15万吨低温甲醇洗脱碳建议书

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1、15万吨/年低温甲醇洗脱碳装置建议书一、低温甲醇洗工作原理低温甲醇洗(Rectisol)是20世纪50年代初德国林德(Linde)公司和鲁奇(Lurgi)公司联合开发的一种气体净化工艺。第一个低温甲醇洗装置由鲁奇公司于1954年建在南非Sasol的合成燃料工厂，目前世界上有一百多套工业化装置，其中中国引进了十多套。该工艺为典型物理吸收法，是以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体。由于甲醇的蒸汽压较高，所以低温甲醇洗工艺在低温(～－60℃)下操作，在低温下CO2与H2S的溶解度随温度下降而显著地上升，因而所需的溶剂量较少，装置的设备也较小。在

2、－30℃下，H2S在甲醇中的溶解度为CO2的6.1倍，因此能选择性脱除H2S。该工艺气体净化度高，可将变换气中CO2脱至小于20ppm，H2S小于0.1ppm，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行，而CO2、H2S再生可在不同的塔中进行，分别得到合格的二氧化碳含量为99%的纯碱原料气和硫回收原料气。二、低温甲醇洗对各气体的吸附比较三、设计的物料平衡和H2、N2损失AA公司原壳牌制气低温甲醇洗脱碳装置设计变换气流量106310Nm3/h，压力3MPa，温度40℃，成分为H252.1％，N26.2%，CO0.3％，CO240.4%，H2S＋COS0.12%，Ar0.2%，H2O0.

3、25%（饱和），以吨氨耗4200Nm3变换气计，设计生产能力为合成氨25.3t/h。根据带物料点的流程图进行物料衡算，可知总物料平衡如下图。进料流量(Nm3/h)H2N2CO2CO硫化物Ar+CH4水变换气10631055388659142949319149478266百分数100%52.16.240.40.30.140.450.25气提氮气24002400百分数100％100水洗塔用水1.3t/h1.3t/h百分数100％100出料净化气628795533464771.33020.006468百分数100%8810.320ppm0.480.1ppm0.74CO2产品气3019154188

4、29949百分数100%0.180.6299.2放空气54259.62368.6113.82百分数100%116821尾气150912264126017.5百分数100%1583.50.05废水1.5t/h含微量甲醇、甲基硫等99.8H2回收率＝62879×0.88÷106310÷0.521＝99.9%N2回收率＝62879×0.103÷106310÷0.062＝98.3%四、15万吨/年固定床造气低温甲醇洗脱碳物料平衡通过计算，可得15万吨/年固定床造气低温甲醇洗脱碳物料平衡如下图（设计生产能力为合成氨20吨/小时，吨氨耗变换气4295Nm3，由于硫化物含量不变，假定气提氮气量、放空气量

5、和尾气量和原装置相比按比例缩小）。进料流量(Nm3/h)H2N2CO2CO硫化物Ar+CH4水变换气859004400014666254902701201139215百分数100%51.217.129.70.310.141.320.25气提氮气19341934百分数100％100水洗塔用水1.05t/h1.05t/h百分数100％100出料净化气6008843956145462601326百分数100%73.224.220ppm0.430.1ppm2.2CO2产品气1510042.3108.714949百分数100%0.280.7299放空气43852.6297.887.6百分数100%1

6、26820尾气121941890102436百分数100%15.5840.05废水1.2t/h百分数100%含微量甲醇、甲基硫等99.8H2回收率＝43956/44000＝99.9%N2回收率＝14546÷14666＝99.2％后工序H2损失：甲烷化反应剩余的CO消耗H2：13×3＝39Nm3，加上微量CO2消耗的H2，合计损失H240Nm3/吨氨，因甲烷化反应增加的甲烷，导致合成放空增加H2损耗60Nm3/吨氨，合计H2总损失102Nm3/吨氨。五、甲醇洗涤塔塔径计算现AA公司低温甲醇洗日产合成氨688吨/天，其中壳牌制气提供531吨/天合成氨气量，固定床造气提供157吨/天合成氨气量，

7、甲醇洗涤塔已实现满负荷，壳牌制气吨氨需变换气4200Nm3，固定床造气吨氨需变换气4295Nm3，下段吸收温度为-30℃，上段吸收温度－45℃，吸收压力为3MPa，上段压力2.9MPa，甲醇循环量261吨/小时，洗涤塔塔径为DN2500×30×54185。洗涤塔下段空速＝（4295×157/24＋4200×531/24）÷30×243.15÷273.15×4÷3.14÷2.44÷2.44÷3600＝0.2046m/s洗涤