完整word版低温甲醇洗讲义Word下载.docx
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再生热耗既比物理吸收法高又比化学吸收法低.比如改良MDEA法，该工艺采用甲基二乙醇胺（MDEA）溶液中加入二种有机胺复合活化剂组成多胺溶液,因此又叫多胺法。
对二氧化碳具有物理吸收和化学吸收双重性能，热耗低,净化度高，对含硫气体能顺带脱除无机硫，同时又对有机硫起水解作用，脱硫达到1ppm，脱碳到达100—1000ppm,对碳钢基本不腐蚀。
2．干法脱碳
干法脱碳即变压吸附技术。
二、低温甲醇洗基本原理
低温甲醇洗技术是20世纪50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的脱除原料气体中酸性气体的一种方法。
1954年首先用于南非加压煤气化中,后相继用于城市煤气中的硫化物、轻质油、CO2及水分的脱除中。
后随着渣油气化及煤气化的发展，低温甲醇洗得到了广泛的应用.
基本原理就是采用冷甲醇来作为吸收剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度较大的物理特性，脱除原料气中的酸性气体。
1．各种气体在甲醇中的溶解度
低温甲醇洗是典型的物理吸收过程,高压低温有利于吸收.降低温度，对不同的气体溶解度增加的并不相同。
当温度从20℃降低至—40℃时，CO2的溶解度约增加6倍，H2S增加更多，而H2、CO及CH4等的溶解度在温度降低时增加很小。
由于甲醇为极性分子，因此有极性的物质溶解度大.比如，在-40℃——50℃时，H2S的溶解度约是CO2的6倍，即意味着可以选择性的先脱硫，解析时可以先解析CO2。
低温甲醇洗的操作温度在—30℃——70℃，各种气体在-40℃甲醇溶液的相对溶解度如下表:
气体
气体的相对溶解度
H2的溶解度
CO2的溶解度
H2S
COS
CO2
CH4
CO
N2
H2
2540
1555
430
12
5。
2.6
1。
9
3.6
1.0
不同温度，不同分压下H2S的溶解度，m3/吨甲醇
H2S平衡分压kPa
0℃
—25。
6℃
-50℃
-78。
5℃
6。
67
13。
33
20.00
26.66
40。
00
53。
2。
4
4。
8
7.2
9.7
14。
20
5.7
11。
2
16.5
21.8
33.0
45。
16.8
32。
48.0
65.6
99.6
135。
76.4
155.0
240。
100%溶解
不同温度,不同分压下CO2的溶解度，m3/吨甲醇
CO2平衡分压MPa
—26℃
-36℃
—45℃
-60℃
0.101
0.304
0。
405
0.507
0.709
831
912
166
317
52
1.621
17。
6
56
77
106
155
192
223
343
468
1142
100％溶解
23.7
77.4
113
150
262
355
444
85。
117
174
250
570
68
321
960.7
（平衡分压0。
405为50%溶解，0。
42为100%）
当混合气体中含有H2气时，CO2溶解度有所下降.
—45℃下混氢气体30%CO2下溶解度比较：
总压MPa
混氢溶解度
纯CO2溶解度
1
1.5
2.5
3
115。
196。
301。
514.7
989。
117。
206
362
754
—-—
当甲醇中含有水分时，也会使CO2的溶解度降低。
2．各种气体在甲醇中的溶解热
根据各种气体在甲醇中的溶解度数据，可求得在甲醇中的溶解热。
各种气体在甲醇中的溶解热（kJ/mol）
气体
CS2
溶解热
19。
264
16.945
17.364
27。
614
3.824
3。
347
H2S和CO2在低温甲醇中溶解度很大,因此,在不断的吸收过程中，必须不断的取走热量。
3．低温甲醇洗吸收动力学
H2S不仅比CO2的溶解度大5.9倍,而且在相同条件下，H2S的吸收速率是CO2的十倍.混合气体中，H2S的浓度较小，吸收速度又快，因此控制吸收速度仅取决于CO2的扩散速率。
影响因素主要是温度和压力.温度降低时吸收速率缓慢降低.
三、一段流程的基本流程
低温甲醇洗流程主要有两种,即一段流程和两段流程。
一段流程根据产品的不同又分为下面几种。
1.二塔基本原理流程：
2.林德公司的三塔流程：
3.林德公司的四塔流程
4.林德公司的典型的五塔流程
引入分级解析的概念：
5.大连理工的六塔流程
6.林德公司的七塔流程
引入分级吸收的概念:
7.鲁奇公司的九塔流程
五、两段流程
所谓的两段流程，是指将气化后的粗煤气不使用耐硫宽温变换催化剂变换，先进行脱硫，脱硫后再进行变换,再进行脱碳的过程。
这样，在粗煤气硫含量低的情况下，不经变换先脱硫,可取得较高的H2S/CO2的比例,有利于H2S的浓缩提纯，可取得较高的H2S尾气浓度，有利于硫回收装置的正常运行.对于耐硫宽温变换催化剂，必须要求一定的硫化氢浓度才能保证其性能。
可以降低硫回收的投资和技术难度。
变换催化剂可以用便宜的铁-铬催化剂。
缺点是变换还要升温，变换后还要降温,装置忽冷忽热，多消耗能源。
九江化肥厂和内蒙古化肥厂的SHELL渣油气化就采用了两段低温甲醇洗工艺。
一、工艺技术特点
1.吸收能力强
几种吸收剂吸收能力比较见下表：
吸收剂
温度，℃
溶解度（m3酸性组分/m3吸收剂）
选择性
CO2分压
H2S分压
981kPa（a）
98.1kPa（a）
98。
1kPa（a）
物理吸收
水
甲醇
35
—10
-30
5.5
100
270
5
15
41
92
3.0
5.1
化学吸收
MEA（2.5mol/L）
热钾碱（1.9mol/L）
40
110
50
29
26
54
39
*DEA：
二乙醇胺，MEA：
一乙醇胺，MDEA：
甲基二乙醇胺
由上表可以看出，—30℃，加压下，CO2分压981kPa（a）时，甲醇的吸收能力是水的50倍，是化学吸收方法的5—6倍。
吸收能力增大,意味着溶剂循环量减少,总的能耗降低.在物理吸收法气体净化工艺中，70％以上的能耗被用于溶剂再生，因而溶液循环量的降低可大大降低装置能耗，低温甲醇洗具有明显优势。
1．选择性好
从低温时各种气体在甲醇中的相对溶解度可以看出，甲醇对H2S、COS、CO2吸收能力特别强,因此,气体脱硫脱碳可在两个塔或同一塔内分段选择性的进行。
相比之下对CH4、CO、H2S只有较小的吸收能力，因而具有良好的选择性。
2．气体净化度高
采用低温甲醇洗，净化气中总硫可脱至0.1×
10-6以下，CO2可净化至2×
10—6以下，可满足绝大部分工艺的净化要求。
比其它脱硫脱碳工艺有明显优势。
3．低温甲醇洗可以脱除气体中的多种杂质
在—30℃到—70℃的低温下，甲醇可同时脱除气体中的H2S、COS、CS2、RSH、C4H4S、CO2、HCN、NH3、NO以及石蜡烃、芳香烃、粗汽油等杂质，并可同时脱水使气体彻底干燥，所吸收的组分可在甲醇的再生过程中加以回收。
5．热稳定性及化学稳定性好
甲醇不会被有机硫、氰化物等组分降解，也不起泡。
纯甲醇对设备无腐蚀，黏度小，有利于节省动力。
缺点：
工艺流程长，甲醇有毒。
投资大，低温材料可能要引进。
大型的装置要引进进口工艺技术。
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