煤化净化工艺原理和分析项目介绍(-75张)课件.ppt

1、煤化净化工艺原理和分析项目介绍变换工段简介二二总论：净化的原理和主要单元一一低温甲醇洗工段简介三三硫回收工段简介四四氢碳分离和变压吸附（PSA）工段简介五五总论：净化工段总论：净化工段净化装置的主要单元二二净化原理一一第一部分、总论：净化原理和净化装置主要单元第一部分、总论：净化原理和净化装置主要单元一、净化的原理?从气化工段过来的粗合成气，通过变换把一氧化碳的浓度降低，提高氢气的浓度，调整两个有效气体的组份在设计范围内。通过低温甲醇洗单元，除去硫化氢气体，得到净化气。再经过氢碳分离、变压吸附（PSA）得到纯度较高的氢气、一氧化碳。硫化氢气体去硫回收单元。二、净化装置主要单元1、变换装置2、低

2、温甲醇洗3、氢碳分离4、变压吸附（PSA）5、硫回收变换工艺流程简图二二变换的工艺原理及反应方程式一一变换工艺的特点三三第二部分、变换工段简介第二部分、变换工段简介一、工艺原理及反应方程式?1、工艺原理：变换就是在一定的压力和温度条件下，在催化剂的作用下，使工艺气体中的CO和H2O（g）发生变换反应生成H2和CO2，CO变换是一个可逆放热反应，其反应方程式为：?H2O+CO CO2+H2+41.2KJ/mol?从化学平衡上看降低CO2浓度，降低温度，增加水蒸汽量可以使平衡右移，提高CO转化率。一、工艺原理及反应方程（续）?一氧化碳在某种条件下，能发生下列副反应：?CO+H2 C+H2O (1)

3、?CO+3H2 CH4+H2O (2)?CO2+4H2O CH4+2H2O (3)?这几个副反应都是放热反应，甲烷化反应会使催化剂床层温度飞升，析碳反应造成催化剂失去活性，一氧化碳变换技术不仅要防止甲烷化副反应的发生，而且要有利于节能。一、工艺原理及反应方程式（续）?一氧化碳在某种条件下，能发生下列副反应：?CO+H2 C+H2O (1)?CO+3H2 CH4+H2O (2)?CO2+4H2O CH4+2H2O (3)?这几个副反应都是放热反应，甲烷化反应会使催化剂床层温度飞升，析碳反应造成催化剂失去活性，一氧化碳变换技术不仅要防止甲烷化副反应的发生，而且要有利于节能。气化出口合成气与变换单元

4、出口气体组分比较?C-1707塔顶出口粗合成气（AP1707A/B/C）?H2:17.13%?CO:69.21%?CO2:11.51%?H2S:1.42%?COS:0.22%?H 2:3 3.8 9%CO:38.00%?CO2:26.81%?H2:4 1.5 5%CO:22.00%?CO2:35.30%说明：通过变换后H2:CO=2:1二、变换工艺流程简图Lorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipisicing elit.E-2101水煤气废锅V-2101第一水分离器E-2102煤气预热器V-2102煤气过滤器R-2101第一变换炉E-2103 1.

5、8Ma废锅（）R-2102第二变换炉E-2104 1.8Ma废锅（）E-2105锅炉给水预热器E-2106脱盐水加热器E-2107变换气水冷器V-2103第二水分离器E-2112变换器冷却器R-2103有机硫水解槽AP-2101AP-2107AP-2114AP-2105 三、变换工艺特点?一、催化剂：采用钴（Co）钼（Mo）耐硫催化剂?钴钼耐硫催化剂的特点：?1、耐硫性强：对工艺气中硫的含量只有最低要求，无上限要求；因此使整个净化流程更为简单。?2、较宽的温度范围：钴-钼耐硫催化剂起活温度较低，一般宽温变换低汽气比催化剂180即可起活，最高温度可耐450，较宽的温度范围适应于CO浓度高而引起温

6、升大的特点。?Co-Mo耐硫变换催化剂广泛用于煤化工项目，技术成熟可靠。三、变换工艺特点（续）?二、采用部分原料气变换工艺。?为满足EG合成CO指标要求和节能原则，部分变换按如下方式设置：原料气中约45%的气量进一段变换，原料气中约30%的气量作为一段高温变换气的冷激气进二段变换，剩余25的气量与二段变换出口的变换气混合后进三段变换。这样既节省中压蒸汽也避免甲烷化副反应的发生，同时也满足EG合成对CO浓度的要求，调节手段灵活。三、变换工艺特点（续）?三、一氧化碳变换采用低汽气比流程?目的是为节省蒸汽消耗，一段在正常情况下不加蒸汽，利用原料气携带的水进行反应，二段和三段采用低压锅炉给水激冷，采用

7、激冷流程一方面提高入口水气比、另一方面降低变换入口温度。?四、一氧化碳变换余热采用分等级回收方式?高温工艺余热采用预热锅炉给水的方式回收，低温工艺余热预热除盐水。在R-2101出口有一台1.8Ma的废热锅炉（E-2103),在R-2102出口有一台1.8Ma的废热锅炉（E-21041)CO2和H2S气体的提纯方法二二低温甲醇洗工艺原理一一低温甲醇洗工艺特点三三低温甲醇洗工艺流程简述四四低温甲醇洗主要单元和分析项目五五第三部分、低温甲醇洗工第三部分、低温甲醇洗工段简介段简介生活小常识喝啤酒?问题1、人们在夏天为什么喜欢喝啤酒？?问题2、啤酒瓶打开前和打开后有什么不同现象？?问题3、打开从冰箱内拿

8、出来的啤酒瓶和打开放在室内的啤酒瓶，会有什么不同之处？?问题4、从喝啤酒这个试验中，你受到哪些启发？你喝过啤酒吗？溶解度的大小与溶质和溶剂的性质有关。2溶液对气体有一定的溶解性。1溶液的压力对溶解度大小有关。3溶液的温度对溶解度大小有关。4喝啤酒的启示喝啤酒的启示一、低温甲醇洗工艺原理?低温甲醇洗原理：以拉乌尔定律和亨利定律为基础，依据低温状态下的甲醇具有对H2S和CO2等酸性气体的溶解吸收性大、而对H2和CO溶解吸收性小的这种选择性来脱除变换气中的H2S和CO2等酸性气体，从而达到净化变换气的目的。上述过程是物理吸收过程，吸收后的甲醇经过减压加热再生，分别释放出CO2、H2S气体。-40（2

9、33K）时各种气体在甲醇中的相对溶解度不同气体在甲醇中的溶解度二、二氧化碳和硫化氢的提纯方法?根据气体在甲醇中的不同溶解度，可采用分级减压、惰性气体(氮气)气提或加热再生解吸的方法回收溶解的有用气体、以及得到CO2产品气、H2S酸性气体、放空尾气。三、低温甲醇洗工艺特点?1、低温甲醇洗装置的吸收塔采用四段吸收，各段吸收剂-甲醇的温度较低，温度一般在-40-60左右；在较低温度条件下，它可以同时脱除原料气中的H2S、COS、RSH、CO2、HCN、NH3、NO以及石蜡烃、芳香烃、粗汽油等组分，且可同时脱水使气体彻底干燥，所吸收的有用组分可以在甲醇再生过程中回收。甲醇洗涤塔三、低温甲醇洗工艺特点（

10、续）?2、气体的净化度很高。净化气中总净化气中总的硫含量可脱至的硫含量可脱至0.1ppm以下，以下，CO2可脱至可脱至20ppm以下。以下。三、低温甲醇洗工艺特点（续）?3、吸收的选择性比较高。H2S和CO2在同一设备（C-2201）的不同部位分别吸收，在不同的设备和不同的条件下分别回收。由于低温时H2S和CO2在甲醇中的溶解度都很大，所以吸收溶液的循环量较小，特别是当原料气压力比较高时尤为明显。另外，在低温下H2和CO等在甲醇中的溶解度都较低，甲醇的蒸气压也很小，这就使有用气体和溶剂的损失保持在较低水平。三、低温甲醇洗工艺特点（续）?4、甲醇的热稳定性和化学稳定性都较好。甲醇不会被有机硫、氰

11、化物等组分所降解，在操作中甲醇不起泡、纯甲醇对设备和管道也不腐蚀，因此，设备与管道大部分可以用碳钢或耐低温的低合金钢。甲醇的粘度不大，在-30时，甲醇的粘度与常温水的粘度相当，因此，在低温下对传递过程有利。此外，甲醇也比较便宜容易获得。三、低温甲醇洗工艺特点（续）?5、采用专有的高效绕管式换热器，减少阻力，提高换热效率，特别是多股物流的换热效率，使工艺流程更为简捷，节省占地便于集中布置。?6、在甲醇循环回路中设置甲醇过滤器，除去FeS、NiS等固体杂质，防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。四、低温甲醇洗工艺流程简述?1、来自变换工段的原料气已用锅炉给水洗涤使其中的NH3含量降至2ppm以下。进

12、低温甲醇洗系统的原料气先喷射少量防结冰甲醇，在E-2201中与净化气、CO2气和尾气换热冷却并在V-2201罐分离出水分后进入洗涤塔C-2201下部的脱硫段，C-2201塔共分为四段，最下段为脱硫段，上面的三段为脱碳段。在脱硫段原料气经富含CO2的甲醇液洗涤，脱除H2S、COS和部分CO2等组分后进入脱碳段，进入脱碳段的气体已不含硫。在C-2201塔顶用贫甲醇液洗涤，将原料气中的CO2脱除至满足净化要求，净化气由塔顶引出，经E-2217、E-2201换热回收冷量后送出装置。脱碳段间设有两个中间冷却器E-2205和E-2206。变换来的原料气K2201循环气压缩机尾气去C-2206CO2去锅炉烟

13、囱放空/取气化界区净化气去精脱硫/气化来自C-2202来自C-2203去E-2217甲醇/水溶液去E-2216喷淋甲醇E-2217V-2201V-2203v-2202K2201循环气压缩机c-2202C-2202/C-2203C-2205来自C-2004的贫甲醇四、低温甲醇洗工艺流程简述（续）?2、吸收了H2S和CO2后，从C-2201塔脱硫段出来的含硫甲醇富液经换热、降温再减压后在V-2202罐闪蒸出溶解的H2、CO气及CO2、H2S等气体。同样，从吸收塔脱碳段出来的不含硫的甲醇液经换热、降温再减压后在V-2203罐闪蒸出溶解的H2、CO气及CO2等气体。闪蒸气体汇合后经循环气压缩机K-22

14、01增压后返回到原料气中，回收有用气体。四、低温甲醇洗工艺流程简（续）?3、从V-2202罐出来的含硫甲醇减压后送入C-2202塔下部，闪蒸出溶解的CO2，同时溶解的H2S也部分闪蒸出来。从V-2203罐出来的不含硫甲醇液一部分经减压进入后C-2202塔顶部的闪蒸罐，闪蒸解吸出溶解的CO2，同时洗涤塔内从V-2202来的的含硫富液闪蒸出的含硫气体；另一部分送到C-2203塔上部的闪蒸罐，也闪蒸解吸出溶解的CO2的气体返回C-2203塔上部，洗涤塔内从C-2202中段来的的含硫富液闪蒸出的含硫气体。C-2202塔顶得到CO2产品气，此气体与C-2203塔顶罐来的CO2气混合，通过E-2219与洗

15、涤塔底含硫富液换热，再通过E2201与原料气换热后送出系统。多余的CO2产品气与尾气汇合去C-2206塔水洗后放空。V-2203无硫甲醇闪蒸汽V-2207甲醇回收CO2来自C-2203E-2219E-2201C-2203中部C-2202CO2解吸塔C-2203下部四、低温甲醇洗工艺流程简（续）?4、从C-2203塔上段下部出来的甲醇液为无硫甲醇，通过E-2208与贫甲醇换热，再通过E-2206与洗涤塔段间甲醇换热后，温度进一步提高，在V-2207闪蒸出部分溶解的CO2气，闪蒸气通入C-2202塔下段，液体用泵P-2202升压后，通过E-2207进一步升温后也通入C-2202塔下段，继续闪蒸出溶

16、解的CO2气。C-2202塔底甲醇液进入C-2203塔下段，在此段用氮气进行气提，塔底得到CO2含量较低而且温度也较低的甲醇液，此甲醇液含有少量CO2和基本上原料气中所有的硫化物，用P-2203泵升压，在换热器E-2209中与从热再生塔C-2204来的贫甲醇换热后进入C-2207塔进行氮气汽提。无硫甲醇来自V-2203含硫甲醇来自C-2202中部含硫甲醇来自C-2202下部CO2去C-2202顶部C-2207来自DMO中间灌区的甲醇C-2203H2S浓缩塔C-2202底部P-2203E-2209来自C-2207的尾气C-2207氮气汽提塔低压氮气富甲醇来自E-2209E-2210P-2211尾

17、气去C-2203塔C-2204热再生塔四、低温甲醇洗工艺流程简（续）?5、贫甲醇从C-2204塔底出来后温度较高，经E-2210换热降温后进入贫甲醇罐V-2204。贫甲醇在V-2204罐中用泵P-2204抽出，经E-2218、E-2209、E-2222和E-2208换热降温后送到洗涤塔C-2201顶部作为洗涤剂，完成甲醇循环。C-2204塔顶得到的H2S浓度较高的气体，经冷却后分离出含硫甲醇液。H2S分离过程中的含硫甲醇液返回C-2203塔底，分离出具有较高H2S浓度的酸性气作为酸性气产品送往硫回收工序；必要时少量H2S气循环回C-2203塔内，用以提高酸性气产品中的H2S浓度。来自C-220

18、7底部富甲醇V-2204闪蒸汽去火炬放空最终C-2201四、低温甲醇洗工艺流程简（续）?6、从V-2201罐分离出来的含水甲醇，经E-2216换热后进入V-2208罐，闪蒸出的气相送C-2203塔，液相送入甲醇水分离塔C-2205中部。从尾气水洗塔C-2206塔底出来的含有少量甲醇的水溶液也进入C-2205塔中部；从C-2204塔底出来的少量贫甲醇通过E-2216换热后作为C-2205塔项的回流。C-2205塔顶的甲醇蒸汽返回热再生塔C-2204中部，C-2205塔底得到甲醇含量达到排放标准的水，换热降温后送出系统。热再生来的富甲醇热再生来的贫甲醇V-2201来的甲醇水溶液洗涤水五、低温甲醇洗

19、主要单元和分析项目五、低温甲醇洗主要单元和分析项目有效气体中压解析单元2原料气吸收单元1低压解吸单元3氮气汽提单元4热再生单元5甲醇/水分离单元66尾气回收单元71、甲醇洗涤塔：C-2201,2、含硫甲醇闪蒸槽：V-22022、二氧化碳解吸塔：C-2202,3、硫化氢浓缩塔：C-2203,4、热再生塔：C-2204,5、氮气汽提塔：C-2207，操作压力要从甲醇的循环量和节能等多方面考虑。另外还有甲醇回收塔：C-2205，尾气回收塔：C-2206。1、原料气吸收单元?1、作用：吸收原料气中的硫化氢、羰基硫和二氧化碳，将有效气体（H2和CO）分离出来。主要设备：C-2201（甲醇洗涤塔）?2、主

20、要分析点及分析项目：?1）AP-2201：全分析；?2）AP-2203：测定尾气中的微量硫。?3）AP-2205：原料气分离罐液相中甲醇和水含量。?4）AP-2206：原料气分离罐气相组分，全分析。1、原料气吸收单元（续）?5）AP-2207：C-2201脱碳段出口富甲醇，只有CO2。?6）AP-2213：C-2201塔底富甲醇，除了CO2，还有H2S+COS。?7）AP-2008，AP-2209，AP-2210：检测C-2201塔A、B、C三段甲醇对工艺气中H2S+COS的吸收情况，H2S+COS0.1ppm?8）AP-2212：监控工艺气体质量，H2和CO中H2S+COS0.1ppm，CO

21、210ppm，CH3OH10ppm。2、有效气体的中压解吸?1、主要作用：回收溶解在甲醇中的少量H2和CO。主要设备：V-2202（含硫甲醇闪蒸槽）?2、主要分析点及分析项目：?1）AP-2215：V-2203闪蒸槽出口闪蒸汽，?H2：16.99%，CO：20.25%。?2）AP-2201，循环气中H2和CO。?H2：16.82%，CO：20.44%。3、低压解吸单元?1、作用：在低压(常压，甚至负压)下解吸溶解的CO2气。设备号：C-2202(CO2解析塔）,?2、主要分析点及分析项目：?1）AP-2204：CO2产品质量，控制H2S+COS小于5mg/Nm3。取样点在原料气冷却器E-221

22、7出口。?2）AP-2216：检测V-2207（甲醇闪蒸槽）气相出口进入C-2202闪蒸汽中H2S+COS含量。?3）AP-2217：C-2202塔顶CO2质量。H2S+COS小于5mg/Nm3。?4）AP-2218,AP-2219：C-2202塔釜和中断出口富甲醇中CO2含量。4、氮气汽提单元?1 1、作用：进一步降低甲醇中溶解的作用：进一步降低甲醇中溶解的COCO2 2分压，可使分压，可使COCO2 2解吸解吸更彻底些，相当于负压更彻底些，相当于负压(接近真空接近真空)操作。设备号：操作。设备号：C-2203C-2203（H H2 2S S浓缩塔），浓缩塔），C-2207C-2207（N

23、N2 2汽提塔）汽提塔）?2、主要分析点及分析项目：?1）AP-2221：分析C-2203回流液和DMO中间罐区甲醇中CO2含量，?2）AP-2230：分析甲醇中CO2和H2S含量，该甲醇回到C-2202底部解析出CO2。?3）AP-2232：C-2207塔底富甲醇中CO2和H2S含量，该富甲醇进入C-2204解析出H2S。5、热再生单元?1 1、作用：采用升温解吸，即热再生，使甲醇完全再生得到、作用：采用升温解吸，即热再生，使甲醇完全再生得到贫甲醇，同时得到贫甲醇，同时得到H H2 2S S酸性气体。设备号：酸性气体。设备号：C-2204C-2204（热再生（热再生塔）塔）?2、主要分析点及

24、分析项目：?1）AP-2222,AP-2223,AP-2226：C-2204塔底贫甲醇中微量H2O和微量H2S分析，AP-2226中的甲醇由于经过过滤等工序，无H2S。?2）AP-2224：C-2204塔顶回流罐底富甲醇中硫化氢含量，主要是H2S气体冷凝液中的组分。?3）AP-2215：E-2214管程出口去硫回收H2S气体含量。H2S：大于30%。6、甲醇/水分离单元?1、作用：回收循环甲醇中的水分。?设备号：C-2205（甲醇/水分离塔）?2、主要分析点及分析项目：?1）AP-2227:废水中的甲醇含量，小于：0.01%，?pH在56。?2）AP-2228:回收甲醇中的水含量。0.10.3

25、%7、尾气回收单元?1、回收尾气中的微量硫和甲醇。设备号：C-2206（尾气回收塔）?2、主要分析点及分析项目：?1）AP-2231：C-2206塔顶放空尾气中的H2S+COS符合排放标准方可排放。H2S+COS25ppm。?其它：污甲醇罐内甲醇质量，水，CO2，H2S等。硫回收工艺技术简介2硫回收装置的任务1WSA硫回收工艺原理3WSA硫回收工艺特点4第四部分、硫回收第四部分、硫回收工段简介工段简介WSA简单工艺流程及分析项目5一、硫回收装置的任务?1、将热再生装置来的酸性气体（H2S浓度大于30%）及变换冷凝液汽提塔来的含氨汽提气（H2S浓度大于10%），通过酸性气燃烧炉（F-2301)过

26、氧燃烧，其中酸性气体全部转化成SO2，过程气中大部分SO2在R-2303中转化为SO3，然后在WSA冷凝器中水合生成H2SO4.?2、在冷凝器出口的尾气达标（SO2小于960mg/Nm3,H2S+COS 小于25ppm,NOX小于240mg/Nm3）送往硫回收烟囱排放。二、硫回收工艺技术简介?含H2S酸性气体的处理，工业生产中多采用以下几种工艺：?1、固定床催化氧化工艺：固定床催化氧化工艺：主要为克劳斯硫回收工艺及各种改进工艺。主要产品为硫磺。?2、酸性气硫回收湿法制酸酸性气硫回收湿法制酸工艺：简称WSA工艺。主要产品为98%以上的硫酸。我公司采用该工艺法回收H2S。?3、液相直接氧化液相直接

27、氧化工艺。?4、生物脱硫生物脱硫硫回收工艺。三、WSA硫回收工艺原理 1、WSA硫回收工艺原理?用催化技术回收硫化氢和其他硫化物中的硫，把它们转化成工业级硫酸，过程无需添加化学品或吸附剂，且不生成液体废物。四、WSA硫回收工艺特点?1、气体中约99.3%的硫元素得到回收。?2、WSA工艺非常适合处理各种浓度的含硫气体,H2S含量从2%60%(V)的各种不同气体都能处理。?3、除了净化的尾气外，得到的产品是经浓缩的工业硫酸和蒸汽。?4、该工艺流程简单,能效高。?5、没有需要掩埋或进一步处理的生产废物。?6、生产过程中不需要工艺水,且不产生废水。硫回收简单工艺流程图及取样点2WSA简单工艺流程简介

28、1硫回收单元各分析点主要分析项目3五、WSA简单工艺流程及分析项目1、WSA简单工艺流程简介?1、从脱硫/脱碳及变换工段来的酸性气和燃料气、空气一起进入焚烧炉(F-2301)焚烧，燃烧产生的含SO2气体经废锅(E-2302)回收热量后进入SO2转化器(R-2303)。通过托普索公司的催化剂，把SO2氧化成SO3。?2、气 体 中 的 部 份 S O3与 水 反 应 生 成 硫 酸 蒸 汽(S O3+H2OH2SO4(g)+24Kcal/mole)。出工艺气冷却器(E-2306)的反应气体在WSA冷凝器(E-2307)中进一步被空气冷却，同时全部SO3与水反应生成H2SO4。?3、在WSA冷凝器

29、(E-2307)的垂直玻璃管内，酸被空气冷凝，聚集于底部，酸浓度为98%，温度约250，进入酸槽(V-2320)，通过酸泵(P-2321A/B)加压后进入酸冷器(E-2322)被循环水冷却至3040后，大部分循环回酸槽(V-2320)，其它作为产品硫酸送入硫酸罐区。1、WSA简单工艺流程简介?1、在酸性气燃烧炉（、在酸性气燃烧炉（F-2301）中发生的反应）中发生的反应主反应：?2H2S +3O2 2SO2 +2H2O?2、在二氧化硫转化器（、在二氧化硫转化器（R-2303）中发生的反应：）中发生的反应：SO2 +1/2O2 SO3 +23.6kcal/mole SO3(g)+H2O(g)H2

30、SO4(g)+24.1kcal/mole?3 3、在、在WSAWSA冷凝冷却器冷凝冷却器(E-2307)(E-2307)中发生的反应中发生的反应?SO3(g)+H2O(g)H2SO4(g)+24.1kcal/mole2、硫回收简单工艺流程图及取样点F-2301焚烧炉来自变换的酸性气脱硫脱碳的酸性气AP-2301AP-2302燃料气、空气E-2302/E-2303R-2303SO2转换器E-2304E-2305E-2306AP-2303E-2307WSA冷凝器AP-2304AP-2306烟囱AP-2305热空气V-2320酸槽98%250E-2322酸冷却器3040P-2321A/BAP-230

31、8硫酸去酸碱站V-2361汽包AP-2307锅炉排污循环水循环水3、硫回收单元各分析点主要分析项目?1、AP-2301,AP-2302。进入焚烧炉（F-2301）酸性气组分。?AP-2301:H2S10.28%；AP-2302：H2S:35.27%2、AP-2303。R-2303入口工艺气体。?H2O:7.74%；O2:321%；SO2：5.11%；SO3:0.25%?3、AP-2304。R-2303出口工艺气体。?SO2：400ppm；SO3:3.73%?4、AP-2305，AP-2306：WSA出口清洁气体和锅炉烟道气。检测SO2和SO3排放是否达标。SO2:550ppm，SO340ppm

32、。4、硫回收单元各分析点主要分析项目（续）?5、AP-2307：锅炉排污水。?主要分析项目及指标：?SiO2:2.0mg/L,电导率：150ms/cm;?磷酸根：515mg/L；pH:911?6 6、AP-2308AP-2308：硫酸浓度分析：硫酸浓度分析?H2SO4:93H2SO4:9398%98%（wt)wt)。第五部分：深冷分离和变压吸附（第五部分：深冷分离和变压吸附（PSA）工艺简介）工艺简介变压吸附原理及特点2深冷分离原理及特点1深冷分离和变压吸附简单工艺流程简介3深冷分离和变压吸附取样点和分析项目深冷分离和变压吸附取样点和分析项目4 第一节 深冷分离原理和特点?1 1、原理：、原理

33、：部分冷凝部分冷凝和和甲烷洗甲烷洗工艺。工艺。?部分冷凝法：利用部分冷凝法：利用COCO与其他气体冷凝点的差别，使混合与其他气体冷凝点的差别，使混合气在气在165165210210的低温下，的低温下，令某一组份或几个组令某一组份或几个组份冷凝液化，其他组份保持气态，份冷凝液化，其他组份保持气态，从而将从而将COCO分离出来。分离出来。?甲烷洗工艺：利用甲烷洗工艺：利用低温下液态甲烷对低温下液态甲烷对COCO溶解力相当强的溶解力相当强的特点特点，在洗涤塔中用液态甲烷洗涤原料气中，在洗涤塔中用液态甲烷洗涤原料气中COCO，再通过，再通过CO/CHCO/CH4 4塔精馏得到塔精馏得到高纯度高纯度CO

34、CO。第一节 深冷分离原理和特点（续）?2、特点：?a）甲烷洗工艺制得的CO产品纯度高，收率也高。?b）流程简单、装置占地少，操作简便。?c）工艺成熟可靠。?3、不足：?a、必须脱除原料气中水和CO2，使其含量小于1ppm，否则在低温下堵塞管道。?b、目前该工艺技术需引进。第二节：变压吸附原理及特点?1、分离原理：两段全回收变压吸附、抽真空解吸，利用吸附剂对不同气体的吸附性能差异分离CO。?2、特点?a:氢气纯度可达99.9%以上，一氧化碳纯度98.5%以上。?b：工艺流程简单、能耗低，操作简单，常温下可操作，操作稳定性较好，对原料气无特殊要求。第三节：深冷分离和变压吸附工艺简介?1 1、深冷

35、分离和变压吸附主要单元：深冷分离和变压吸附主要单元：?a a、深冷分离的前端提纯系统。、深冷分离的前端提纯系统。?b b、冷箱系统、冷箱系统?c c、P.S.AP.S.A系统系统第三节：深冷分离和变压吸附工艺简介（续）?2、H2/CO分离的前端提纯系统作用：?去除上游带来的CO2和CH3OH等。该装置主要由两台分子筛吸附罐组成，一台工作，一台再生，再生气体为氮气。提纯后的合成气进入冷箱部分冷凝分离得到CO气体。第三节：深冷分离和变压吸附工艺简介（续）?3、冷箱的作用：?a、将氢气从原料气中分离出来送入PSA进一步提纯，?b、将冷凝液化的CO中的N2和CH4去除，得到合格的CO气体。?在冷箱中，

36、在-165-210时，CO，CH4，N2等气体被液化，而没有被液化的H2称为富氢气（H2在83-86%之间，其余为CO气体），进入PSA进一步提纯。第三节：深冷分离和变压吸附工艺简介?被液化的CO，CH4和N2气，用液态CH4洗涤原料气中CO，再通过通过CO/CH4塔(C-3103)和CO/N2塔（C-3104)精馏得到99%以上的高纯度的CO产品气体。高纯CO液体经减压后成为低压气体，经CO压缩机(K-3101)两段加压后抽出送草酸二甲酯合成工段。?冷量补充采用CO压缩、节流膨胀制冷。第三节：深冷分离和变压吸附工艺简介?4、变压吸附（P.S.A）系统的作用：?将冷箱分离出来的富氢气中的CO气

37、体分离出来并送入冷箱，得到99.9%以上的产品H2气送入EG工段。?该系统由主要设备?a、原料气分液罐：1台。b、吸附罐：10台?c、顺放罐：2台。d、逆放气缓冲罐：1台?e、解析器缓冲罐：1台?富氢气中的CO气体在吸附罐中被吸附，吸附罐失效后，通过顺放罐、逆放气罐缓冲罐、解析器缓冲罐得到再生。再生过程中的放空气体含有大量的CO气体，经P.S.A驰放气压缩机与冷箱中的闪蒸汽混合，经循环气压缩机压缩后回到冷箱。低温甲醇洗单元前段净化单元冷箱P.S.ASG-43再生气30富H2气P.S.A驰放气闪蒸汽CO压缩机循环压缩机CH4净化气N2净化气低压CO产品CO深冷分离和变压吸附（PSA）简单工艺流程

38、31AP-34331AP-10332AP-11132AP-11331AP-79131AP-50331AP-24631AP-729 31AP73031AP-51031AP-35132AP-112H2产品液氮液氮第四节：深冷分离和变压吸附的取样点和分析项目?1、深冷分离前端提纯系统分析项目?a：入口组分分析?位号：31AP-351?主要分析项目：重点是CO2和H2O，以防低温下堵塞管道，其余是CO，CH4。?b、再生气中N2分析?位号：31AP-343?主要分析项目：N2纯度及水分。第四节：深冷分离和变压吸附的取样点和分析项目（续）?2、冷箱分析项目?a、CO/CH4塔底（C-3103）去CO/N

39、2塔（C-3104）CO液体分析。?位号：31AP-246 分析项目：液体CO中CH4分析。?b、CO/N2塔（C-3104）底液体CO纯度分析和塔顶废气分析。?位号：31AP-510 分析项目：液体CO中CH4分析。（注）?31AP-503 分析项目：废气中N2和CO组分分析。?c、CO压缩机（K-3101）高压和中压段CO纯度CO产品气分析?位号：31AP-729,31AP-730,31AP-791（产品气取样点）?分析项目：CO气体纯度，组分中杂质H2O，CH4含量分析取样时如何防止低温冻伤？第四节：深冷分离和变压吸附的取样点和分析项目（续）?3、变压吸附（PSA）分析项目?a、冷箱出口、PSA进口富氢气组分分析?位号：31AP-103,32AP-111?分析项目：富氢气中H2和CO组分分析，H2含量在83-86%左右，剩余为CO。建议：这两个取样点可以合并为一个。?b、PSA出口产品氢气纯度分析?位号：32AP-112 分析项目：氢气产品中CO含量分析。?c、PSA解析气组分分析?位号：32AP-113 分析项目CO和H2组分。CO:53%,H2:46.5%氢气极易爆炸，取样时安全注意事项有哪些？THANK YOU