先导性 变换气净化技术简介
本帖最后由 cuikk 于 2024-6-20 14:57 编辑先导性 变换气净化技术简介变换气，包括含少量硫化氢富含二氧化碳的天然气等类似气体的净化基本都选择的是低温甲醇洗工艺，相比较于其它工艺净化程度高、能耗低。其实低温甲醇洗还是具有极大的节能潜力可挖的，只要把进入低温甲醇洗前的变换气通过冷凝分离出部分二氧化碳和硫化氢的凝液、且再把二氧化碳和硫化氢的凝液中部分二氧化碳分离出来，就可以大幅度地降低的低温甲醇洗净化过程中甲醇的循环量，从而达到节能净化的效果。变换气净化技术简介——崔静思
0 节能思路变换气，包括含少量硫化氢富含二氧化碳的天然气等类似气体的净化基本都选择的是低温甲醇洗工艺，相比较于其它工艺净化程度高、能耗低。其实低温甲醇洗还是具有极大的节能潜力可挖的，只要把进入低温甲醇洗前的变换气通过冷凝分离出部分二氧化碳和硫化氢的凝液、且再把二氧化碳和硫化氢的凝液中部分二氧化碳分离出来，就可以大幅度地降低的低温甲醇洗净化过程中甲醇的循环量，从而达到节能净化的效果。
1 低温甲醇洗能耗
以包头煤化工水煤浆气化年产90万吨甲醇的煤化工低温甲醇洗设计数据为基础对整个系统的能耗做以分析，流程如图1。
图1
1.1 低温甲醇洗冷损由上图知道，进低温甲醇洗冷区以及进换热器141E117的介质2#、73#、158#、147#、190#、182#、250#与输出的介质94#、21#、19#、82#、195#、67#、130#、183#间焓差即为低温甲醇洗系统冷损。设计的物料数据参数见下表
物料序号273158147190182250 9419218219567130183
物料描述变换气循环气喷淋甲醇贫甲醇凝液酸性气气提氮气 尾气净化气净化气二氧化碳富水甲醇闪蒸气富甲醇酸性气
压力 MPa5.65.65.66.70.2540.2580.5 0.1285.45.40.265.5551.30.2550.254
温度 ℃40404040-35.1531.58540 30.81330.813-28.29530.813-12.05-30.54527.158-35.15
流量 kg/h370699178601770480007699.894715.3216248 1776101349781845.5678612629.8178604844984715.32
比焓 J/kg2446.07-21255-1150572-1150572-1133844-4164214632 3971.710819-1470032550.5-1532738-67713-1184560-217547
焓值 KJ/kg906755.7-379614.3-2036512.4-552282614-793566-196355237740.7 705413.61460327-271294173079.5-4030794-1209354-5.74E+08-1025804
焓变 KJ/h23571211
焓变 KCal/h5629887
按设计工艺包数据计算的结果，系统冷损为5.629887×106kcal/h，制冷丙烯压缩机制冷系数（COP）取1.4，压缩机功率约23571211÷3600÷1.4=4677KW。
结果：
1）贫甲醇147#与富甲醇130#焓差造成的冷损为：21634337KJ/kg、5167272kcal/h，占系统冷损的91.783%；
当然130#物料中含有45.04kmol/h CO2、45.74kmol/h H2S，二氧化碳液化冷损：45.04×44.095×（385.6331-284.9625）=199548KJ/kg、47661kcal/h，硫化氢液化冷损：45.74×34.0808×（1057.646-636.4542）=656577.3KJ/kg、156820.8kcal/h
2）甲醇输送泵P101、P102的物料106#与107#、115#与116#带入系统冷损：857002KJ/kg、204691kcal/h，占系统冷损的3.6358%。
故甲醇循环量造成系统冷损5173963kcal/h，占系统冷损95.42%。
1.2 低温甲醇洗物料消耗
1）循环水262#、264#：0.55MPa、30℃、36.19+524.465=560.655吨/h；
2）低压蒸汽240#：0.56MPa、156.13℃、14.025吨/h；245#：1.2MPa、187.78℃、7.146吨/h；
3）气提氮气250#：0.5MPa、40℃、580kmol/h、13000NM3/h；
4）脱盐水270#：1.5MPa、40℃、6吨/h；
5）电力消耗P101：110KW；P102：135KW；P103：380KW；P104：320KW；P105：1850KW；P106：50KW；P107：10KW；P108：7KW；C101：920KW；合计：3782KW；
6）富碳甲醇48#、富硫甲醇61#合计带出CO+H2：44.39kmol/h、995NM3/h，工艺气损耗率0.3739%。
结论：改进、操作层面只需降低低温甲醇洗甲醇循环量就可以相应、几乎对应地降低系统冷损；相应降低甲醇输送的动力消耗；相应降低循环气压缩机功耗；降低气提氮气消耗、降低热再生热量需求、相应降低甲醇夹带的有效气体（CO、H2）。
2 低温甲醇洗节能方案
低温甲醇洗流程示意图如图2所示
图2贫甲醇4#的量用于满足脱碳塔吸收脱除二氧化碳、以及用于满足脱硫塔吸收脱除和用于满足浓缩塔吸收脱除硫化氢。
2.1 脱硫气冷凝分离二氧化碳
如图2所示的流程，脱硫塔出口的工艺气进行冷凝分离二氧化碳，虽然可以减少脱碳塔吸收洗涤二氧化碳甲醇的5#用量，但脱硫塔脱硫甲醇6#的量、以及浓缩塔脱除硫化氢7#的量不会改变。
所以，甲醇循环量4#降低幅度不大。
2.2 变换气冷凝分离二氧化碳和硫化氢
如图2所示的流程，进脱硫塔工艺气直接进行冷凝分离，可以冷凝分离部分二氧化碳和硫化氢（硫化氢在液体二氧化碳中有一定的溶解量），虽然可以减少脱硫塔吸收脱除硫化氢6#的量、减少脱碳塔吸收脱除二氧化碳5#的量，但工艺气凝液闪蒸气需要经过浓缩塔处理、气量增大浓缩塔脱除硫化氢7#的量相应增加。
所以，甲醇循环量4#降低幅度不大。
2.3 变换气凝液分离二氧化碳
如图2所示的流程，进脱硫塔工艺气直接进行冷凝分离，凝液再经过专有技术处理、分离其中的部分二氧化碳、进入浓缩塔待处理的气量减少，就可以可以减少脱硫塔吸收脱除硫化氢6#的量、减少脱碳塔吸收脱除二氧化碳5#的量、减少浓缩塔吸收脱除硫化氢7#的量。
凝液分离二氧化碳：即用专有技术处理、引入第三方介质从凝液中分离出部分纯二氧化碳。
所以，甲醇循环量降低幅度较大，节能效应显著。
冷凝过程存在冷量，但只要合理利用凝液气化闪蒸过程的冷量，造成的冷损可以忽略。
本技术特点：1.变换气直接冷凝分离二氧化碳、硫化氢；2.凝液直接分离出纯净的二氧化碳。
相关授权发明专利信息：
1 《一种节能型低温甲醇洗的装置及方法》 申请日：2018.10.31专利号：ZL201811288498.0 发明人：崔静思李晓辉
特点：对低温甲醇洗所需处理的变换气进行先期的冷凝分离部分二氧化碳、同时由液体二氧化碳带出变换气中的部分硫化氢……
2 《一种低温甲醇洗净化方法及装置》申请日：2021.01.26 申请号：202110103438.2 发明人：张述伟管凤宝 赵晋 李燕 梁锋
特点：对原料变换气进行冷凝、气液分离，得到含有CO2的液体和分离后的原料气……
{:1110_549:} {:1110_553:} {:1110_549:} {:1110_553:} {:1110_550:} {:1110_562:} 谢谢楼主的无私分享。 ................................ {:1110_553:} 了解一下相应资料。 值得分享的消息，谢谢！ 流程图没显示啊？ {:1110_549:} 感谢资料共享。 {:1110_550:} {:1110_550:}{:1110_553:}{:1110_554:}
感谢资料共享
谢谢楼主的分享！！！ 学习一下，谢谢分享
页:
[1]
2