浅谈低温甲醇洗气体净化工艺及其技术

发表时间:2021/6/9   来源:《科学与技术》2021年第29卷第5期   作者:张海东
[导读] 我国环境部门长期以来最重视的就是化学污染问题。
        张海东
        大唐内蒙古多伦煤化工有限责任公司甲醇中心 内蒙古 027300
        摘要:我国环境部门长期以来最重视的就是化学污染问题。在绿色环境理念的倡导下,人们为了实现对化学环境污染的降低,对酸性气体净化工艺进行了研制,其主要特征就是节能环保,就是所谓的低温甲醇洗。目前我国各领域通过对低温甲醇洗工艺的运用,实现了对经济水平的逐渐提升。本文根据作者的实际经验,对净化气体时所采用的低温甲醇工艺和技术进行了探讨。
        关键词:低温甲醇;洗气体净化;工艺;技术

    引言:德国的鲁奇公司是最早并用相关工艺来净化酸性气体的公司,其最初在净化气体时所采用的低温甲醇工艺技术为物理吸收法。但是零下60摄氏度环境中的甲醇,会导致大量酸性气体的产生,然而酸性气体会导致大量杂质的引入,例如一氧化碳以及硫等等。而在净化酸性气体时所采用的主要原料就是煤和渣油。但是需要将三星气体净化工艺应用到更多的领域中,不能够被低温条件所限制,大多数行业都需要在室温环境下进行生产,因此相关人员需要开展大量的研究。
        一、低温甲醇洗工艺的优点
(一)能够实现对酸性气体的良好吸收
        酸性气体在低温高压环境下具有较高的溶解度,不会造成大量的甲醇循环,并且需要消耗的动力较少。如果降低温度提高压力,能够在低温环境下,采用甲醇清洗工艺实现对更多气体的吸收,只需要一次就能够在煤气中吸收干净浓度较高的酸性气体。在净化气体时所采用的低温甲醇清洗工艺的特征就是净化度高,所以能够在粗煤气中实现对直线对石脑油以及COS等杂志的快速去除,所以在采用低温甲醇洗工艺之前,需要先对一氧化碳进行变换,如此能够为气体净化提供更加精简的流程[1]。
        (二)简易闪蒸、加热再生甲醇工艺方法简单
        再生便捷,通过对压力的加大,能够逐渐解析回收溶解气体,然后再次加热后的甲醇在经过冷却冷凝后,能够具有循环使用的特征。如果甲醇的清洗和净化是在低温条件下,那么就会导致更多液体的出现,并且需要适当的降低此类液体的压力,再进行减压时,压力如果一直保持不变,就极易导致节流反应的形成,也更易造成温度的改变。技术人员在甲醇中所放入的溶液如果没有经过净化,就会导致能量无法保持完整。CH4,CO2以及H2在物理方面的特征相同,就是相比其他气体具有更低的溶解度。所以,所以如果需要采用这三种物质来进行再生,就需要做好对他们的作用的充分发挥,以此来实现对其他损失的有效降低。
有利于回收利用H2S,降低环境污染
由于闪蒸汽中的H2S含量较大,因此,通过对闪蒸汽的运用,能够实现对甲醇的反复减压再生,进而实现对甲醇的反复吸收。在同一种溶液中通过对H2S以及所有其他物质的放入,在提升H2S浓度后,能够实现对H2S的加热再生,这主要是由于甲醇达到了35%左右的浓度,为了避免生态环境受到残留废弃物的污染,可以采用相关装置来实现对硫的回收[2]。
        (三)较高的净化度和极少的溶剂损失
        在采用吸收剂甲醇对CO2以及H2O等进行脱出时,在塔内洗涤甲醇时,需要采用含硫量小于0.1 PM的工艺气体。小于10PM的甲醇,有较高的进化度。再加上甲醇能够溶解的氢气是酸性气体的100倍,并且能够节约有效气体。同时,此溶剂不会造成较大的损失,甲醇在低温环境下并没有过高的蒸气压,气体几乎无法带走甲醇。
        二、低温甲醇洗工艺及其技术
(一) H2S/CO2 气体脱除

        甲醇洗涤塔包含了上塔和下塔这两部分。上塔总共有三段。主席塔上能够实现对两股甲醇的洗涤。

气体在经过净化后有会从塔顶出来,然后需要采用换热器来对冷量进行回收,然后,设备在冷却原料气时能够回收利用此类冷量,然后用于合成。并且需要在上段抽出经过加热后的甲醇溶液,放入到相关设备中进行循环冷却,然后,上塔中段会再次吸收经过冷却后的甲醇中的CO2,在经过升温后需要在中段底部再次抽出,通过这两次抽出冷却操作,能够使甲醇吸收剂的吸收温度达到最佳,以此来实现充分吸收的目标。下塔的主要功能就是脱硫,由于进入下塔的甲醇液中包含了CO2,因此,只需采用少量甲醇洗涤剂就能够实现对H2S和COS的吸收,能够保证上塔中不会出现含硫量在0.1PPm以上的汽体[3]。
        (二)富液的膨胀闪蒸

        上塔底盘上引出的甲醇液中不包含硫元素,但是含有CO2物质,在降低压力后,在循环器闪蒸槽中能够获取到经过相关设备换热后的甲醇,此时溶液在闪蒸解作用下能够实现对大量H2的吸出。再加上,由于来自下塔底部的甲醇液中含有H2S物质,因此甲醇再经过相关设备的换热后,会与经过设备冷却后的丙烯和冷冻工段所产生的液态丙烯产生换热作用,然后通过对压力的降低,能够使其进入到循环器闪蒸槽中,该闪蒸气体再结合了物流甲醇闪蒸罐所产生的闪蒸汽后,会共同进入底部进行除雾处理[4]。

        (三)解析CO2气体和浓缩H2S
        循环器闪蒸槽底部所产生的甲醇液含有丰富的CO2气体,但是并不包含硫,在塔顶部浓缩H2S时,直接加入甲醇液,在经过再次降压处理后,能够闪蒸解吸CO2,来自闪蒸液的上升气体中包含了洗涤液H2S以及COS,能够在塔顶汽提出比25ppm(V)更低的H2S+COS尾气。含硫甲醇在罐底部闪蒸出去后,会在气提塔中部进行闪蒸解吸。同时,H2S、COS在经过解吸后,在塔上部经过富C02不含硫甲醇的闪蒸回流液洗涤后,会再次回到甲醇液中。为了洗出具有33.7%以上的H2S组分的甲醇,需要将合格原料气提供给克劳斯装置进行硫回收,在H2S分离罐顶能够获取到部分777kg/h的H2S,并且会再次经过循环作用回到汽提塔底,再次气体分离所携带的C02。
        (四)甲醇再生
    甲醇夜在罐底部经过气液分离后,在塔内通过对热量的再次提升,能够实现对甲醇的再生,再生的甲醇是能够循环利用的贫甲醇。甲醇液中含有CO2、 H2S以及COS,因此在塔底再次加热沸器,或是在塔顶采用蒸汽气提来分离甲醇/水,能够吸收所有的CO2、 H2S和COS。采用低压蒸汽通过对再沸器的加热,能够将热量提供给热再生塔。
        (五)甲醇/水分离
        在罐底部流出的水是甲醇水混合物,在经过相关设备的回流冷却后会被加热,在醇/水分离塔中通过对压力的降低,能够实现对甲醇和水蒸馏的分离。在塔底部分离醇/水分时,通过再沸器对相关介质的加热,能够使其成为低压蒸汽。蒸汽在低压饱和状态下能够产生热,为甲醇提供热再生所需的热量[5]。
结束语:
        目前我国各领域通过对低温甲醇洗工艺的运用,实现了对经济水平的逐渐提升。由于其能够实现对酸性气体的良好吸收,简易闪蒸、加热再生甲醇工艺方法简单,较高的净化度和极少的溶剂损失,因此将其应用到了H2S/CO2气体脱除,富液的膨胀闪蒸,富液的膨胀闪蒸,富液的膨胀闪蒸,甲醇/水分离等环节,实现了对酸性气体的净化。
参考文献:
[1]李美玲 .低温甲醇洗气体净化工艺及其技术研究[J].河南化工,2011.14(11):18-20.
[2]徐金月.浅谈低温甲醇洗气体净45-z-艺及其技术[J].化工技术,2012,52(06):10-12.
[3]崔纪伟 .提 浅谈低温 甲醇 洗气体净化工艺及其技术的应用 [J].化工技术 的研 究 ,2011,8(09):67-72.
[4]秦旭东, 李正西, 宋洪强,等. 浅谈低温甲醇洗和NHD工艺技术经济指标对比[J]. 化工技术与开发, 2007(04):41-48.
[5]柴庆波. 浅析低温甲醇洗技术工艺介绍[J]. 城市建设理论研究(电子版), 2016, 000(011):1116-1116.
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