結(jié)構(gòu)上都是既有填料又有浮閥，既利于傳質(zhì)有增大了操作彈性，其原理均利用了保持-34℃的低溫以下再減壓閃蒸的手段，使溶解度小于H2S6.1倍的CO2提前解析這一原理。（3）熱再生塔(E613A05）從H2S濃縮塔Ⅱ段底部出來的-47℃富硫甲醇經(jīng)升壓換熱到78℃進(jìn)入熱再生塔Ⅰ、Ⅱ段減壓閃蒸，甲醇蒸汽氣提，精餾和底部加熱等工藝操作，使甲醇溶液中的H2S氣體大量解析出來送硫回收燃燒處理；再生后的無硫精甲醇繼續(xù)循環(huán)洗滌。熱再生塔的結(jié)構(gòu)Ⅰ段為填料塔，Ⅱ段為浮閥塔，底部設(shè)有加熱器，其工作原理是H2S和CO2的深度解析主要利用提高溫度，降低平衡分壓，使甲醇溶液得到再生。3.殘余甲醇的回收和石腦油的萃取分離：包括四個(gè)工藝步驟：分別在尾氣洗滌塔(E613A06)、預(yù)洗閃蒸塔和萃取槽(E613A07)、共沸塔(E613A08)、甲醇水塔(E613A09)（1）尾氣洗滌塔(E613A06)

來自E03/EO4塔頂?shù)腃O2尾氣進(jìn)入E06塔釜與逆流而下的40℃脫鹽水在塔盤上充分接觸，使尾氣中攜帶的甲醇被水洗滌下來分別送往E07Ⅰ段洗滌08塔來的不凝氣，另一股送往萃取槽的Ⅲ段混合室參加輕油的萃取。本塔的操作利用了甲醇能與水以任意比例互溶的特性。（2）預(yù)洗閃蒸塔(E07)和萃取槽（F11）從預(yù)洗閃蒸塔Ⅰ、Ⅱ段閃蒸出酸性氣體后的甲醇-水-輕油流入萃取槽的Ⅲ段混合室里，加熱充分混合后通過一個(gè)特殊分配器在萃取室進(jìn)行萃取分離、浮在上層的輕油被輸送到石腦油灌區(qū)；下層含少量輕油，H2S氣體的甲醇水溶液通過一個(gè)可調(diào)漏斗進(jìn)入甲醇水室。

預(yù)洗閃蒸塔的操作利用了減壓閃蒸的原理將預(yù)洗段來的甲醇液中的H2S回收到硫化氫濃縮塔內(nèi)；萃取槽的操作利用了甲醇與水可以以任意比例互溶的特性把甲醇從石腦油里萃取出來；有利用了油水不相互溶的特性完成了石腦油與甲醇的分離;（2）共沸塔(E613A08)

來自甲醇水室的混合液進(jìn)入共沸塔里，加熱到106℃，0.25MP的條件下，從塔底上升的不凝氣中含輕油，H2S，NH3,甲醇蒸汽經(jīng)共沸塔頂冷凝器冷凝，不凝氣從塔頂出去，冷凝液水和輕油分為兩股：一股作為共沸塔回流液逐板下移，另一股送萃取室進(jìn)行輕油的再回收。其作用是：

1）除高分子化合物

2）除氨和硫化氫

3）回收輕油，防止帶入甲醇水塔堵塞塔內(nèi)件。

4）塔底得到的甲醇水混合物送甲醇水塔脫水

共沸塔利用了106℃，0.25MP的條件下不凝氣<輕油<水的沸點(diǎn)的原理，分步分離。（2）甲醇水塔來自共沸塔的甲醇水溶液在甲醇水塔里進(jìn)行精餾操作，塔頂?shù)玫胶?lt;=0.2%的甲醇蒸汽送熱再生塔作為氣提氣回收利用，塔底廢水中甲醇含量<=0.1%經(jīng)換熱降溫到47℃后送往生化處理。設(shè)置甲醇水塔系統(tǒng)的目的一是處理甲醇溶液中所累積夾帶的水份，以免影響其洗滌CO2和H2S的效果；二是處理尾氣洗滌后含有甲醇的廢水，回收甲醇，降低其消耗并滿足環(huán)保要求。甲醇水塔利用了甲醇和水的沸點(diǎn)不同的原理使甲醇?xì)鈴乃斁s出來，廢水從塔低出來送往生化處理!

第九節(jié)

氨制冷一、氨的性質(zhì)氨，分子式NH3，分子量17。在常溫常壓下為無色，有強(qiáng)烈催淚性刺激氣味。氨的工業(yè)衛(wèi)生安全允許濃度為30mg/m3，標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為0.771kg/m3，沸點(diǎn)-33.4℃，熔點(diǎn)-77.7℃。20℃的液氨比重為0.667。

純氨對潤滑油無不良影響，但有水分時(shí)，會降低冷凍油的潤滑作用。純氨對鋼鐵無腐蝕作用，但當(dāng)氨中含有水分時(shí)將腐蝕銅和銅合金（磷青銅除外），故在氨制冷系統(tǒng)中對管道及閥件均不采用銅和銅合金。氨的蒸氣無色，有強(qiáng)烈的刺激臭味。

氨對人體有較大的毒性，當(dāng)氨液飛濺到皮膚上時(shí)會引起凍傷。當(dāng)空氣中氨蒸氣的容積達(dá)到0.5-0.6%時(shí)可引起爆炸。故機(jī)房內(nèi)空氣中氨的濃度不得超過0.02mg/L。氨在常溫下不易燃燒，但加熱至350℃時(shí)，則分解為氮和氫氣，氫氣于空氣中的氧氣混合后會發(fā)生爆炸。氣氨極易溶解于水，溶解時(shí)放出大量的熱，其水溶液叫氨水，呈弱堿性，易揮發(fā)。純凈的液氨或干燥的氨氣對大多數(shù)物質(zhì)無腐蝕作用，但在有水存在時(shí)會有嚴(yán)重的腐蝕性。常溫常壓下氨與空氣混合后，遇火爆炸極限為15.5~28%。

氨對人體的危害，主要是對上呼吸道的刺激和腐蝕，能刺激呼吸道的粘膜及人體潮濕部位。如液氨濺到眼睛可致失明。氨中毒輕者，會表現(xiàn)出流淚、咳嗽、喉痛、吞咽困難、聲音沙啞、頭痛、頭暈、以及無力等癥狀。重度病人，會出現(xiàn)毒性肺水腫，嚴(yán)重缺氧時(shí)會產(chǎn)生腦水腫，甚至危害生命

因氨中毒損害呼吸道和肺部組織后，不能使用人工呼吸，要立即把患者抬離毒區(qū)，注意保溫、檢查有無灼傷，注意清洗傷處及身體潮濕部位，并盡快送醫(yī)院搶救，液氨濺入眼睛，應(yīng)堅(jiān)持就地處理和自救的原則，立即分開眼瞼，使氨水流出，接著就地用水沖洗。皮膚灼傷，同樣用大量的水沖洗。第十節(jié)氨冷凍的理論基礎(chǔ)1、冷凍的基本原理任何熱機(jī)均有兩個(gè)熱源，一個(gè)高溫?zé)嵩?，一個(gè)低溫?zé)嵩础崃繌母邷卦磦鹘o熱機(jī)，從熱機(jī)還要傳遞給低溫?zé)嵩础＿@兩次之和即為熱機(jī)對外作的功。冷凍機(jī)是熱機(jī)的逆行，冷凍過程是要從低溫向高溫傳熱，此過程不能自發(fā)的運(yùn)行，因此必須加入外功來完成。以下是冷凍循環(huán)的流程示意圖，其流程中各個(gè)設(shè)備的作用是：壓縮機(jī)將低壓冷凍劑絕熱壓縮到高壓，在冷凝器中進(jìn)行等壓冷凝。液化后的高壓冷凍劑通過節(jié)流閥等焓膨脹后壓力降低，溫度進(jìn)一步降低，然后進(jìn)入蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器中冷凍劑液體從被冷凍介質(zhì)中吸收熱量而蒸發(fā)，再次回到壓縮機(jī)重復(fù)新的循環(huán)。