第36卷第4期化工技術(shù)與開發(fā)Vol 36 No 42007年4月Technology Development of Chemical IndustryApr.2007技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析淺談低溫甲醇洗和NHD工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比秦旭東1李正西2宋洪強(qiáng)吳錫章1.江蘇天音化工有限公司江蘇宜興2142622.中石化金陵分公司煉油廠江蘇南京210033)摘要牴溫甲醇洗是目前國(guó)內(nèi)大氮肥廠家用得較多的氣體凈化法而聚乙二醇二甲醚國(guó)外商品代號(hào)為Selexol國(guó)內(nèi)商品代號(hào)為NH測(cè)在國(guó)外大氮肥廠應(yīng)用較多國(guó)內(nèi)目前僅1家應(yīng)用。這2種氣體凈化法到底那一種較好本文從技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)出發(fā)加以對(duì)比并對(duì) Selexol法的設(shè)計(jì)工作提岀一些建議關(guān)鍵詞牴溫甲醇洗聚乙二醇二甲醚 Selexol nh氕氣體凈化技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中圖分類號(hào):TQ113.266文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼丬文章編號(hào):1671-99052007)40035-08H2S和O的脫除可以采用許多不同的方法,滌過程中進(jìn)料氣的預(yù)冷器。在煤氣化裝置中采用低這里有一定的界限條件例如壓力、H2S與(O2的溫甲醇洗的有利因素除了在大型工業(yè)規(guī)模數(shù)次試濃度其他痕量雜質(zhì)的存在(如COS)產(chǎn)品要求的驗(yàn)成功外還可以得到高純度的產(chǎn)品和經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)純度等以確定采用何種方法為適宜指標(biāo)例如蒸汽消耗低以及具有適應(yīng)氣體組成變化低溫甲醇洗( Rectisol,音譯為勒克梯索爾法)與的靈活性。IHD法都屬于物理吸收法,以脫硫和脫碳。低溫為了進(jìn)一步使用凈化氣CO2的脫除可能降低甲醇洗是比較老的方法早在20世紀(jì)50年代就已至對(duì)凈化氣所要求的數(shù)值。如果必須脫除全部”經(jīng)工業(yè)化。低溫甲醇洗所選擇的洗滌劑是甲醇在CO2含量則通常的殘余CO2濃度是在20~50g溫度低于273K下操作因?yàn)榧状嫉奈漳芰υ跍豨之間。在凈化氣體中的殘余H2SOOS組分通常度降低的情況下會(huì)大幅度地增加并能保持洗滌劑不超過幾個(gè)照gg-1。在必要時(shí)硫濃度可以達(dá)到低損失量最少。低溫甲醇洗適合于分離和脫除酸性氣于0.1ggg-l體組分COH2S及OOS因?yàn)檫@些組分在甲醇中具聚乙二醇二甲醚法首先由美國(guó)Aied化學(xué)公司有不同的溶解度而這種選擇性能得到無硫的尾氣。于1965年開發(fā)稱為 Selex,它使用多組分的聚乙例如有尿素合成工序的話如果遵守環(huán)境保護(hù)規(guī)則醇二甲醚的混合溶劑。目前 Selex是美國(guó)UOP就可以直接排入大氣或用于生產(chǎn)CO2。公司的專利技術(shù)。我國(guó)南化公司研究院和杭州化工此外有可能產(chǎn)生含有高濃度硫的第2個(gè)有用研究所于20世紀(jì)80年代對(duì)各種溶劑進(jìn)行篩選后得的殘余氣體可以在一個(gè)普通的克勞斯硫磺回收裝出用于脫硫和脫CO的聚乙二醇二甲醚較佳的溶置內(nèi)加工。劑組成商品名為NHD溶劑已成功地用于大、中、如果在低溫甲醇洗之后再與低溫工序相結(jié)合是小各種合成氣的脫硫和脫CO。有利的例如氮生產(chǎn)的液氮洗滌法或液體甲烷洗滌法以及生產(chǎn)氫與甲烷合成天然氣舶低溫分離法。1技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比事實(shí)上其優(yōu)點(diǎn)在于整個(gè)工藝氣體幾乎無水和酸性日本宇部興產(chǎn)公司做出低溫甲醇洗與 Selexol氣并且甲醇含量很低這樣可使低溫工段前設(shè)置的法的比較見表1英國(guó)福斯特惠勒公司做出的低吸附器尺寸縮小應(yīng)用這個(gè)方法可以使冷損及動(dòng)力溫甲消耗保持最低。這種結(jié)合可以使低溫甲醇洗和低溫司H中國(guó)煤化工見表21我國(guó)南化公CNMHG法的比較見表y2工段互為有利。由此可見低溫甲醇洗取代了液氮洗作者簡(jiǎn)介溱旭東1971-)男江蘇宜興人1995年畢業(yè)于江蘇工業(yè)學(xué)院有機(jī)化工專業(yè)工程師現(xiàn)任江蘇天音化工有限公司總經(jīng)理從事企業(yè)管理工作。收稿日期2006-11-06化工技術(shù)與開發(fā)第36卷表1低溫甲醇洗與 Selexol的比較表2低溫甲醇洗與 Selexol的比較頂項(xiàng)目低溫甲醇洗S項(xiàng)目低溫甲醇洗 Selexol1.基礎(chǔ)條件溶劑循環(huán)量/th原料氣量/Nm3h(干基)8155281552吸收溫度/℃組成/%v)冷量氨ykJh5.443×10492.11×10蒸汽用量:MPa表)CO0.5MP(表)HSCOS循環(huán)閃蒸氣量/%1000.14100水力透平回收能量不采用采用CHa0.190.19壓力/MP(表)設(shè)備臺(tái)數(shù)7.57.5溫度/℃材料低溫碳鋼普通碳鋼凈化氣要求ⅹO0.1%(v)0.1%v)專利費(fèi)/萬英鎊H,(1979年價(jià))(1979年價(jià))酸性氣中H,S含量有效氣回收率/%約25投資低溫甲醇洗比 Selex法多排出廢氣中HS含量125萬英鎊<25<25pg g表3低溫甲醇洗與NHD比較2.技術(shù)特性聚乙二醇二甲醚低溫NHI(1)NH〔2)收原理物理吸收物理吸收項(xiàng)目甲醇配 Claus配制WSA洗制硫制硫酸操作溫度H2S吸收17/℃(吸收塔頂)O2吸收-1原材料消耗溶液循環(huán)量/m3h約100約370水煤氣409194109041090溶劑消耗/kgh燃料氣排出廢氣中甲醇/ug g215溶劑安全性有毒易燃無毒不燃氮?dú)?Nm2h-128641456013440溶劑價(jià)格/磅甲醇/kgh46.55(1979年價(jià))Selexol溶劑專利公司林德/魯奇聯(lián)合化學(xué)3.281專利費(fèi)用約440770美元約308000美元CO水解催化劑(1979年價(jià))(1979年價(jià))0.084100%硫酸催化劑3.設(shè)備投資費(fèi)用(不包括一次裝(包括一次裝0.0831入溶劑費(fèi)用)入溶劑費(fèi)用)4.消耗指標(biāo)2.動(dòng)力消耗蒸汽:MP表)H中國(guó)煤化工905.78726.8CNMHG0.5MP(表)脫氧水/th-12.63電/kWh電/kWh2253.921698.88氨氣/Nmh81蒸汽0.35MPa冷卻水/m3h1/t h第4期秦旭東等淺談低溫甲醇洗和NH工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比37續(xù)表3始尚無長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)可以肯定NH法在大氮低溫NH(1)NH(2)肥應(yīng)用中的車間成本會(huì)更低。項(xiàng)目醇制硫酸低溫甲醇洗工藝由于是在低溫下運(yùn)行即使只蒸汽0.8MIPa脫硫也需在-20℃以下操作,對(duì)氣體中HO和NH3等組分以及溶劑中水的含量要求較高,當(dāng)氣體及溶劑進(jìn)入低溫甲醇吸收塔之前必須徹底脫除。此15℃級(jí)1.068外為了有效地回收和維持系統(tǒng)內(nèi)的冷量其換熱及45℃級(jí)制冷設(shè)備數(shù)量較多換熱設(shè)備結(jié)構(gòu)又較為復(fù)雜使得3.副產(chǎn)物工藝流程長(zhǎng)而復(fù)雜2-31,又因低溫操作,對(duì)設(shè)備材硫磺/ta-119871987質(zhì)要求也較高諸如低溫鋼材以及纏繞管式換熱器硫酸/ta-16582等均需引進(jìn)。改良NHD在僅需脫硫的場(chǎng)合時(shí)操蒸汽/ta-12.493作溫度為常溫20~40℃)沒備材質(zhì)一般用普通碳4能耗(合計(jì)不包鋼即可只有脫硫塔、再生塔、閃蒸槽、高壓閃蒸分離括原料氣)72.74144.817器等少數(shù)設(shè)備有壓力高或需耐腐蝕的要求采用16/×10°khMnR低合金鋼。5.基建投資估算2980.363596.3國(guó)外對(duì)相同規(guī)模大型合成氨廠低溫甲醇洗法與聚乙二醇二甲醚法脫硫脫碳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表明,6.車間經(jīng)費(fèi)/萬元a-1687·88376345455.652用低溫甲醇洗脫碳時(shí)需用主要設(shè)備48臺(tái)而聚乙二折舊費(fèi)667%)38.968198123239.873醇二甲醚則只需30臺(tái)如表4所示表4國(guó)外大型氨廠脫硫脫碳時(shí)2種方法對(duì)比修費(fèi)3.5%)88.364103.963125.871聚乙二醇萬元a甲醇洗車間管理費(fèi)1.主要設(shè)備(2.5%)134.54674.25989.908塔器/臺(tái)換熱器/臺(tái)7.車間成本泵/臺(tái)/萬元a69143.35668963.6607壓縮機(jī)/臺(tái)NHD法是我國(guó)自行開發(fā)的物理溶劑法成功地冰機(jī)/臺(tái)合計(jì)/臺(tái)應(yīng)用于中氮和小氮已有10余年的歷史了。剛開始2相對(duì)裝置費(fèi)用/萬馬克應(yīng)用于大氮肥尚無長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)用于比較的數(shù)容器、換熱器、塔器據(jù)只能取自20萬tNH;a-l規(guī)模的工泵、壓縮機(jī)、冰機(jī)安裝材料與NHD這2種方法均適用于重油和煤制得的原料保溫材料氣脫硫和脫CO2并且原料氣中H2S和CO2的分壓性裝填化學(xué)品06較高。表1和表2是上世紀(jì)70年代末我國(guó)南京某備件煉廠想引進(jìn)重油制氫時(shí)請(qǐng)日本宇部興產(chǎn)公司和英國(guó)工程專利費(fèi)143.0福斯惠勒公司代做的比較那時(shí)我國(guó)自己還不能生合計(jì)10088.3產(chǎn) Selexol溶劑。表3則是我國(guó)能生產(chǎn)NHD溶劑后3.消耗量做的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較比較的規(guī)模是年產(chǎn)10萬t甲電/kWh24352120醇原料用煤氕氣化用德士古水煤漿氣化技術(shù)氣化中國(guó)煤化工5.95壓力4.0MPa凈化包括脫硫與脫CO氣體中HSCNMHG 725620含量0.7%、CO2含量40%。從表3可見基建投資溶劑損失/kg280000部分低溫甲醇洗是NHD法的1.8倍但低溫甲醇H2+OO2損失/Nm310洗的能耗比NH)法要低最后這2種方法的車間費(fèi)用/萬馬克a490.2434.3費(fèi)用比/%88.6成本基本相同。NHD法在大氮肥中的應(yīng)用剛剛開化工技術(shù)與開發(fā)第36卷從上述比較可看出聚乙二醇二甲醚法所用設(shè)際耗電折算成小時(shí)電耗為2046kWh,比NHD法備總臺(tái)數(shù)少。在國(guó)外盡管聚乙二醇二甲醚法溶劑—稍低些即使說NHD法能耗可能高些但絕不會(huì)比次裝填費(fèi)用及專利使用費(fèi)較低溫甲醇洗法高出很低溫甲醇洗高出49%多但其總消耗費(fèi)用和裝置費(fèi)用均較低運(yùn)行費(fèi)用也原化工部第一設(shè)計(jì)院還對(duì)450ktal合成氨裝只是低溫甲醇洗的88.6%表明聚乙二醇二甲醚法置采用2種凈化方法的t氨單耗及綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指流程簡(jiǎn)單投資省消耗低。若采用具有自主知識(shí)產(chǎn)標(biāo)進(jìn)行對(duì)比如表6所示。權(quán)的改良NHD法其技術(shù)使用費(fèi)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于低溫甲表6450kta合成氨裝置中2種凈化方法t氨單耗比較醇洗則裝置和消耗總費(fèi)用將更低于低溫甲醇洗工項(xiàng)目低溫甲醇洗NHID乙中壓蒸汽/t原化工部第一設(shè)計(jì)院就某廠采用德土古氣化法循環(huán)水/m3在4.0MPa下制氣,對(duì)所得含0.7%HS和41%電/kWh43.63O2的氣體采用2種方法進(jìn)行凈化處理凈化氣用洛劑損失甲醇/k1.5于100ktaˉ1甲醇生產(chǎn),種方法的原材料消耗及溶劑損失NHD/kg0.4肖耗費(fèi)用/萬元a11078.641457.55公用工程對(duì)比見表5折舊費(fèi)/萬元a-1719.16453表5低溫甲醇洗與NHID法對(duì)比大修費(fèi)/萬元a項(xiàng)低溫甲醇洗NHD配(laus管理費(fèi)/萬元a107.87原材料消耗年操作費(fèi)/萬元a-12228.692184水煤氣/Nm3h-141090溶劑裝填費(fèi)/萬元a-1100630燃料氣/Nm3h-1200裝置總投資費(fèi)/萬元a-112673.736805.2014560其中裝置投資費(fèi)/萬元al0787.446760.2046.5專利使用費(fèi)/萬元a-1(歐元)(人民幣)聚乙二醇二甲醚/kg3.28工藝包費(fèi)/歐元140Caus催化劑/kgh0.4270.427OS水解催化劑/kgh10.084對(duì)比表明,工藝總投資低溫甲醇洗比NHD法2.公用工程高86.2%其中裝置投資高出59.6%引進(jìn)專利使循環(huán)水/th905.78用費(fèi)高出26.6倍另加工藝軟件包費(fèi)用雖然NH新鮮水/thi21.7245.289消耗費(fèi)用比低溫甲醇洗高35.1%,由于折舊費(fèi)用低因而操作費(fèi)用兩者相差僅2%灬HD還略低些。電/kWh2045.952253.9t氨成本相近低溫甲醇洗法還略高出2%這是由0.35MPa蒸汽/th于投資高而攤派的折舊、大修及管理費(fèi)用較高所致0.8MPa蒸汽/th-1這一結(jié)論與100kta-甲醇情況相似冷凍量-15℃級(jí)五環(huán)化學(xué)工程公司對(duì)殼牌干粉煤氣化所得的冷凍量-45℃級(jí)1.266247Nm3h-1煤氣在3.8MPa下對(duì)低溫甲醇洗能耗/(GhNHD法和活化MDEA3種凈化方法對(duì)比表明就3.基建投資估算/萬元5381.83980.36投資而言后2種方法相近而低溫甲醇洗法比NHD4.車間成本/萬元a-19122.769143.36法投資高出75.70%。根據(jù)上述幾個(gè)比較分析低※另取自20萬ta-1甲醇裝置運(yùn)行數(shù)據(jù)6溫甲醇洗工藝裝置投資高干NH法至少要高出有人認(rèn)為NHD法能耗較高(高出49%)但基60中國(guó)煤化玉去比改良NH法投資建投資僅為低溫甲醇洗的554%即低溫甲醇洗投僅高CNMHG資比NH)高80.6%最后2種方法的車間成本則我們對(duì)2種合成氣凈化方法的消耗情況也做了相當(dāng)。這里還應(yīng)指出表6中的低溫甲醇洗法無電比較特別是比較了以煤制氣的20萬ta-1甲醇和耗顯然是不可能的所以該法的能耗是偏低的。我⑧萬τaˉ合成氨項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行中合成氣凈化消耗們參考上海焦化廠甲醇裝置中采用的低溫甲醇洗實(shí)情況結(jié)果見表下5-6第4期秦旭東等淺談低溫甲醇洗和NH工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比39表7低溫甲醇洗與NHD法生產(chǎn)消耗數(shù)據(jù)綜觀2種凈化方法的水、電、汽消耗NHD法偏低溫高總能耗自然較高消耗費(fèi)用肯定是高些但NHD項(xiàng)目NHD法(t氨計(jì))(t甲醇計(jì))脫硫部分脫碳部分法設(shè)備投資低又無需引進(jìn)技術(shù)費(fèi)用攤派折舊費(fèi)較電/kWh119.985/751蒸汽(0.8MPa)低所以綜合結(jié)果2種方法的年操作費(fèi)用基本上相0.85近。雖然NH溶劑較貴,一次溶劑裝填費(fèi)用高不蒸汽(0.45MPa)0.25過這部分費(fèi)用已計(jì)算在設(shè)備投資中正常運(yùn)行時(shí)只脫鹽水/t0.08計(jì)消耗。25.6630℃循環(huán)水14.30.03湖北雙環(huán)科技公哥η針對(duì)Shel干粉煤氣化所審醇()(1)得煤氣的凈化分別比較了低溫甲醇洗和改良NHID法凈化工藝并結(jié)合甲醇項(xiàng)目具體情況進(jìn)行綜合比1.包括冰機(jī)電耗上面數(shù)據(jù)不考慮透平回收能量,下面較其結(jié)果列于表8中。有透平回收能量。2.只在開脫水時(shí)使用表8兩種凈化工藝用于焦?fàn)t氣非催化部分氧化后氣體脫硫的比較低溫甲醇洗改良NH溶劑蒸氣壓20℃12.92kPa25℃0.093Pa揮發(fā)損失少溶劑損耗低溶劑粘度0℃0.82×10-3Pas溶劑循環(huán)能耗低40℃2.0MPa溶劑比熱較高2.5J(gK)12.1于(gK)有毒空氣中允許濃度<50mgm-3無毒化學(xué)穩(wěn)定性與熱穩(wěn)定性良好良好溶劑可長(zhǎng)期保持良好的吸收能力溶劑腐蝕性較小蝕性,可選用碳鋼設(shè)備及塑料填料投脫硫溫度20~-30℃需制冷室溫20~40℃脫硫脫碳精度H2S≤0.1四ggOO2≤20ggCO2≤10001gg脫噻吩效率可部分脫除噻吩精度不詳為HS溶解度的60倍,COS溶解度的231倍脫羰基硫效率為H3S溶解度的60%為H2S溶解度的30%HS與CO3分離同時(shí)脫除HS與αO再生時(shí)方能分開,若常溫下用較低循環(huán)比可以脫除HS為主能回收OO需增加再生設(shè)備盡可能減少OO2的脫除硫時(shí)保留αO2能力(O2溶解度較高保留能力低CO溶解度相對(duì)較低保留能力較低溶劑價(jià)格目前市場(chǎng)價(jià)2500元t1本廠自產(chǎn)成本1000元t4以下江蘇市場(chǎng)價(jià)2.0-2.3萬元t-1溶劑循環(huán)量相對(duì)較低相對(duì)高一些溶劑損耗量由于蒸汽壓高溶劑損耗大溶劑損失小溶劑再生消清點(diǎn)低再生能耗相對(duì)較低但需較多溶劑沸點(diǎn)高溶劑循環(huán)量大再生能耗較大濃度高易回收中國(guó)煤化工初脫硫工序回收三廢處理溶劑有毒、廢水廢液處理復(fù)雜CNMHGE液可長(zhǎng)期使用備管道材質(zhì)需用進(jìn)口低溫鋼材費(fèi)用甚高元腦蝕冋用搛價(jià)碳鋼裝置投資較低知識(shí)產(chǎn)權(quán)多為引進(jìn)現(xiàn)已有國(guó)內(nèi)專利具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)行費(fèi)用2方法相近2方法相近化工技術(shù)與開發(fā)第36卷綜上所述相對(duì)其它凈化方法而言低溫甲醇洗表9洞氮廠3種凈化方法消耗指標(biāo)比較與改良NHD2種凈化方法的凈化度高能耗較低t氨消耗低溫甲醇洗操作費(fèi)用也偏低都是合成氣凈化可供選擇的好方電/kWh60.2143.41循環(huán)水/12.00法。不過2種方法各有特色在選擇時(shí)必須根據(jù)整0.850.0581.3MP體工藝流程、各配合單元裝置情況、對(duì)合成氣凈化的蒸汽(0.59MPa)0.30(0.9MPa)(0.35MPa)要求以及項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力等諸多因素綜合考?xì)馓岷腘2/t慮。低溫甲醇洗必須低溫運(yùn)行即使只脫硫也要在0.358-40℃20℃以下的溫度下操作工藝過程中制冷和冷量冷凍量/Gj(1.5℃)134+5℃)(-15℃)回收裝置不可缺少,致使工藝流程復(fù)雜設(shè)備較多溶劑消耗/元4.0其投資自然要高。其次我國(guó)現(xiàn)有的低溫甲醇洗法都是引進(jìn)的即使最近上海焦化廠甲醇項(xiàng)目擴(kuò)建重復(fù)表10洞氮廠3種凈化方法經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較元項(xiàng)目xol低溫甲醇洗NHD使用 Linde公司的低溫甲醇洗技術(shù)仍要付專利使用t氨投資費(fèi)19.91費(fèi)這部分費(fèi)用是很可觀的。當(dāng)然我國(guó)對(duì)低溫甲醇投資相對(duì)比0.74t氨操作費(fèi)123115洗法也進(jìn)行了多年的消化吸收工作也有我國(guó)自己操作費(fèi)相對(duì)比的專利但這些專利都是針對(duì)脫CO進(jìn)行的一些改氨總費(fèi)用142.91114.13129.67費(fèi)用相對(duì)比0進(jìn)其工業(yè)應(yīng)用多為原有裝置改造。迄今只有德州化肥廠的合成氨裝置屬新建的脫硫脫碳裝置,目前工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)控制的主要因素已成功開車它是否會(huì)發(fā)生知識(shí)產(chǎn)權(quán)紛爭(zhēng)尚不得而Selexol工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)控制需要考慮的主要知。總之采用低溫甲醇洗技術(shù)在知識(shí)產(chǎn)權(quán)方面是因素有壓力、溫度、流量和 Selexol溶液的組成等。要承擔(dān)一定風(fēng)險(xiǎn)的尤其是在脫硫方面。再有低溫如吸收塔頂溫度及進(jìn)塔頂旳貧液流量對(duì)于保證凈甲醇對(duì)H2S和(O2的吸收選擇性相對(duì)改良NHD溶劑來講要差些所以對(duì)于甲醇項(xiàng)目只要求脫除合成化氣質(zhì)量起決定性作用?？刂崎W蒸罐的壓力可以保持去克勞斯硫磺回收裝置酸性氣的適當(dāng)濃度。汽提氣中的硫化物盡可能保存其中的CO,而言低溫塔頂溫度是控制汽提塔運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)及蒸汽消耗的主要甲醇溶劑就不如改良此外合成甲醇裝置無低溫操作單元如采用低溫甲醇洗工藝必須為它專因素。圖1~5表示的參數(shù)關(guān)系可供設(shè)計(jì)及生產(chǎn)控設(shè)制冷系統(tǒng)這樣一來其能耗必然增加操作費(fèi)用不制參考。1)溶液吸收酸性氣體的負(fù)荷與其分壓成比會(huì)低很多經(jīng)濟(jì)上也不一定會(huì)更合理。鑒于上述原NH法泫法具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)成熟可靠投圖1所示。因此凈化前將氣體加壓是比較經(jīng)進(jìn)出山料氣中H2S=10%資省技術(shù)使用費(fèi)低完全能滿足甲醇生產(chǎn)要求溶劑 Selexol洞庭氮肥廠煤代油改造工程360kta-合成氨溫度40°F1000填料高度固定裝置采用謝爾粉煤氣化技術(shù)配套耐硫、一氧化碳脫除率99%變換流程。因其變換氣中CO2分壓高氣體凈化脫硫脫碳宜采用物理吸收方法目前國(guó)內(nèi)外比較先進(jìn)的物理吸收方法有 Selexol法、低溫甲醇洗法和HD法前二者為國(guó)外技術(shù)后者為國(guó)內(nèi)新開發(fā)的技術(shù)。根據(jù)對(duì)整個(gè)改造工程具體情況的比較和分析見表9和表1(81),該廠決定采用低溫甲醇洗法中國(guó)煤化工這樣選擇的主要原因一是總費(fèi)用低溫甲醇洗法比CNMHG10ll1213NHID法稍低二是NH法當(dāng)時(shí)尚沒有同等工況下溶劑負(fù)荷,標(biāo)英尺/加侖工業(yè)運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。40°F=4.44℃英尺3=0.0283168I psia=6.895 kPa1加侖=4.54609dm3圖1溶劑負(fù)荷與壓力的關(guān)系第4期秦旭東等淺談低溫甲醇洗和NH工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對(duì)比41(2)溶劑負(fù)荷與溫度的關(guān)系如圖2所示。由于劑)時(shí)凈化氣中HS含量穩(wěn)定在5四gg1以下,大部分氣體在液體中的溶解度與溫度成反比故應(yīng)(O,含量在6%以上。在經(jīng)濟(jì)允許的低溫下操作并對(duì)全裝置的溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。進(jìn)出口料氣中H2S=10%Selexol溶劑 Selexol總壓1000psia20% MEA填料高度定脫除率99%8爾艾廿實(shí)100020003000400050006000溶劑流量加侖/分45678910111213溶劑負(fù)荷,標(biāo)英尺3/加侖溫度斗8.89℃總壓7.03MPa脫除率99%1英尺3=0.0283168m3酸性氣體為HS25塊實(shí)際塔盤40°F=4.44℃1加侖=4.54609dm1000加侖/分=7.57682×102m3s-1圖2溶劑負(fù)荷與溫度的關(guān)系圖4酸性氣體濃度與溶劑待循環(huán)量的關(guān)系3)吸收塔填料高度或塔板數(shù)對(duì)溶劑負(fù)荷也有影響見圖3。確定填料高度時(shí)要將設(shè)備投資與操作費(fèi)用進(jìn)行綜合平衡才能達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理。如6進(jìn)出口料氣中H2S=10%溶劑 Selexola80總壓1000di招填料高度固定脫除率990255075-10125-150就溶劑酸性氣負(fù)荷/m酸性氣·(m1溶劑)4中試數(shù)據(jù)壓力35MP(表)原料氣HS25%(O210%45678910ll1213圖5溶劑酸性氣體負(fù)荷與凈化度的關(guān)系溶劑負(fù)荷,標(biāo)英尺3/加侖3其他40°F=4,441英尺3=0.0283168m31加侖=4.54609dm33.1溶劑再生方案圖3溶劑負(fù)荷與填料高度的關(guān)系Selexol富液中的大量酸性氣可通過閃蒸而析4)溶劑循環(huán)量是決定動(dòng)力費(fèi)用的重要因素。岀特別是在脫除(O時(shí);常常僅需閃蒸即可完成圖4是酸性氣體濃度與 Selexol和MEA單乙醇胺)溶劑的再生凈化氣可達(dá)到所要求的凈化指標(biāo)。但溶劑循環(huán)量旳關(guān)系。曲線表明當(dāng)酸性氣體濃度大幅在脫除H’S時(shí)單靠閃蒸是不可能使凈化氣達(dá)到管度變化時(shí)物理溶劑Sxol的適應(yīng)力強(qiáng)循環(huán)量變輸指凵中國(guó)煤化工sxl法的發(fā)展中化小而化學(xué)溶劑則必須成比例加大循環(huán)量增加動(dòng)曾有CNMHG力消耗(1)空氣氣提。最初設(shè)想是將含H2S的空氣與圖5是壓力為3.5MP&表)下的中間試驗(yàn)結(jié)閃蒸氣合并進(jìn)入克勞斯硫磺回收裝置但在實(shí)際操果。在原料氣含H2S25%、CO210%的情況下溶作中有元素硫生成懸浮于溶液中給操作帶來困難劑的酸性氣體負(fù)荷維持在75m3酸性氣(m3溶而放棄該再生方案。42化工技術(shù)與開發(fā)第36卷(2)凈化氣氣提。此方案可免除元素硫生成,氣在裝置設(shè)計(jì)中采取了2個(gè)主要措施但氣提中含大量HS尚需進(jìn)一步處理。1)富液在吸收塔底或緩沖罐內(nèi)停留時(shí)間不少(3)水蒸汽汽提。由于水蒸汽可以冷凝所以于2~3min以使夾帶的氣體逸出。氣提塔排岀的氣提氣經(jīng)冷凝后可送克勞斯硫磺回收(2)閃蒸汽應(yīng)當(dāng)有足夠的界面,并使溶劑在罐裝置但此方案能量消耗較大同時(shí)貧液中的水含量?jī)?nèi)的停留時(shí)間不少于3~5min。般約為2%~4%因此裝置兼有脫水任務(wù)時(shí),吸3.5塔型收塔需在低溫下操作。早年投產(chǎn)的 Selexol裝置吸收塔及再生塔普遍〔4)真空閃蒸。在脫αO的 Mitchel!裝置比較采用填料塔內(nèi)裝鮑爾等高效填料有的從胺法轉(zhuǎn)產(chǎn)了最終再生段的各種方案,認(rèn)為真空閃蒸比較經(jīng)濟(jì),的裝置甚至也將塔盤拆除并裝上填料。這是由于物在絕壓0.05MPa下所得貧液完全合格此方案在理吸收的吸收速度較慢需要較大的氣液傳質(zhì)界面,脫除CO裝置中應(yīng)用是合適的。填料塔較為適宜。但近年來設(shè)計(jì)的 Selexol裝置也3.2腐蝕有采用板式塔的例如采用浮閥塔盤。Selexol溶劑在中等溫度下對(duì)普通碳鋼的腐蝕參考文獻(xiàn)是不嚴(yán)重的在脫除O裝置里溶劑通過閃蒸再生[1]李正西.塞勒克索爾 Selexol汽氣體凈化工藝J].化工時(shí)整個(gè)裝置完全可以用碳鋼制作。對(duì)于脫除HS廠設(shè)計(jì),1981(3):48-60為主的裝置蒸汽汽提系統(tǒng)溫度較高氣提塔的某些[2]朱世勇.環(huán)境與工業(yè)氣體凈化技朮MJ北京北學(xué)工敏感區(qū)需要用不銹鋼制作。業(yè)出版社2001.256-2573.3溶劑發(fā)泡問題[3]張駿馳鄭明鋒等.低溫甲醇洗工藝在中小化肥凈化裝置中的應(yīng)瓶J].中氮肥2002(5)13-15德國(guó)的NEAG-Ⅱ及美國(guó)的 Pikes peak裝置應(yīng)用 Selexol時(shí)均未出現(xiàn)過發(fā)泡問題。但當(dāng)有較多的[4]中國(guó)化工信息中心北工部全國(guó)中氮情報(bào)協(xié)作組.1993年度重點(diǎn)情報(bào)項(xiàng)目報(bào)告專輯194.1硫化鐵、液態(tài)烴或壓縮機(jī)油等進(jìn)入溶劑時(shí)發(fā)泡還是[5]葉盛芳簿.ND法脫酸性氣體的工業(yè)應(yīng)瓶J1化肥值得注意的另外溶劑水含量過高也容易發(fā)泡。設(shè)計(jì)2001(1):2483.4烴類氣體的溶解與夾帶問題[6]唐怡紅.20萬t/a甲醇裝置的合成氣凈化技朮J].上Selexol溶劑對(duì)烴類的溶解度隨碳數(shù)的上升而海化工19972x5):14-18急劇上升故不適于處理含重?zé)N較多的濕氣”僅適[7]潘漢譯簿Shl煤氣化氣體凈化工藝的選捅J.中于處理干氣"或貧氣”氮肥2003(3)1-5即使處理干氣”貧氣”由于溶劑在低溫下粘[8]龐利峰張敬忠王洪記我國(guó)新型高效氣體凈化溶劑度較高它不可避免地要溶解和夾帶一部分非酸性NHD的開發(fā)應(yīng)用現(xiàn)狀J].四川化工與腐蝕控制氣體為了盡可能回收這些氣體并使之不進(jìn)入酸性20003(6)32-37Economic Target Contrast of Low Temperation Methanol Scrubbing and NHDQIN Xu-dong', LI Zheng-xi2,SONG Hong-qiang', WU Xi-zhang(1. JiangSu Tianyin Chemical Industry Co Ltd. Yixing 214262 hina2. Refinery of Jinling Petrochem Corporation Nangjing 210033 ChinaAbstract The rectisol( low temeration methanol scrubbing )gas clean was used in most of large nitrogen fertilizerfactory in domestic and the dimethy ether of polyethylene glyco( NHD)was used in foreign large nitrogen fer-tilizer factory. The technology economy targets of these two pi中國(guó)煤化工ome suggestions for thekol design were givenCNMHGKey words dimethy ether of polyethylene glyco( DMPE ) selexol NHD