低溫甲醇洗在煤氣凈化中的應(yīng)用

本文格式為Word版，下載可任意編輯——低溫甲醇洗在煤氣凈化中的應(yīng)用低溫甲醇洗在煤氣凈化中的應(yīng)用論文摘要低溫甲醇洗是50年頭初德國林德公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)的一種氣體凈化工藝。該工藝以冷甲醇為吸收溶劑，利用甲醇在低溫下對酸性氣體溶解度極大的優(yōu)良特性，脫除原料氣中的酸性氣體。該工藝氣體凈化度高，選擇性好，氣體的脫硫和脫碳可在同一個塔內(nèi)分段、選擇性地舉行。低溫甲醇洗工藝技術(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)制氫和自然氣脫硫等氣體凈打扮置中。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這一技術(shù)。

關(guān)鍵詞低溫甲醇洗；

氣體凈化；

酸性氣體Theapplicationoflow-temperaturemethanolwashLowingaspurificationapplicationAbstractLow-temperaturemethanolwashwasagaspurificationtechnologycodevelopedbyLyndandLurgiCo.inGermanyin1950s.Intheprocess,coldmethylalcoholwhichhasgreatsolubilitytoacidicgasatlowtemperatureswasusedasabsorbenttoremoveacidicgasintherawgas.Theprocessiswithhighgaspurificationandselectivity,bywhichthesulfurandcarbonremovalcanbeselectivelycarriedoutindifferentsectionsofthesamecolumn.Thetechnologyoflowtemperaturemethanolwashismatureandhasverygoodapplicationachievementsinindustry,whichwaswidelyemployedinthegaspurificationprocessessuchasthesynthesisofammonia,methanolandothercarbonyls,towngas,industrialhydrogenproductionandsulfurremovalfromnaturalgas.Mostofthedomesticlargescaleammoniasynthesisdevicesalsousedthistechnique.Keywordslow-temperaturemethanolwash;gaspurification;acidicgas低溫甲醇洗在煤氣凈化中的應(yīng)用緒論在合成氨生產(chǎn)過程中，無論采用哪一種原料和任何制氣方法所制得的合成氨原料氣，除含有氫和氮外，還含有相當(dāng)數(shù)量的合成氨所不需要的各種雜質(zhì)，如CO2、CO、H2S、HCN、有機硫化物、氮的氧化物、煤焦油等。其中氧化物和硫化物是合成觸媒的毒物，務(wù)必在進合成塔以前除掉明凈，而CO2和H2S等高熔點物質(zhì)在進入深冷裝置時就會結(jié)成固體，堵塞管道和設(shè)備，因此，在進深冷之前就務(wù)必將它們除掉。

在原料氣中含量最大的雜質(zhì)是CO2和H2S，它們?nèi)苡谒芤褐谐仕嵝曰仨懀室卜Q酸性氣體。

從氣體中消釋CO2和H2S雜質(zhì)，主要采用吸收法。

吸收方法好多，其根本特點都是利用氣體中各種組分在某種溶劑中的溶解度不同而舉行的。氣體中的H2S和CO2同時或分步被溶劑選擇性地吸收，然后在提高溫度和降低壓力的處境下，使H2S和CO2從溶液中分步釋出。H2S可用于制造單質(zhì)硫和硫酸；

而CO2可用作制造尿素和純堿等產(chǎn)品的化工原料。

從吸收操作來講，根據(jù)吸收原理，可分為化學(xué)吸收法和物理吸收法兩大類。

化學(xué)吸收法是利用酸性氣體能和溶于水中的堿性化合物或堿性溶劑回響來除去酸性氣體。從經(jīng)濟觀點看，只有能再生的溶液才是有利的。也就是說，當(dāng)吸收了酸性組份的溶液在減壓和加熱時，酸性氣體便從溶液中釋放出來，將溶液冷卻后可以重新用于吸收。在化學(xué)吸收中，乙醇胺法和熱鉀堿法K2CO3是目前應(yīng)用最廣的方法。

物理吸收是利用各種氣體組份在液體中的溶解度不同而舉行的。用于脫除酸性氣體的最適合的溶劑為各種極性液體，由于極性液體能溶解酸性氣體而對H2、N2等非極性組份那么溶解很少。最常用的物理吸收有高壓水洗法，N一甲基吡咯烷酮法Purisol法及七＋年頭后期所采用的低溫甲醇洗法Rectisol法。

關(guān)于原料氣凈化的概括方法，因進展快，方法多，應(yīng)根據(jù)原料氣中雜質(zhì)的成份和數(shù)量，凈化劑的來源及各種過程的工藝要求等因素舉行適合選擇。

近幾年，我國大型合成氨裝置，所采用的凈化技術(shù)多采用低溫甲醇洗和低溫液氮洗配套使用的先進的凈化工藝。

一、低溫甲醇洗工段簡介從變換工序來的變換氣中除含有氫氣、氮氣外，約含有44.7％的CO2和少量的H2S與COS等硫化物，還含有CO、CH4、Ar以及飽和的水份等。含氧化合物與含硫化合物是氨合成觸媒的毒物，氣體在進入合成工序之前，務(wù)必將他們脫除明凈；

并且，由于后續(xù)工序是采用液氮洗脫除CO、CH4等，為防止CO2與水份等凍結(jié)成固體堵塞管道和設(shè)備，也務(wù)必將它們脫除明凈。另外，從變換氣中分開出來的CO2數(shù)量較大，濃度較高，而它又是生產(chǎn)純堿、尿素、干冰等化工產(chǎn)品的主要原料；

H2S及COS等硫化物數(shù)量雖小，但它們也是生產(chǎn)硫酸等的原料，而且，H2S、COS等硫化物對大氣污染嚴(yán)重。因此，低溫甲醇洗工序的任務(wù)是一、凈化原料氣將進入甲醇洗的原料氣中CO2、H2O、H2S等脫除至規(guī)定的含量，以得志后續(xù)工序液氮洗和氨合成的生產(chǎn)要求。

二、回收副產(chǎn)品CO2是低溫甲醇洗工序的主要副產(chǎn)品，可用于生產(chǎn)純堿、尿素以及食用CO2等，因此，低溫甲醇洗工序務(wù)必保證CO2產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，以得志用戶生產(chǎn)的需要；

對H2S及其它含硫化合物的回收，也要保質(zhì)保量，達成配套裝置規(guī)定的要求。

三、環(huán)保任務(wù)由于低溫甲醇洗工序還向外界排放廢氣和廢水，它們含有污染環(huán)境的H2S、甲醇等有毒物質(zhì)，因此，務(wù)必加強生產(chǎn)操縱，以得志環(huán)境養(yǎng)護的需要。

二、甲醇的性質(zhì)甲醇（Methanol，Methylalcohol）又名木醇，木酒精，甲基氫氧化物，是一種最簡樸的飽和醇。化學(xué)分子式為CH3OHH|H－C－OH|HH布局式如下2.1.物理化學(xué)屬性甲醇是一種無色、通明、易燃、易揮發(fā)的有毒液體，略有酒精氣味。分子量32.04，相對密度0.791320℃/4℃，熔點-97.8℃，沸點64.51℃，閃點12.22℃，自燃點473℃，蒸氣壓1.2879104Pa96.6mmHg，20℃，蒸氣與空氣混合物爆炸下限6～36.5，能與水、乙醇、乙醚、苯、酮、鹵代烴和大量其它有機溶劑相混溶，遇熱、明火或氧化劑易燃燒。燃燒回響式為2CH3OH＋3O2＝2CO2＋4H2O2.2.用途工業(yè)甲醇的用途＋分廣泛，除可作大量有機物的良好溶劑外，主要用于合成纖維、甲醛、塑料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、合成蛋白質(zhì)等工業(yè)生產(chǎn)，是一種根本的有機化工原料。甲醇和汽油（柴油）或其它物質(zhì)可混合成各種不同用途的工業(yè)用或民用的新型燃料，甲醇和汽油混合可作為燃料用于運輸業(yè)。

2.3.安好機理工業(yè)酒精中大約含有4的甲醇，而被人飲用后，就會產(chǎn)生甲醇中毒。內(nèi)服10ml甲醇有失明的危害，30ml能致人死亡?？諝庵性试S最高甲醇蒸汽濃度為0.05mg/L。

甲醇的中毒機理是，甲醇經(jīng)人體代謝產(chǎn)生甲醛和甲酸（俗稱蟻酸），然后對人體產(chǎn)生傷害。甲醇本身無毒，而代謝產(chǎn)物有毒。常見的病癥是，先是產(chǎn)生喝醉的感覺，數(shù)小時后頭痛，惡心，嘔吐，以及視線模糊。嚴(yán)重者會失明，乃至喪命。失明的理由是，甲醇的代謝產(chǎn)物甲酸會累積在眼睛部位，破壞視覺神經(jīng)細胞。腦神經(jīng)也會受到破壞，產(chǎn)生永久性損害。甲酸進入血液后，會使組織酸性越來越強，損害腎臟導(dǎo)致腎衰竭。

2.4.毒性和防護工業(yè)甲醇液體及氣體都是劇毒的，應(yīng)制止接觸皮膚和吸入蒸汽，假設(shè)濺到皮膚上和眼睛里應(yīng)急速用大量清水沖洗，在工業(yè)甲醇作業(yè)處應(yīng)有防毒面具、橡皮手套、防護眼鏡等安好用具以備需用，包裝容器應(yīng)有“易燃“、“劇毒“等危害品標(biāo)志。甲醇中毒者，可以通過服用小蘇打（碳酸氫鈉）的方式來中和。甲醇是假酒的主要成分，過多食用會導(dǎo)致失明，甚至死亡。

三、低溫甲醇洗的原理3.1低溫甲醇洗的理論根基3.1.1拉烏爾定律拉烏爾定律溶液中溶劑的蒸氣壓等于純?nèi)軇┑恼魵鈮号c其摩爾分?jǐn)?shù)的乘積。

即PA＝PAXAPA混合溶液中溶劑的蒸氣壓PA純?nèi)軇┑恼魵鈮篨A溶劑的摩爾分?jǐn)?shù)設(shè)溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)為XB由于XA＝1－XB，所以PA＝PA（1－XB），即溶液中溶劑蒸氣壓下降的分?jǐn)?shù)等于溶質(zhì)的摩爾分?jǐn)?shù)。

3.1.2亨利定律亨利定律在恒溫柔平衡狀態(tài)下，一種氣體在溶液里的溶解度和該氣體的平衡壓力成正比。

即PB＝KXBPB該氣體的平衡壓力XB該氣體在溶液中的摩爾分?jǐn)?shù)K亨利系數(shù)測驗證明，在稀溶液中溶質(zhì)若按照亨利定律，那么溶劑必按照拉烏爾定律。

低溫甲醇洗就是利用甲醇在低溫（－9～－64℃）、高壓的條件下，對CO2、H2S有較高的吸收才能，對合成氣中的有效組份CO、H2有較低的溶解度。即甲醇作為吸收溶劑對被吸收的氣體具有較高的選擇性。

亨利定律在使用過程中，為了物料衡算的便當(dāng)，可以有多種表達式。如氣體在液體里的溶解度和該氣體的平衡分壓的關(guān)系可以表達為CA*＝HPA。溶質(zhì)氣體在液面上方的平衡分壓與溶質(zhì)在溶劑液體里摩爾分率的關(guān)系可以表達為PA*＝EXA。

亨利定律適用于難溶，較難溶的氣體，對于易溶、較易溶的氣體，只能用于液相濃度很低的處境，而且務(wù)必留神溶質(zhì)在氣相和溶液中的分子狀態(tài)應(yīng)一致；

對于混合氣體，當(dāng)壓力不大時，亨利定律對每一種氣體都能分別適用，彼此互不影響，但當(dāng)分壓超過其中任何一種氣體的適用范圍后，分之間的作用力就要加大，此時，各種溶質(zhì)氣體就要相互降低其溶解度。亨利定律不能完全適用。

3.2低溫甲醇洗的根本原理3.2.1多種氣體在甲醇溶液中溶解度的對比低溫甲醇對CO2、H2S、COS、H2等氣體的吸收屬物理吸收，在稀溶液中遵循亨利定律P＝KN式中P氣體的平衡分壓力，MPaK亨利常數(shù)N溶解度系數(shù)，kmolm-3MPa-1由于甲醇是極性分