低溫甲醇洗脫硫脫碳技術(shù)

低溫甲醇洗培訓(xùn)課件目錄一.脫碳（脫硫）的意義和技術(shù)簡介二.低溫甲醇洗工藝原理三.工藝流程圖簡述四.各個設(shè)備的工藝原理與操作五.工藝流程圖詳細敘述

六.低溫甲醇洗的主要設(shè)備原理七.工藝原理與常見操作分析八.常見故障分析與處理九.開停車操作十.三廢水處理

一、脫碳（脫硫）的意義和技術(shù)簡介在合成氨（包含合成甲醇和其他羰基合成、城市煤氣、工業(yè)制氫）生產(chǎn)過程中，經(jīng)變換后氣體中含有20~50%的CO2，它不僅會使氨合成催化劑中毒，而且給后工序清除少量一氧化碳的過程（精制）帶來困難。比如在甲烷化過程中，CO2過多消耗大量氫，又生成無用氣體甲烷;采用液氮洗滌法時，CO2固化為干冰，會堵塞設(shè)備和管道。此外，二氧化碳又是制造尿素、純堿、碳酸氫銨、干冰等產(chǎn)品的原料。習(xí)慣上把脫除氣體中二氧化碳的過程稱為“脫碳”。原料氣中的硫化物不僅能腐蝕設(shè)備和管道，而且能使催化劑中毒，脫除氣體中H2S、COS等硫化物的過程稱為“脫硫”。根據(jù)工藝的要求脫碳是將變換氣中的二氧化碳體積分數(shù)脫除到小于0.2％（合成氨工藝，甲醇工藝2~3％），獲得的合格氫、氮氣供給合成氨(或者甲醇)生產(chǎn)，還要將得到的濃度大于98.5％的二氧化碳供給尿素生產(chǎn)。脫碳的方法很多，根據(jù)吸附劑的分類，主要有溶液吸收法、和變壓吸附（PSA）法（物理吸收法，干法）。溶液吸收法中：根據(jù)所用吸收劑性質(zhì)的不同，可分為物理吸收法、化學(xué)吸收法和物理化學(xué)吸收法。

物理吸收法是利用二氧化碳比氫、氮在有機溶劑中的溶解度大的特性，除去原料氣中的CO2。常用的物理吸收方法有低溫甲醇洗法和碳酸丙烯酯法等。另外還有NHD(聚乙二醇二甲醚)法，而NHD(聚乙二醇二甲醚)法和碳酸丙烯酯法

(PC法)等應(yīng)用較少的方法。化學(xué)吸收法是利用二氧化碳是酸性氣體，能與堿性吸收劑進行化學(xué)反應(yīng)的特性將其吸收。常用的方法有氨水法、熱鉀堿法和乙醇胺法等。物理化學(xué)吸收法有改良MDEA(N-甲基二乙醇胺)法等。低溫甲醇洗工藝（Rectisol）是由德國的林德（LINDE）公司和魯奇公司（Lurgi）在20世紀50年代共同開發(fā)的一種氣體凈化工藝，林德公司第一個將其應(yīng)用于化肥廠凈化含硫變換氣，并回收CO2供合成尿素。德國林德（LINDE）公司低溫甲醇洗工藝。采用的是“一步法五塔流程”即流程中設(shè)置了五個塔。五個塔分別是：洗滌塔、CO2解析塔、H2S濃縮塔、熱再生塔、醇/水分離塔。該技術(shù)采用專利的繞管式換熱器，熱量回收效率高。國內(nèi)大連理工開發(fā)的流程類似。魯奇公司開始采用兩步法脫硫脫碳，在變換前脫硫，經(jīng)過變換后脫碳。變換處于脫硫和脫碳之間，原料氣熱而復(fù)冷，換熱次數(shù)多，能量損失大，設(shè)備數(shù)量多，流程較長，投資較高。魯奇低溫甲醇洗經(jīng)過優(yōu)化改進，目前開發(fā)出一步法7塔工藝，工藝流程如下：1、原料氣脫氨-脫氨塔，2、脫硫脫碳-吸收塔，3、有效氣再生-中壓閃蒸塔，4、酸氣濃縮-再吸收塔，5、甲醇再生—熱再生塔，6、甲醇脫水-甲醇水塔，7、尾氣脫醇-尾氣洗滌塔低溫甲醇洗工藝具有氣體凈化度高，選擇性好，氣體的脫硫和脫碳可在同一個塔內(nèi)分段、選擇性地進行。該工藝技術(shù)成熟，在工業(yè)上有著很好的應(yīng)用業(yè)績，被廣泛應(yīng)用于國內(nèi)外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤氣、工業(yè)制氫和天然氣脫硫等氣體凈化裝置中。在國內(nèi)以煤、渣油為原料建成的大型合成氨裝置中也大都采用低溫甲醇洗凈化技術(shù)。（主要是CO2分壓高，并配套有空分裝置，有多余的氮氣）雖然低溫甲醇洗工藝投資較高（含冰機投資），但與其它脫硫、脫碳工藝相比具有電耗低、蒸汽消耗低，溶劑價格便宜，操作費用低等優(yōu)點。特別是脫硫的凈化度高，對甲醇生產(chǎn)十分有利。另外和液氮洗精制工藝配套。低溫甲醇洗的基本原理：其原理是以拉烏爾定律和亨利定律為基礎(chǔ)，甲醇洗采用冷甲醇作為吸收劑，利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解吸收性大、而對H2和CO溶解吸收性小的物理特性，選擇性脫除原料氣中的酸性氣體。低溫甲醇洗吸收酸性氣體以及溶液再生，解吸回收有用氣體的基礎(chǔ)就是各種氣體在甲醇中的溶解度不同，操作條件變化（溫度和壓力）達到溶解度的變化。甲醇的性質(zhì)：甲醇是一種無色、易揮發(fā)、易燃的液體，有微弱的酒精味及輕微的刺激性氣味，它可與水互溶，甲醇是一種有毒物質(zhì)，甲醇是一種具有極性的有機溶劑?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不變質(zhì)，不腐蝕設(shè)備.

二、低溫甲醇洗工藝原理飽和蒸氣壓概念：我們知道，液體可以蒸發(fā)成氣體，氣體也可以凝結(jié)為液體。在一定的溫度下，二者可以達成平衡，即液體的蒸發(fā)速度等于蒸氣的凝結(jié)速度。達到這種平衡時，蒸氣有一定的壓力，這個壓力就叫做此液體的飽和蒸氣壓。蒸氣壓與溫度有關(guān)，溫度越高，分子具有的動能越大，蒸發(fā)速度越快，因而蒸氣壓越大。溶液的蒸氣壓除與溫度有關(guān)外，還與濃度有關(guān)。拉烏爾定律和亨利定律所描述的就是溶液蒸氣壓和濃度之間的關(guān)系,即研究氣液相平衡的關(guān)系。

拉烏爾定律：溶液中的蒸汽壓等于純?nèi)軇┑恼羝麎号c其摩爾分數(shù)的乘積，這就是拉烏爾定律。（一般適用于稀溶液的溶劑）

用數(shù)學(xué)公式表示為：P1=P*X1

式中P1是溶液中溶劑的蒸汽壓；P是純?nèi)軇┑恼羝麎?；x1是溶劑的摩爾質(zhì)量分數(shù)。亨利定律：在一定溫度和平衡狀態(tài)下，一種氣體在液體里的溶解度和該氣體的平衡分壓成正比，這就是亨利定律。是研究化工吸收過程的依據(jù)。（一般適用于稀溶液的溶質(zhì)）用數(shù)學(xué)公式表示為：P2=Kx*X2

式中X2──氣體溶質(zhì)在溶液中的摩爾質(zhì)量分數(shù)；

P2──該氣體的平衡分壓；

Kx──常數(shù)（亨利系數(shù)）。1.各種氣體在甲醇中的溶解度溶解度的定義：在一定的溫度下，溶質(zhì)在100克溶劑中達到溶解平衡時所溶解的克數(shù)。根據(jù)下述表1分析：H2S、CO2等酸性氣體甲醇中有較大的溶解能力，而H2、N2、CO溶解度甚微，另外在-40℃,H2S溶解度比CO2大6倍，這樣就由可能選擇性從原料中先脫除H2S、后脫除CO2，而在解吸時先解吸CO2后解吸H2S。不僅硫化氫在甲醇中的溶解度較二氧化碳的溶解度大，而且甲醇對硫化氫的吸收速度遠大于對二氧化碳的吸收速度。因此，當氣體中同時含有硫化氫和二氧化碳時，硫化氫首先被甲醇吸收。而在分級減壓再生時，二氧化碳首先解吸出來，因而可以分別獲得高濃度的二氧化碳和硫化氫。表1

表2、各種氣體的溶解度曲線2.各種氣體在甲醇中的溶解熱：根據(jù)各種氣體在甲醇中的溶解度數(shù)據(jù)，可以求得甲醇中的溶解熱：表2各氣體在甲醇中的溶解熱（KJ/MOL)

由表可見，H2S和CO2在甲醇中溶解熱不同，但其溶解度較大，在甲醇洗滌氣體過程中，溶劑的溫度有明顯的提高，為保證吸收效果，應(yīng)移走熱量。氣體H2SCO2COSCS2H2CH4溶解熱19.2416.9417.3627.613.823.353、吸收操作條件壓力影響：低溫甲醇洗是物理吸收，提高操作壓力可使氣相中CO2、H2S等酸性氣體分壓增大，增加吸收的推動力；壓力升高，CO2、H2S在甲醇中的溶解度增大，溶解度與壓力幾乎成正比關(guān)系從而減小吸收設(shè)備的尺寸，提高氣體的凈化度，同時也增加溶液的吸收能力，減少溶液循環(huán)量。例如：在操作溫度-36℃時，CO2分壓為1個大氣壓時溶解度為：23.7cm3CO2/g甲醇。CO2分壓為10個大氣壓時溶解度為：610.0cm3CO2/g甲醇。約為：23.7倍。但是，壓力若過高，就會使受壓設(shè)備投資增加，使有用氣體組分H2、N2等的溶解損失也增加。具體采用多大壓力，主要由原料氣組成、所要求的凈化度以及前后工序的壓力等來決定。比如，氣化爐壓力為6.5MPa，低溫甲醇洗的壓力約為5.8~6.0MPa。由以上的分析可知，增加壓力，降低溫度，可以增加二氧化碳在甲醇中的溶解度，降低甲醇的用量（循環(huán)量）。但操作壓力過高，對設(shè)備強度和材質(zhì)的要求也高。目前低溫甲醇洗滌法的操作壓力一般為20~80kgf/cm2.溫度影響：酸性氣體在甲醇中的溶解度隨著溫度降低而增大，尤其是從-30℃降到-60℃以下時，溶解度急劇增加，此外，甲醇的蒸汽分壓在常溫下很大，為了減少操作中甲醇損失，應(yīng)采用低溫吸收。由于甲醇的熔點低，而且在低溫時粘度不大，在-30℃約等于正常水的粘度，甲醇噴淋和流動都很好。因此，吸收溫度一般選擇為-70℃~-20℃。壓力確定后，吸收溫度與凈化氣的最終要求有關(guān)。例如：在CO2分壓（一個大氣壓，約為1kgf/cm2），-26℃時溶解度為：17.6cm3CO2/g甲醇。-60℃時溶解度為：68cm3CO2/g甲醇二氧化碳等氣體在甲醇中的溶解熱很大，因此在吸收過程中溶液溫度不斷升高，使吸收能力下降。為了維持吸收塔的操作溫度，在吸收大量二氧化碳的部位設(shè)有冷卻器，或?qū)⒓状既芤阂鏊膺M行冷卻。吸收過程中放出的熱量可以與再生時甲醇節(jié)流效應(yīng)的結(jié)果和氣體解吸時吸收的熱量相抵，使甲醇的溫度降低。由于不完全的再生和與周圍環(huán)境的換熱所造成的冷凍損失，可由氨冷器或其它冷源來補償。在低溫甲醇洗工藝流程中，影響吸收操作溫度的主要因素有：本系統(tǒng)的原料氣溫度及焓值，氣體的溶解熱，入塔溶液的溫度，外界環(huán)境的氣候條件等經(jīng)過低溫甲醇洗滌后，要求原料氣中二氧化碳含量小于20ppm，硫化氫含量小于1ppm。4、再生原理吸收二氧化碳等氣體的甲醇，在減壓、汽提、加熱條件下，解吸出所溶解的氣體，使甲醇得到再生，循環(huán)使用。在同一條件下，解吸出所溶解的氣體，使甲醇得到再生，循環(huán)使用。由于同一條件下，硫化氫在甲醇中的溶解度比二氧化碳大，而二氧化碳的溶解度又比氫、氮、一氧化碳等氣體大得多，因此用甲醇洗滌含有上述組分的混合氣體時，只有少量氫氮氣體被甲醇吸收。而采用分級減壓膨脹的方法再生時，氫氮氣體首先從甲醇中解吸出來，將其回收。然后適當控制再生壓力，使大量二氧化碳解吸出來而硫化氫仍舊留在溶液中，得到二氧化碳濃度大于98%的氣體，以滿足尿素生產(chǎn)的要求。最后再用減壓、汽提、蒸餾等方法使硫化氫解吸出來，得到硫化氫含量大于25%的氣體，送往硫磺回收工序。5、汽提原理汽提是物理過程，它用于破壞氣液平衡而建立一新的氣液平衡狀態(tài)，達到分離物質(zhì)的目的。例如，A是液體，B是氣體，B溶解于A中，達到氣液平衡狀態(tài)。氣相中主要以B的氣體為主（PB=P）,當加入汽提介質(zhì)C時，氣相中B的分壓降低（PB=P-PC），破壞了氣液平衡狀態(tài)，由于B物質(zhì)氣液相間壓差存在，B物質(zhì)就從液相向氣相擴散，達到一種新的氣液平衡狀態(tài)。通過調(diào)節(jié)汽提介質(zhì)的量來控制氣提程度，將A于B兩種物質(zhì)分離。如果要保證A，B的純度而不需要其它雜質(zhì)，則可采用A或B做汽提介質(zhì)，如尿素生產(chǎn)中可采用CO2汽提法或氨汽提法來分解甲胺。如果只得到A產(chǎn)品，B可以放空，則采用廉價易得的C產(chǎn)品作為汽提介質(zhì)。在甲醇洗脫除酸性氣體的工藝中采用兩次汽提法來除去甲醇中的CO2、H2S、COS以得到貧甲醇。第一，在硫化氫濃縮塔T3003底部通入一股低壓N2作為汽提介質(zhì)，降低CO2氣體的分壓，將大部分CO2在T3003塔中解吸，以回收冷量；第二，在甲醇再生塔中用甲醇蒸汽作為介質(zhì)，將溶解于甲醇中的CO2、H2S、COS全部解吸出來，達到甲醇再生的目的。為了向硫回收工段提供合格的H2S原料氣，用易于分離的甲醇蒸汽做汽提介質(zhì)，是比較合理的。三、工藝流程圖簡述甲醇洗滌二氧化碳的流程有兩種類型：一種是適用于單獨脫除氣體中的二氧化碳，或處理只含有少量硫化氫的氣體(魯奇兩步法工藝，兩段吸收兩段再生法)；另一種是適用于同時脫除含硫化氫和二氧化碳的原料氣，再生時可以分別得到高濃度的二氧化碳和硫化氫。(林德，大連理工一步法)我國以煤和渣油為原料的大型合成氨廠，采用低溫甲醇洗滌法同時脫除原料氣中的硫化物和二氧化碳，(林德，大連理工一步法）其工藝流程如圖所示：工藝流程簡圖解吸1.設(shè)置原料氣分離罐v3001的目的：為了分離在原料氣中的水，因為水會影響甲醇的吸收效果，另外還容易在吸收塔內(nèi)結(jié)冰2.吸收塔T3001設(shè)置段間冷卻器的目的：在甲醇吸收氣體過程中，塔內(nèi)的氣體會生成溶解熱，塔內(nèi)溶劑溫度會由明顯升高的現(xiàn)象，為了保證吸收效果，我們設(shè)置了段間冷卻器。

四.各個主要設(shè)備的工藝原理與操作3.CO2解吸塔T3002的工藝原理：CO2解吸塔的作用是讓CO2解吸出來，為尿素工段提供合格的CO2產(chǎn)品氣。由于在V3003、V3002的閃蒸和節(jié)流效應(yīng)（壓力突然降低，溫度也降低）解吸最好的操作是高溫、低壓（吸收的逆過程）由于考慮到H2S的溶解度和甲醇的溶劑蒸發(fā)的關(guān)系，工藝提供了低溫、高壓的操作方法。溶解在甲醇中的CO2在低壓下解吸收出來，成為CO2產(chǎn)品氣。4.H2S濃縮塔T3003的工藝原理：

T3003塔稱為H2S濃縮塔，也叫氣提塔，主要作用是利用氣提原理進一步解吸甲醇溶液中的CO2，濃縮甲醇溶液中的H2S，同時回收冷量。

富甲醇在低壓下解吸出溶解的酸性氣體，塔底通入低壓氮氣進行氣提。塔頂?shù)玫搅蚝窟_標的尾氣，H2S濃縮于塔底富甲醇溶液中。低溫、低壓下操作。5.T3003氣提原理：

氣提是在T3003內(nèi)進行的，即以惰性氣體吹洗溶劑，使溶劑中殘留的CO2、H2S等溶解的組分進一步降低，氣提過程實際上是吸收的逆過程，物料濃端在頂部，稀端在底部，根據(jù)亨利定律（在一定溫度和平衡狀態(tài)下，一種氣體在液體里的溶解度和該氣體的平衡分壓成正比）分壓（在氣體或液體的混合物，某以組分所具有的壓力等于該組分的濃度比例乘以系統(tǒng)的總壓力）的概念通入N2降低了CO2在氣相中的分壓，以降低液相中平衡時的CO2濃度,CO2得到了分離。6.T3004熱再生塔的工藝原理：目的：T3004內(nèi)進行的為精餾再生操作，富甲醇在熱再生塔內(nèi)進行精餾再生操作。塔底得到貧甲醇，塔頂?shù)玫剿嵝詺怏w。分離好換取決于塔內(nèi)再沸器提供的蒸汽量，氣提蒸汽量多，再生效果好。根據(jù)指標制定合適的回流比。高溫低壓下操作。7.T3005甲醇水分離塔的工藝原理：目的：T3005同樣通過精餾分離甲醇中的水，控制甲醇溶液中的水含量。塔頂為甲醇蒸汽，塔底為廢水排出系統(tǒng)。高溫低壓下操作。8.T3006尾氣洗滌塔工藝原理：目的：是使排放尾氣中的甲醇含量達到排放標準，使用脫鹽水洗滌尾氣。尾氣不合格的時候去火炬焚燒。五、工藝流程詳細敘述工藝流程分為：1.原料氣的預(yù)冷2.酸性氣體（CO2,H2S)吸收3.CO2解吸回收4.氫氣、CO的回收5.H2S的濃縮6.甲醇溶液熱再生7.甲醇水分離8.尾氣洗滌1、原料氣的預(yù)冷來自變換工段的5.8MPa(A),40℃變換氣進入本工段,與循環(huán)氣體混合,并在原料氣中注入防止結(jié)冰及形成水合物的貧甲醇后,氣體經(jīng)原料氣冷卻器(E3001)與洗滌塔出來的凈化氣（溫度：-66.50℃，壓力：5.2MPa）、CO2氣提塔塔頂出來的二氧化碳氣體（溫度：-32℃壓力：0.27MPa）和從H2S濃縮塔出來的尾氣（溫度：-51℃壓力：0.17MPa)換熱降溫(冷卻到-10℃)。經(jīng)水分離器（V3001）分離出冷凝的甲醇、水混合物(防止飽和水分在冷卻過程中結(jié)冰)，經(jīng)甲醇水分離塔給料加熱器（E3016）加熱后進入甲醇分離塔（T3005）中上部。2.酸性氣體（CO2,H2S）吸收

吸收塔T3001分為上塔和下塔兩個部分，共四段，上塔三段，下塔一段，下塔主要是用來脫除H2S和COS等硫化物，頂部洗滌甲醇為來自經(jīng)過甲醇再生塔再生后的貧甲醇罐V3004的貧甲醇。來自V3001的原料氣（溫度：-13.75℃壓力：5.5MPa）被至上而下的貧甲醇溶液進行洗滌，H2S等硫化物被吸收含量降低至0.1PPm，吸收過H2S的原料氣繼續(xù)向上進入洗滌CO2氣體，由于H2S等硫化物在甲醇中的溶解度比CO2高，而且在原料氣中H2S等硫化物含量壁CO2低的多，僅用上塔部吸收飽和了CO2的甲醇溶液總量的50%左右作為洗滌劑，此部分吸收硫化物的富硫甲醇（溫度：-10.66℃壓力：5.5MPa,）從塔底部排出依次經(jīng)過E3007(吸收塔底冷卻器）降溫到-27℃左右再經(jīng)過E3003(含硫甲醇氨冷器降溫至-32.95℃并且通過節(jié)流閥減壓到1.75MPa.然后進入含硫甲醇閃蒸罐V3002進行中壓閃蒸出可利用的CO、H2通過C3001循環(huán)氣壓縮機進行回收。上塔主要脫除原料氣中的CO2。經(jīng)下塔含硫富甲醇脫除硫化物后的原料氣，通過上升管進入吸收塔T3001上段，吸收CO2的溶解熱會導(dǎo)致甲醇溶液溫度上升，為了充分利用甲醇的吸收能力，減少甲醇流量，在設(shè)計上采用了分段操作，段間降溫的方法。甲醇吸收CO2產(chǎn)生的溶解熱一部分轉(zhuǎn)化為下游的溫升，另一部分被E3005(洗滌塔段間氨冷器）E3006(洗滌塔段間冷卻器）將溫升取走，保證低溫、高壓的操作條件。來自貧甲醇儲槽（V3004)的貧甲醇經(jīng)過P3004泵加壓后（溫度：-60℃壓力：6.03MPa)進入T3001的頂部。出上塔頂端的甲醇溶液，溫度上升至-10.68℃，經(jīng)過洗滌塔段間冷卻器E3006冷卻至-23.38℃進入上塔中段繼續(xù)吸收CO2;出中段的甲醇溶液溫度上升至-17℃，依次經(jīng)過E3005(洗滌塔段間氨冷器）、E3006（洗滌塔段間冷卻器）被冷卻至-30.19℃，進入上塔第三段繼續(xù)吸收CO2,溫度上升至-10.66℃出上塔，其中占總量50%的甲醇溶液，進入下塔作為洗滌H2S的洗滌劑，剩下部分依次在E3017、E3004降溫，溫度被降低到-32.95℃，被節(jié)流閥降壓至1.75MPa，進入V3003閃蒸罐進行中壓閃蒸分離。V3003分離出的氣體（溫度：-34℃,壓力：1.75MPa)與V3002罐頂氣體（溫度：-34.75℃,壓力：1.75MPa,氣相組成：CO2:60.93%H2:35.76%N2:0.42%CO:2.51%）混合與液氮洗循環(huán)氫一起由C3001循環(huán)氣壓縮機增壓后返回到原料氣中

3.CO2解吸CO2解吸塔T3002的主要作用是將含有CO2的甲醇溶液減壓，使其中溶解的二氧化碳解吸出來得到無硫的CO2產(chǎn)品，進T3002物料主要有3處：

(1)從V3002罐出來的含硫甲醇（溫度：-34.66℃壓力：1.75MPa)經(jīng)過減壓降溫后送入T3002塔中部甲醇（溫度：-52.42℃，壓力：0.35MPa)進入塔T3002中塔閃蒸分離，解吸出CO2。從T3002底部流出的甲醇溶液（溫度：-33.19℃、壓力：0.21MPa,氣相組成：CH3OH:0.27%CO2:95.6%H2S:4.1%,液相組成：CH3OH:91.4%CO2:7.72%H2S:0.74%)，送往T3003下塔上部。（2）從無硫富液閃蒸罐V3003底部富含CO2的無硫半貧液，經(jīng)過減壓到0.22MPa，溫度為-54.6℃,進入到CO2解吸塔T3002的上段進行閃蒸分離，解吸出CO2。從上塔底部流出的閃蒸后的甲醇溶液，一部分流至T3002中段的頂部，作為對下塔上升氣的再洗滌；剩下部分減壓至0.07MPa，溫度降低為-65.8℃送至H2S濃縮塔作為洗滌液。(3)出T3003上塔底部的甲醇溶液（溫度：-65.7℃，壓力：0.21MPa)，經(jīng)出料泵P3001加壓至0.58MPa后，依次經(jīng)過E3008、E3006溫度上升至-36.5℃，在壓力0.27MPa進入循環(huán)甲醇閃蒸罐V3007進行閃蒸。從V3007頂部出來的氣體（溫度：-35.28℃，壓力：0.34MPa）直接進入T3002的下段。自V3007底部的閃蒸甲醇溶液（溫度：-27.59℃，壓力：0.34MPa)經(jīng)閃蒸泵P3002加壓至0.34MPa，經(jīng)過E3007換熱，溫度上升至-28℃,進入T3002塔底進一步解吸溶解的CO2。（4）出T3002頂部的CO2產(chǎn)品氣溫度為-54.54℃

，壓力為0.22MPa依次經(jīng)E3003,E3001換熱后溫度上升至9.9℃

，經(jīng)過洗滌塔洗滌甲醇后，進入尿素裝置或者直接放空。4、氫氣的回收：為了回收溶解在V3002、V3003甲醇溶液中的H2、N2、和CO等有用的氣體，同時H2存在甲醇中CO2的溶解度會減少，影響吸收效率，以保證原料氣和CO2產(chǎn)品氣的純度，流程中設(shè)置了中間（減壓）解吸過程即閃蒸過程，無硫富甲醇閃蒸罐（V3003）閃蒸出來的閃蒸氣，在含硫富甲醇閃蒸罐V3002的頂部，與V3002中閃蒸出來的氣體匯合，經(jīng)過循環(huán)氣壓縮機C3001加壓至7.8MPa，然后經(jīng)過水冷器E3002冷卻至71.6℃后送至原料氣冷卻器E3001前匯入本工段的變換氣中。注意:當C3001C出現(xiàn)故障時送至火炬。5.H2S濃縮T3003稱為H2S濃縮塔，也叫氣提塔，主要作用是利用氣體原理進一步解吸甲醇溶液中的CO2，濃縮甲醇溶液中的H2S，同時回收冷量，進入T3003的物料主要有以下部分。（1）來自T3002上段積液盤的CO2未解吸完全的無硫半貧甲醇溶液，經(jīng)減壓后進入T3003頂部，作為洗滌液，以洗滌從下部溶液中解吸出來的氣體中的H2S，使塔頂H2S含量低于7PPm，達到排放標準。(2)來自T3002中段積液盤上含有CO2及少量H2S的甲醇溶液，經(jīng)過減壓后進入T3003上段。在系統(tǒng)負荷低于70%時，為保證能生產(chǎn)足夠尿素所需要的CO2，此股甲醇直接進入上段的積液盤處。（3）T3002底部含有H2S甲醇溶液，經(jīng)過減壓后進入T3003下段頂部，進行濃縮H2S解吸CO2。（4）來自H2S氣液分離罐的V3005底部富含H2S的甲醇溶液在溫度-35.4，壓力：0.3MPa下進入T3003下段底部。（5）為了提高T3003底部甲醇溶液H2S含量，保證出系統(tǒng)的酸性氣體中H2S含量滿足硫回收的要求，從出V3005的酸性氣體中引出一股流量約占總量26.8%酸性氣體，在溫度-33℃，壓力0.3MPa的狀態(tài)下回流至T3003下塔塔板上。（6）為了使T3003的甲醇溶液中的CO2進一步解吸，濃縮H2S，用空分來的低壓氮氣導(dǎo)入T3003下部作為氣提介質(zhì)，用以降低氣相中CO2的分壓，使CO2進一步解吸出來。氣提氮氣的溫度為41.0℃,壓力為0.13MPa。出T3003塔H2S濃縮塔的尾氣基本上不含硫，溫度為-63℃，壓力為：0.13MPa，經(jīng)原料氣冷卻器E3001冷量回收，溫度上升至28℃與來自CO2氣提塔（T3002）的CO2氣一起進入尾氣洗滌塔（T3006）進一步由脫鹽水洗去其中含有的微量甲醇和H2S，或者直接放空。出T3003塔上段的積液盤的甲醇溶液，經(jīng)泵P3001加壓后送往前面的系統(tǒng)回收冷量后經(jīng)過P3002加壓進入T3002底部解吸收所含的CO2，然后依靠壓力差進入T3003底部，完成小循環(huán)。6.甲醇溶液的熱再生出T3003塔下段底部濃縮后的甲醇溶液，溫度為-48.7℃，壓力為0.13MPa，經(jīng)T3003塔底泵P3003加壓至1.2MPa后，首先進入甲醇過濾器S3002，除去固體雜質(zhì)后，經(jīng)過E30092#貧甲醇冷卻器，進入E3010（熱再生進料加熱器）加熱后溫度上升至88℃，在1.01MPa下進入T3004中部塔板上，進行熱再生，將其中含有硫化物和殘留的CO2解吸出來。出T3004塔頂部含有H2S的酸性氣體溫度為87.12℃，壓力為0.32MPa，經(jīng)甲醇冷凝器E3012冷卻至43.0℃后進入回流液分離罐V3006進行氣液分離。出V3006底部的甲醇溶液，經(jīng)回流泵P3006加壓至0.4MPa后返回T3004塔頂部作為回流液。出V3006頂部的氣體，依次進入E3014

(

H2S餾分換熱器）、E3013(氨冷器）溫度降低至-33.0℃，然后進入H2S硫分離罐V3005進行氣液分離，分離的甲醇送至T3003底部，分離的酸性氣體，部分送入T3003下段塔板上，以提高H2S濃度，部分送往硫回收裝置。來自甲醇水分離塔T3005頂部的甲醇蒸汽，直接進入T3004中部塔板上，此股甲醇蒸汽所帶熱量充分在T3004中被利用。T3004塔底部設(shè)置有熱再生塔再沸器E3011,利用低壓飽和蒸汽作為熱源，為甲醇再生提供熱源。從T3004塔底部出來的貧甲醇，經(jīng)熱再生塔底泵P3005泵加壓，經(jīng)過S3003過濾，除去固體顆粒，然后經(jīng)過E3010換熱后進入甲醇儲槽V3004，另外一部分進入T3005（甲醇/水分離塔）作為回流液。收集在V3004（甲醇儲槽）中的貧甲醇，經(jīng)貧甲醇泵P3004加壓后，經(jīng)過E3018(水冷器）一部分噴淋入E3001前原料氣，另一部分經(jīng)過E3009(2#貧甲醇冷卻器）、E3008(3#貧甲醇冷卻器）進入T3001（吸收塔頂部作為吸收劑）

7.甲醇水分離

出V3001（水分離器）的甲醇水混合物溫度-13℃，壓力~5.5MPa，經(jīng)過過濾器除去固體顆粒雜質(zhì)后，進入E3016被加熱至71.1℃，經(jīng)過減壓至0.6MPa后進入V3009，V3009塔頂氣體（溫度：48.26℃壓力：0.6MPa）進入T3005上段或進入T3003下段,罐底液體進入T3005下部塔板上，進行分離甲醇。來自T3004底部的部分貧甲醇經(jīng)過冷卻后進入T3005頂部作回流液。在T3005底部設(shè)有再沸器E3015,利用低壓飽和蒸汽提供熱量。出T3005頂部的甲醇蒸汽溫度為99.7℃,壓力0.25MPa直接進入T3004中部塔板上。出T3005底部的廢水，溫度為141℃壓力為0.28MPa甲醇含量標準的廢水經(jīng)E3019進入廢水處理來自T3006（尾氣洗滌塔）的洗滌液經(jīng)過E3019換熱后進入T3005塔中部，分離甲醇后，排入廢水處理。來自克勞斯硫回收的加氫尾氣進入H2S濃縮塔（T3003）的底部。為了收集排放甲醇，配置有甲醇排污系統(tǒng)。各個管將所有導(dǎo)淋排放甲醇的設(shè)備連接到總排入放甲醇槽（V3008）。配置的污甲醇泵（P3007）可將排放甲醇送入甲醇水分離塔（T3005）。六.低溫甲醇洗的主要設(shè)備原理

附：主要設(shè)備型號規(guī)格根據(jù)目前低溫甲醇洗裝置的生產(chǎn)經(jīng)驗，甲醇洗滌塔、CO2氣提塔、H2S濃縮塔和甲醇再生塔采用浮閥塔，浮閥選用高效的導(dǎo)向浮閥。甲醇水分離塔采用篩板塔。其主要設(shè)備的主要規(guī)格如下（50萬噸/年甲醇裝置）：甲醇洗滌塔（T3001），塔徑：Ф3000/3800mm，塔高：～67500mm，塔型：導(dǎo)向浮閥塔，塔板數(shù)n=81，塔頂有不銹鋼絲網(wǎng)除沫器，直徑為1600mm，主要材質(zhì)：殼體為SA203Gr.E，內(nèi)件為不銹鋼CO2氣提塔（T3002）塔徑：Ф2800mm，塔高：～57000mm，塔型：導(dǎo)向浮閥塔，塔板數(shù)n=56，塔頂有不銹鋼絲網(wǎng)除沫器，直徑為2000mm，主要材質(zhì)：殼體為SA203Gr.E，內(nèi)件為不銹鋼H2S濃縮塔（T3003）塔徑：Ф4200mm，塔高：～48800mm，塔型：導(dǎo)向浮閥塔，塔板數(shù)n=73，塔頂有不銹鋼絲網(wǎng)除沫器，直徑為2600mm，主要材質(zhì)：殼體為SA203Gr.E，內(nèi)件為不銹鋼甲醇再生塔（T3004）塔徑：Ф3600/Ф4600mm，塔高：～29310mm塔型：導(dǎo)向浮閥塔，塔板數(shù)n=30，主要材質(zhì)：殼體為16MnR，內(nèi)件為不銹鋼甲醇水分離塔（T3005）塔徑：Ф1600mm，塔高：～26935mm，塔型：篩板塔，塔板數(shù)n=51，主要材質(zhì)：殼體為16MnR，內(nèi)件為不銹鋼七、工藝原理與常見操作分析

1、凈化過程中溶劑的損失凈化過程中甲醇溶劑損失主要是甲醇的揮發(fā)，在常溫下甲醇的蒸汽壓很大。即使氣體中揮發(fā)出來的甲醇溶劑很少，但由于處理氣量很大，溶劑損失還是可觀的，在實際生產(chǎn)中采用低溫吸收，以減少操作的溶劑損失。2、吸收塔T3001上段為什么要設(shè)置吸收CO2、下塔為什么吸收H2S?①在相同條件下H2S的吸收速率約為CO2吸收速率的10倍②H2S相對CO2在混合氣體中含量較?、墼诘蜏?、高壓下H2S比CO2溶解度大6倍，吸收過CO2一半的富甲醇就可以再吸收H2S。④CO2是控制因素。吸收操作采用低溫、高壓3、中壓閃蒸出H2、CO目的：為了回收溶解在甲醇溶液中的H2和CO等有效的氣體，同時H2、CO、H20在甲醇中，CO2、H2S的溶解度將減少，影響原料氣的吸收4、影響吸收操作的因素有哪些？（1）氣流速度（2）汽/液比（3）溫度（4）壓力（5）吸收劑純度5、吸收率：吸收效果的好壞可以用吸收率表示，在氣體吸收過程中，吸收質(zhì)被吸收的量與其原在惰性氣體中的含量之比稱為吸收率。6、如何提高塔板效率（1）控制合適的汽液比

（2）塔板的水平度要合乎要求

（3）塔板無漏液現(xiàn)象

（4）吸收劑純度高，不發(fā)泡

（5）塔板上無臟物、垢物、保證液層厚度7、影響精餾操作的因素是什么？

（1）塔底要有能產(chǎn)生蒸汽的再沸器，即保證塔底溫度，

（2）物料平衡和塔頂回流比的影響，（3）進料量、進料組成與進料熱狀況，進料點要合適，以保證以上兩點的控制

（4）壓力要保持一定8.保證塔頂純度的方法：（1）增大的回流液

（2）將含有較多難揮發(fā)組份的流體通入塔的下部，塔頂最好采用含有較少難揮發(fā)組份的流體作為回流液。9.變化氣進入原料器預(yù)冷器前為什么要噴淋甲醇因為原料器預(yù)冷器在低溫下操作，若變化氣直接進入原料器預(yù)冷器被冷卻后，所帶的飽和水蒸氣就會冷凝而析出水，水結(jié)冰將堵塞設(shè)備及管道。噴淋甲醇可捕集水份并降低水的冰點，這樣可避免水結(jié)冰堵塞氣體通道。10.除沫器具有什么作用：除沫器液是分離器的一種，它主要是將氣體中夾帶的液體分離下來，防止污染氣體及造成液體流失量過大。

T3001\02\03頂裝有除沫器

T3001、T3002出塔氣體中對液體的夾帶有極嚴格的要求，氣體中若帶甲醇過多，將對后工序產(chǎn)生極不良的影響。11.能引起T3001頂出來的工藝氣中CO2超標的因素：（1）甲醇循環(huán)量過?。?）去T3001的貧甲醇溫度過高（3）甲醇再生塔再生效果不好（4）甲醇吸收能力低（5）工藝氣量劇烈波動12.甲醇洗滌塔塔壓差增大可能是由哪些原因造成的：（1）貧甲醇流量過大（2）貧甲醇的溫度過低，使液體的重度增大，造成塔差增大（3）氣體流速過?。?）下塔流量過大（5）段間冷卻器堵塞（或流動不暢）造成泛塔。13.H2S濃縮塔氣體氮管線設(shè)計成倒“U”型管的目的:防止甲醇液倒流入氣提氮管線.14.H2S濃縮塔T3003底通氣提氮的作用是什么？過大或過小會造成什么結(jié)果？若H2S濃縮塔底液位高于氣提管線，則將產(chǎn)生液擊現(xiàn)象不僅容易振壞設(shè)備，而且氣提氮帶液沖擊塔板，容易使塔板變形或掀翻。另外，停車時H2S濃縮塔底液位過高，甲醇容易順氣提管線倒流。所以停車時一定要保證H2S濃縮塔底液位盡量低。15.為什么甲醇洗停氣后在甲醇循環(huán)不停的情況下，氣提氮不停?因為停氣后冷區(qū)的甲醇中仍含有大量的CO2，若停氣氮則大量的CO2帶到甲醇再生塔，將造成甲醇再生塔超壓，使憑甲醇泵打量大幅度下降H2S濃縮塔液位急劇上漲。

八.常見故障分析與處理

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施1.T3001塔壓差高1.循環(huán)甲醇流量過大2.貧甲醇溫度過低，密度大3.變換氣流量大4.E3005\E3006堵塞、流動不暢5.上塔回流甲醇流量過大6.塔板堵塞或者結(jié)垢嚴重7.塔頂絲網(wǎng)除膜器堵1.檢查進塔原料氣量、洗滌甲醇量2.適當增加貧甲醇溫度在控制指標內(nèi)3.適當減少負荷運行4。檢查段間冷卻器罐堵塞情況，嚴重時停車處理5.適當調(diào)節(jié)回流甲醇量6.加強循環(huán)甲醇的過濾7.塔板堵塞嚴重時停車處理

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施2.凈化氣中CO2微量超標1.循環(huán)甲醇流量偏??；2.系統(tǒng)冷量不平衡，進入T3001貧甲醇溫度偏高；3.甲醇吸收能力下降（

T3004再生效果差，循環(huán)甲醇中水分超標，循環(huán)甲醇太臟）4.負荷（原料氣流量）波動大5.中間冷卻器效果差7.負荷過大1.根據(jù)工藝氣體流量調(diào)節(jié)循環(huán)甲醇量。二者必須匹配。2.調(diào)整系統(tǒng)冷量平衡，進塔貧甲醇溫度必須達標。3.調(diào)整T3004的操作，甲醇生成必須完全。4.加強循環(huán)甲醇水含量的監(jiān)控控制。5.加強循環(huán)甲醇過濾6。適當調(diào)整負荷7.檢查中間冷卻的效果9.控制好系統(tǒng)液位。

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施3.T3001下塔的液位異常1.系統(tǒng)負荷波動大2.下塔洗滌甲醇流量異常3.液位控制回路故障1.穩(wěn)定系統(tǒng)負荷2.檢查下塔洗滌塔流量控制回路；3.檢查液位控制回路

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施4.E3005的殼程液位異常1.E3005的液位控制失靈2.氨冷系統(tǒng)故障1.在系統(tǒng)冷量不足時，可以適當提高E3005殼體的液體，但不能盲目提高。2.檢查氨冷系統(tǒng)的運行3.聯(lián)系儀表檢查液位控制回路

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施5.E3006殼程出口的甲醇溶液溫度偏底（制冷效果差）1.E3006殼體內(nèi)有氣體殘留，換熱器面積減少。2.E3006殼體內(nèi)換熱表面結(jié)垢或堵塞嚴重。1.定期對E3006殼體排氣。2.檢查進出E3006各股物料。3.適當降低系統(tǒng)負荷4.停車期間對E3006進行清理。

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施6.CO2產(chǎn)品氣質(zhì)量不合格1.貧甲醇中硫含量超標2.脫硫段甲醇量偏小，T3001下塔上升氣中硫含量超標；3.T3002中甲醇流量小，不能滿足下塔上升氣體的洗滌。4.循環(huán)甲醇氨含量過高5.T3002操作失調(diào)，出塔頂氣夾帶甲醇。6.V3002、V3003操作失常7.變換氣中CH4含量偏高沒有及時調(diào)整。1.強化T3004操作，嚴格控制貧甲醇流量；2.確保脫硫段甲醇流量，滿足吸收硫化物的要求。3.加強系統(tǒng)氨含量的檢測4.確保T3002中段甲醇量足夠，滿足對下塔上升氣的再洗滌要求。5.穩(wěn)定T3002的操作6.穩(wěn)定V3002\V3003操作7.及時調(diào)成CH4含量

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施7.出T3003尾氣H2SCH3OH含量超標1.進入T3003塔頂?shù)臒o硫甲醇流量偏低2.氣提氮氣流量過大3.T3003壓力控制過低4.塔頂除沫器損壞1.檢查T3002上段液位控制回路2.檢查氣提氮流量，適當調(diào)整3.穩(wěn)定T3003壓力在正常下范圍內(nèi)4.停車更換除沫器

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施8.T3004壓差高1.循環(huán)甲醇太臟2.塔板結(jié)垢或者堵塞嚴重1.加強循環(huán)甲醇的過濾2.停車檢查塔內(nèi)情況，進行清理

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施9.去COS脫硫酸性氣體中H2S含量偏低1.T3003濃縮效果差2.E3001原料氣溫度過低。3.E3012\E3013的冷卻效果差。4.提濃H2S的N2流量偏小5.原料氣中H2S含量底1.調(diào)整T3003的操作。保證提濃效果。2.提高E3001原料氣的問題。3.檢查E3012/E3013的運行情況4.適當調(diào)整氣提N2流量5.根據(jù)原料氣的H2S情況適當調(diào)整操作參數(shù)。

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施10.循環(huán)甲醇水含量高1.V3001氣液分離效果差。2.T3005脫水效果差3.原料氣帶水嚴重4.補充甲醇水含量高1.適當降低進T3001原料氣的溫度。2.加強變換工段的操作，防止變換氣帶水，3.適當調(diào)整T3005的操作，保證良好的脫水效果。4加強V3001的操作，防止水被帶入T3001

事故現(xiàn)象

原因分析

處理措施11.氨冷器冷卻效果差1.液位控制過低2.液氨帶油嚴重3.換熱管結(jié)垢或堵塞嚴重1.適當調(diào)整液位2.加強冷凍系統(tǒng)的操作，減少帶油。3.必要時，通過倒淋進行排油操作。4.停車進行清理。

冷量的控制：冷量是低溫甲醇洗中最重要的控制因素：尾氣中H2S超標的控制原則九、開停車操作-開車示意圖九、開停車操作-開車1.關(guān)于原始開車的敘述（一）原始開車（大修后的開車）當系統(tǒng)具備了開車條件、準備工作完成。且氮氣置換合格后，開車的簡要步驟：1.系統(tǒng)隔離確認系統(tǒng)內(nèi)所有的閥門處理關(guān)閉狀態(tài)，所有的盲板位置正確，所有聯(lián)鎖復(fù)位狀態(tài)2.系統(tǒng)置換與充壓用氮氣置換系統(tǒng)，分別排放氣中的氧含量小于1%，然后分別打開T3001、V3002、V3003、T3002、T3003、T3004、T3005和V3004沖壓，并保持在規(guī)定的壓力。3.系統(tǒng)充甲醇將V3004貧甲醇，通過系統(tǒng)內(nèi)的各個泵建立在T3001、

V3002、V3007、T3002、T3004和V3003的循環(huán)、并建立設(shè)備內(nèi)的液位。4.投用水冷器E3002\E3012\E30185.系統(tǒng)冷卻：當甲醇循環(huán)量達到正常循環(huán)量的50%，同時需打開氨冷器出口閥，逐漸增加甲醇，使冷量均勻分布在整個冷區(qū)，直至進入3001的甲醇溫度降到工藝指標下（-25OC)6.投用甲醇再生塔T30047.投用甲醇/水分離塔T30058.投用貧淋甲醇、氣提