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工程管理前沿【2020年第01期】

  • ID:271612
  • 浏览:209
  • 学科:工程地质学
  • 更新时间:2020-03-29 19:34:41
  • 期刊: 工程管理前沿
内容简介
《工程管理前沿》杂志是由中国工程院主管,中国工程院、清华大学、高等教育出版社主办的建筑期刊。国际标准刊号:2095-7513,国内统一刊号:CN10-1205/N。《工程管理前沿》的办刊宗旨:依托建设领域高层权威信息背景,旨在做好政府领导决策的重要参谋;成为政策理论探讨的前沿阵地,积极探索和引导建设事业发展方向和改革实践;提供重大事件权威报道,深度阐释焦点话题,纵深调查热点事件,努力追求权威性、建设性、实用性和可读性风格;努力做大媒介传播平台,真诚为建设企事业单位服务,为中国建设事业和城市化发展服务,为广大读者开启一个探求知识的窗口。

煤化工中低温甲醇洗技术的运用

2019/8/9 15:17:00 工程地质学 冶文浩
资料简介

【摘要】: 现在无论是在煤制天然气中、煤制甲醇中还是在煤制合成氨等中,低温甲醇洗技术均得到了十分重要的应用。从长远来看,大力推广低温甲醇洗技术有利于实现煤化工行业的可持续发展。以下就联系实践经验来浅要谈谈煤化工中低温甲醇洗技术的运用,仅供参考。

煤化工中低温甲醇洗技术的运用

冶文浩

新疆庆华能源集团有限公司 新疆 835100

【摘要】:现在无论是在煤制天然气中、煤制甲醇中还是在煤制合成氨等中,低温甲醇洗技术均得到了十分重要的应用。从长远来看,大力推广低温甲醇洗技术有利于实现煤化工行业的可持续发展。以下就联系实践经验来浅要谈谈煤化工中低温甲醇洗技术的运用,仅供参考。

【关键词】:煤化工;低温甲醇洗;技术运用

引言

近年来,煤化工行业受环保形势影响严重,环境问题越来越被重视,一些技术落后、消耗高的小型煤化工装置陆续被淘汰,大型煤化工发展势头强劲,一些技术含量高、消耗低的高端技术被应用,低温甲醇洗工艺就是其中的一种,此技术对杂质气体的清除效果比较好。

1、低温甲醇洗工艺原理

低温甲醇洗装置用于脱除粗煤气中的CO2,H2S和有机硫、HCN、石油、水以及其它杂质,为液氮洗脱除CO,CH4创造条件。而甲醇吸收CO2,H2S是物理吸收。即:利用甲醇溶液对CO2,H2S能进行选择吸收的特性来脱除粗煤气中的CO2,H2S。

甲醇吸收CO2,H2S的原理符合硬、软酸碱理论。按此理论,酸碱反应的基本原则为:“硬亲硬、软亲软、软硬交界不分亲近”。

甲醇:CH3-OH是由甲基CH3+和轻基-OH-二个官能团组成的分子,而甲基是一软酸官能团,经基是一硬碱官能团。

H2S属于硬酸软碱类,CO2属于硬酸类。所以甲醇吸收H2S,CO2应是:

CH3-OH

︰︰

HSCO2

这也反应了甲醇既可吸收CO2又可吸收H2S之特性。

实验证明:甲醇对CO2,H2S,CO2有高的溶解度,而对H2,CH4,CO等溶解度小,说明甲醇有高的选择性,并且随着压力的升高和温度的降低,甲醇对H2S、CO2的溶解度将成数倍的增加。低温甲醇洗吸收酸性气体以及溶液再生、解吸回收有用气体的基础就是各种气体在甲醇中的溶解度不同,操作条件变化时溶解度也变化。

2煤化工中低温甲醇洗技术的运用

2.1粗煤气冷却和H2S吸收

粗煤气进入低温甲醇洗装置后,经两个热交换器(W-501和W-503)和两个氨冷器(W-502和W-504)冷却至-36℃。冷粗煤气进入H2S吸收塔K-501的预洗段,在此用来自甲醇冷却器W-506的1.61m3/h的冷甲醇洗涤。洗涤煤气后的甲醇收集于预洗段底部,然后送到预洗再生系统处理。粗煤气通过升气塔盘进入H2S吸收塔K-501的主洗段。在H2S吸收塔K-501的主洗段,粗煤气中的HZS/COS被来自CO2吸收塔K-502的富含CO2的甲醇脱除掉。洗涤后的煤气总硫含量大约为1.0ppm,含H2S/COS的甲醇富液收集于H2S吸收塔K-501的升气塔盘底部并送至H2S再吸收塔K-504。

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图1 粗煤气冷却和H2S吸收工艺流程简图

2.2CO2吸收和闪蒸再生

脱硫气经过CO2吸收塔K-502进一步净化处理,残余的硫化物被洗涤至0.1PPm总硫含量,CO2含量小于1PPm。离开CO2吸收塔的净化气送至液氮洗装置作进一步处理。

由于吸收热会导致K-502塔温度升高,为提高甲醇的吸收能力,将甲醇自塔盘上引出,在甲醇循环冷却器W-505中冷却至-40℃,之后,冷却了的甲醇送回塔内用于再吸收CO2。

富含CO2的甲醇富液收集于CO2吸收塔的底部并分成两股物流,一股甲醇送至CO2膨胀塔K-503以闪蒸再生,另一股甲醇经H2S吸收塔给料泵P-501和H2S吸收塔给料冷却器W-506进入HzS吸收塔K-501塔吸收H2S。

含有CO2和微量H2S,CO,H2和CH4的甲醇溶液离开CO2吸收塔K-502,进入CO2膨胀塔K-503进行三级减压闪蒸再生。再生后的甲醇一部分送入CO2吸收塔主洗段以脱除CO2。另一部分分别进入CO2膨胀塔K-503I段和再吸收塔K-504的顶部。

2.3H2S再吸收和热再生

离开H2S吸收塔K-501的甲醇溶液主要含有H2S.COS,CO2,CO,H2,CH4,这股含H2S富液在再吸收塔K-504中闪蒸再生,大量CO2闪蒸出来从塔顶排出,而H2S被甲醇吸收下来,送至热再生塔K-505顶部的热闪蒸段,在0.35Mpa(A)下闪蒸.H2S富闪蒸气再循环至H2S再吸收塔K-504第II段以富集硫化氢。

在热再生塔K-505第II段中,溶液中溶解的气体被热再生塔再沸器W-515产生的甲醇蒸汽气提出来。然后,自热再生段顶部出来的甲醇蒸汽/酸气混合气通过一系统的冷却、分离甲醇后,得到高浓度H2S气体(30%)又称为克劳斯气,经复热后送至界区克劳斯装置生产硫磺。

热再生塔K-505完全再生的甲醇经一系列热交换器冷却之后送至CO2吸收塔K-502的顶部。工艺流程简图如图2所示。

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图2 H2S再吸收和热再生工艺流程简图

2.4预洗再生

H2S吸收塔预洗段底部的石脑油和预洗甲醇分别进入萃取器B-502把甲醇中的石脑油萃取分离出来,然后甲醇水进入K-507共沸塔把甲醇水中微量石脑油分离掉。最终的甲醇水经K-508甲醇水精馏塔把甲醇和水分离,甲醇送入系统,废水送至界区作生化处理。工艺流程简图如图3。

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图3 石脑油脱除和甲醇水分离工艺流程简图

结语

综上所述,随着我国煤化工行业的迅速发展,我国的煤化工生产水平也正在突飞猛进地发展,而作为煤化工生产中的一项重要技术,低温甲醇洗技术有着极大的发展前景。目前低温甲醇洗技术已经在煤制天然气、煤制甲醇、煤制合成氨等中得到了十分广泛的应用,它的优势主要在于净化度高、选择性好以及容易再生,能够很好地解决酸性气体脱除问题。但在实际运用中,也依然存在着一些问题,所以低温甲醇洗技术未来的发展仍然任重而道远。

参考文献

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