基于某厂低温甲醇洗工艺装置模拟与优化改进方案研究

发布时间：2021-03-11 07:48

　　甲醇是当代中国煤制化学品中最具代表性的产品。以煤为原料生产的甲醇合成气除含有CO、H₂等有效气体外,还含有各种硫化物和CO₂,这些酸性气体会腐蚀设备并使催化剂中毒失活,所以在合成之前必须对合成气进行脱碳脱硫处理。低温甲醇洗技术在煤制甲醇合成气净化中应用广泛。它是一种典型的物理吸收过程。低温甲醇对酸性气体的选择性很高,利用甲醇这一特点,可达到回收CO₂和硫化物的目的。论文首先以某厂低温甲醇洗工艺为研究对象,借助Aspen Plus模拟软件进行流程模拟,依次对流程中的C1塔、C2塔和C3塔的关键物流进行数据分析。在对关键设备分步模拟的基础上,进一步完成了低温甲醇洗工艺全流程的模拟,得出的模拟数据可知净化后的气体CO₂的摩尔分数低于4%,硫化物的浓度接近0%,说明该气体已经符合甲醇合成条件,可用于甲醇合成。另外排空气体也满足大气排空要求,回收热量后可直接排放,这些结果进一步验证了在模拟过程中选择的单元模块及物性方法是合理的。其次,依据生产企业扩产要求,对该工艺扩产改造后的模拟优化进行了研究。论文从低温甲醇... 

【文章来源】：西北大学陕西省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

标准煤制甲醇流程

西北大学硕士学位论文10对于这个公式中各个符号所代表的意义在前文内容中已经进行了详细的介绍，因此此处将不再过多解释。图2所示给出的是几类成分在甲醇中溶解度的相关信息。图2低温甲醇洗工艺物理特性图中纵坐标代表吸收剂的分压，横坐标代表吸收量。不难看出在吸收剂分压高时，物理吸收的效果优于化学吸收。而化学吸收在吸收剂分压低的时候吸收效果比物理吸收好。表2各种气体在甲醇中的相对溶解度气体H2溶解度CO2溶解度H2S25405.9CO24301.0COS15553.6CO5H21.0CH412N22.5表2是各气体在甲醇中溶解度的相关信息，从表中可得出CO2以及H2S/COS的溶解度相对来说更高一些。如果对这两种物质的溶解度进行比较，更高的则是H2S/COS，它们的主要作用在于可以更好的将脱碳与脱硫分开，并且根据实际情况有选择的开展[16]。表3表示的是各种气体的溶解热。

西北大学硕士学位论文12图3一步法低温甲醇洗装置配置图4两步法低温甲醇洗装置配置在煤制甲醇工艺中，如果先用低温甲醇洗将煤气中硫化物脱除，再经一氧化碳变换反应后，再用低温甲醇洗将煤气中的CO2脱除，这样的工艺称为两步法流程。但随着耐硫变化催化剂的使用，变换反应允许有硫化物的存在，这样就可以使煤气经过变换反应后通过低温甲醇洗一次性将脱碳和脱硫工作同时完成。此外，在考虑选择一步法流程和两步法流程时，还要从以下几点考虑：（1）一步法流程的优势在于脱硫脱碳工作同时进行，流程简单，比较节省能耗，如果企业的生产产品是甲醇，就可以选择一步法。但是如果是合成氨企业，需要单独回收CO2合成尿素，就需要用两步法流程。（2）在煤气化工艺中，如果气化压力低，煤气中的硫化物多，建议选择两步法先脱除一部分硫，这样除了变换反应影响小外，合成气的净化效果也好。

【参考文献】：
期刊论文
[1]低温甲醇洗工艺的进展与应用[J]. 谢辉.  化工设计通讯. 2018(09)
[2]煤制甲醇装置酸性气体脱除工艺技术的选择分析[J]. 徐龙军.  化工设计通讯. 2017(09)
[3]煤制甲醇生产工艺技术研究[J]. 吴宏伟.  化学工程与装备. 2017(09)
[4]低温甲醇洗工艺技术进展及应用分析[J]. 王中杰,叶涛.  化工管理. 2016(27)
[5]低温甲醇洗工艺以及常见问题分析[J]. 王雪松.  化工管理. 2016(26)
[6]低温甲醇洗工艺流程模拟[J]. 蒋晓伟,汪旭,刘莎,潘海敏,付强,孙恺.  化工设计. 2016(03)
[7]低温甲醇洗工艺中换热设备的布置与配管[J]. 袁建军,陈立著,冯德林.  化肥设计. 2016(02)
[8]对国内常见低温甲醇洗工艺的分析与论述[J]. 孟艳芳,关建锁.  山东化工. 2015(15)
[9]化工设计中流程模拟软件Aspen Plus的使用[J]. 彭江.  化工管理. 2015(05)
[10]低温甲醇洗工艺的技术优势及应用进展[J]. 汪家铭.  化肥设计. 2013(06)

硕士论文
[1]低温甲醇洗工艺的模拟与扩产改造方案研究[D]. 崔倩.大连理工大学 2016
[2]低温甲醇洗工艺模拟及工况优化[D]. 彭涛.青岛科技大学 2015
[3]Linde与Lurgi低温甲醇洗工艺在煤制甲醇项目应用分析及存在问题解决[D]. 张飞跃.天津大学 2012



本文编号：3076128