推荐给好友 上一篇 | 下一篇

低温甲醇洗净化技术的工业应用


(一)适用范围
技术适用于气体中杂质含量较多的焦炉气、鲁奇炉气化气、德士古气化气等加压气化气的场合。低温甲醇洗是20世纪50年代初林德公司和鲁奇公司联合开发的一种有效的气体净化工艺。1954年首先用于煤加压气化后的煤气净化,随后相继用于城市煤气的净化等。20世纪60年代以后,随着以渣油和以煤为原料的大型氨厂的出现,低温甲醇洗的净化技术才得到了广泛的应用。采用,被国内外公认是一种净化度高、溶剂价廉易得、运行费用低的方法。
鉴于国内设备制造能力较弱和低温甲醇洗净化物性数据掌握不全的现状,国内采用的低温甲醇洗净化技术,全部由国外引进。通过山东华鲁恒升化工股份有限公司会同中国寰球工程公司对低温甲醇洗净化技术共同研发,完成了国家重大技术装备研制项目大型化肥成套设备研制的低温甲醇洗工艺软件包开发研究,并在山东华鲁恒升化工股份有限公司大型氮肥国产化技术改造项目中得以实施,该技术实现了工程化、国产化。
(二)技术产品性能特点
合成氨生产要求将合成气中的H2S、COS、CO2等杂质同时脱除,脱除气体中H2S、COS、CO2等杂质的方法很多,但从工艺方法可分为化学吸收、物理吸收及物理-化学双吸收型。这三种方法在国内外均有工业化生产实践。
化学吸收方法主要优点是吸收速度快,按化学计量反应进行,吸收压力对吸收能力影响不大。但它的最大缺点是再生热耗高。物理吸收法主要优点与化学吸收正好相反,它的吸收机理是利用溶剂分子的官能团对分子的亲合力不同而有选择性吸收气体,溶剂吸收气体一般遵循亨利定理,吸收能力不受化学计量限制,只与被溶气体分压成正比,因此对于酸性气分压高的情况下最好采用物理吸收法,而且溶剂再生比较容易,再生热耗低。物理-化学吸收法的特点则是将两种不同性能的溶剂混合,使溶剂既有物理吸收功能又有化学吸收功能,它是介于化学吸收与物理吸收之间的一种方法。由以上三种方法的比较,结合气化压力、酸性气分压的具体情况,一般合成氨企业选用低能耗的物理吸收法。
物理吸收法中按吸收温度的不同,一般分为热法和冷法,热法中以Selexol(NHD)工艺为代表,冷法则以低温甲醇洗法为代表。通过对低温甲醇洗和NHD两种净化技术原材料消耗、装置运行费用、装置投资费用、溶剂装填费、设备制作、知识产权等方面的比较,低温甲醇洗净化技术虽然投资较高,但节能降耗明显,净化效果好,原料气中的硫可全部可进行回收,环保效益显著。山东华鲁恒升化工股份有限公司大型氮肥装置国产化技术改造项目气体净化采用低温甲醇洗净化技术。
低温甲醇洗可以脱除气体中多种杂质,在-30℃到-70℃的低温下,甲醇可以同时脱除气体中的H2S、COS、CS2、RSR、C4H4S、CO2、HCN、NH3、芳香烃、粗汽油等杂质,并可同时脱除水使气体干燥,所吸收的有用组分可以在甲醇的再生过程中加以回收。
低温甲醇洗净化技术气体净化度高,净化气中总硫含量可脱至0.1ppm以下,CO2可净化到20ppm以下。低温甲醇洗可适用对硫含量有严格要求的化工生产。可选择性地脱除H2S和CO2,并可分别加以回收以便进一步回收利用。低温甲醇洗法,无论原料气中硫含量多少,最后H2S浓度均可满足克劳斯硫回收要求。
低温甲醇洗净化装置溶剂循环量小,动力消耗较低。由于低温时H2S、COS和CO2在甲醇中的溶解度都很大,在5.5MPa(G)压力下吸收能力约220~250m3(标)CO2/m3溶液,因而甲醇循环量小,动力消耗较低,特别是当原料气的压力和待脱除的气体组份含量比较高时更为明显。
低温甲醇洗净化装置溶剂的损失较低,甲醇的热稳定性和化学稳定性好,不会被有机硫、氰化物等组份所降解,生产操作中甲醇溶剂不起泡,同时甲醇的蒸汽压也很小,因此溶剂损失保持在较低水平。
当低温甲醇洗法脱除H2S、CO2与液氮洗脱除CO、CH4联合使用时,显得更加合理,当经甲醇洗净化后的气体温度在-63℃下进入液氮洗时(5.2MPa),液氮洗系统冷量可以自身平衡更加节省冷冻过程的动力消耗。
采用低温甲醇洗和液氮洗进行气体精制,一次性将气体中所有杂质包括H2S、CO2、CO、Ar、CH4等全部脱除,合成新鲜气中的惰性气含量小于10ppm,且不含水。由于气体精制程度很高,因而在合成回路中无弛放气,减少了气体损失,压缩功耗也较低。
技术水平和来源:
山东华鲁恒升化工股份有限公司研发应用的低温甲醇洗净化技术是“十五”国家重大技术装备研制项目专题攻关,中国石油和化学工业协会正对该攻关课题进行验收。通过一年多的运行实践证明,该净化装置在技术水平和公用工程消耗上,达到了引进装置的水平。低温甲醇洗净化技术技术水平现已达到国际先进水平。
山东华鲁恒升化工股份有限公司和中国寰球工程公司在对国内运行的低温甲醇洗装置运行数据的全面分析,利用通过查阅文献资料,并借鉴寰球公司已经掌握的物性数据及建立的模型所计算出来的物料、热量恒算数据,在山东华鲁恒升化工股份有限公司大型氮肥装置国产化技术改造工程中成功建设了处理气量满足生产1000t/d合成氨的要求的低温甲醇洗装置。
(三)应用效果
山东华鲁恒升化工股份有限公司大型氮肥装置国产化技术改造项目2004年10月16日低温甲醇洗净化装置投料试车成功,11月25日合成氨生产流程全线打通,装置转入试运行阶段, 12月6日进入稳定运行阶段。2005年共生产总氨251331吨,达到了生产能力的83.78%。截止到2005年底新增销售收入6.5亿元,新增利润0.7亿元,新增税金0.5亿元。净化装置投运后,合成气体净化指标和装置消耗达到设计要求,开车至今未因净化装置原因造成一次系统停车。
(四)推广前景
山东华鲁恒升化工股份有限公司低温甲醇洗净化技术研发成功,将为今后中、小氮肥企业的扩产改造和节能降耗增加了一条新路。低温甲醇洗净化装置实现国内自行设计和设备制造可促进我国化工科技技术的发展,拉动国内机械制造行业的发展,带来良好的社会效益和经济效益。



TAG: 煤气 甲醇 工业 低温 鲁奇

评分:0

我来说两句

seccode