甲醇洗涤塔设计
1、 国内外发展状况
国外自
1954 年德国鲁奇公司在南非 Sasol 公司的合成燃料厂建成世界第
一套工业化的低温甲醇洗示范装置以来
,目前在国外已有近百套低温甲醇洗净化
装置投入生产运行。自二十世纪七十年代以来
,国外所建的以煤和重油为原料的大
型合成氨装置大多采用低温甲醇洗净化工艺脱除酸性气体。鲁奇公司的低温甲醇
洗工艺流程为
: 气化-脱硫-变换-脱碳, 变换工序设置在脱硫和脱碳之间。林德公司
的低温甲醇洗工艺则是在变换后选择性地进行一步法脱硫脱碳。随着低温甲醇洗
工艺的在工业化装置的广泛应用
,针对不同的原料和气化方法,鲁奇公司和林德公
司又开发出了多种工艺流程
,通过不断对原有流程的优化和设备的改进,使整个低
温甲醇洗流程的效率更高
,能量利用更为充分和合理。鲁奇低温甲醇洗工艺所需冷
量没有由中间循环甲醇提供系统
,而是全部由外部提供。甲醇溶液由于吸收温度低,
循环量相对较大
,与林德工艺相比,能耗稍高,吸收塔的体积也较大。由于系统冷量
由外部供给
,也使得操作调节相对灵活, 并通过新型塔板的设计,提高了塔的操作
弹性。近期鲁奇公司新设计的低温甲醇洗装置将相关设备组合为一体
,依靠液位和
重力输送液体
,减少了机泵和管道的数量和装置投资费用。林德低温甲醇洗采用林
德专利设备
---高压绕管式换热器,提高了换热效率,特别是多股物流的组合换热,
节省占地
,设备布置更为紧凑, 能耗更省。近期林德公司又对其结构进行了改进,分
为两部分组合
,分别采用不同的材料制造,使维修和清洗更加方便。原料气进入低
温甲醇洗装置后
,喷入少量循环甲醇,以防止气体在低温下结冰,避免系统发生堵
塞。在甲醇溶液循环回路中设置甲醇过滤器
,去除硫化亚铁和硫化镍等固体杂质,
以防止其在系统中积累而堵塞设备。此外
,针对生产中出现的问题采取了一些相应
的改进措施
,主要有:① 设置系统在预洗段已去除原料气中的 NH
3
和
HCN 等杂
质
;② 增大原料气分离器的容积用以降低其进入系统的温度;③ 在甲醇再生塔中增
设水提浓段
,以增强系统除水能力;④ 在半贫液中注入原料气,以抑制 FeS 和 NiS
的生成
,通过提压的措施使其在特定部位生成并及时去除。
我国对低温甲醇洗工艺的研究始于二十世纪七十年代
,中石化兰州设计院、
南化集团研究院、浙江大学、上海化工研究院、大连理工大学等单位在该工艺的基
础理论研究方面均取得了一定的成果。上海化工研究院和浙江大学在工艺计算方
面
,南化研究院在热力学和基础数据测定方面,兰州设计院在气液平衡计算数学模
型
,北京化工大学在气液相平衡方面均做了大量的工作。大连理工大学在化工工艺
模拟计算方面取得了较大的进展。国内目前已有多套大型酸性气体净化装置采用
了低温甲醇洗工艺
,有的装置已运行近二十年,在设计、施工、安装、操作等方面都