甲醇生產(chǎn)技術(shù)完美精華集課件

《甲醇生產(chǎn)技術(shù)》寧夏工商職業(yè)技術(shù)學院化工工程系《甲醇生產(chǎn)技術(shù)》寧夏工商職業(yè)技術(shù)學院單元一概述一單元二甲醇理化性質(zhì)二單元三甲醇生產(chǎn)方法三單元四技術(shù)發(fā)展四學習情景一甲醇生產(chǎn)技術(shù)緒論化工工程系單元一概述一單元二甲醇理化性質(zhì)二單元三甲醇生產(chǎn)方法2甲醇原料新技術(shù)下游產(chǎn)品甲醇能源單元一概述化工工程系甲醇原料新技術(shù)下游產(chǎn)品甲醇能源單元一概述化工工程系34無色透明、易揮發(fā)、可燃液體1235密度0.8100g/mL、沸點64.7℃溶于水、丙酮等，不溶于脂肪烴具有強毒性、誤飲可失明在空氣中的爆炸范圍6.0%~36.5%單元二甲醇理化性質(zhì)化工工程系4無色透明、易揮發(fā)、可燃液體1235密度0.8100g/mL4甲醛

合成乙酸二甲醚甲胺甲基氯化物酯類甲醇化工工程系甲醛合成乙酸二甲醚甲基氯化物甲醇化工工程系5甲烷部分氧化法氯甲烷水解法合成氣加壓催化氫化法123單元三甲醇生產(chǎn)方法化工工程系甲烷部分氧化法氯甲烷合成氣加壓催化氫化法123單元三甲醇生6與堿液共沸

氯甲烷水解法此法速度慢因水解法價格昂貴在工業(yè)上沒有得到應用此法速度慢，在此法速度慢，因水解法價格昂貴，在工業(yè)上沒有得到應用?；すこ滔蹬c堿液共沸氯甲烷水解法此法速度慢因水解法價格昂貴此法速7工藝流程簡單，建設(shè)投資節(jié)省氧化過程不易控制，易深度氧化生成碳的氧化物和水原料和產(chǎn)品損失很大甲醇的總收率不高（３０％）未實現(xiàn)工業(yè)化

甲烷部分氧化法化工工程系工藝流程簡單，建設(shè)投資節(jié)省甲烷部分氧化法化工工程系8中壓法低壓法高壓法溫度300~400℃壓力20~30MPa鋅鉻催化劑溫度240~300℃壓力10~20MPa銅系催化劑溫度240~300℃壓力5~10MPa銅系催化劑合成氣加壓催化氫化法化工工程系中壓法低壓法高壓法合成氣加壓催化氫化法化工工程系9單元一甲醇原料氣的要求1單元二以固體燃料制氣2單元三烴類造氣3單元四靜電除塵4學習情景二甲醇原料氣的制取化工工程系單元一甲醇原料氣的要求1單元二以固體燃料制氣2單元三10Phase1Phase2Phase3工業(yè)上合成甲醇原料氣的來源發(fā)展煤、焦炭等固體燃料天然氣、焦爐氣、煉廠氣、乙炔尾氣等輕質(zhì)石腦油、重油、油渣等化工工程系Phase1Phase2Phase3工業(yè)上合成甲醇原料11合理調(diào)配氫碳比例1合理控制CO2與CO的比例2原料氣對氮氣的含量的要求3原料氣對毒物及雜質(zhì)的要求4單元一甲醇原料氣的要求化工工程系合理調(diào)配氫碳比例1合理控制CO2與CO的比例2原料氣對氮氣的12合理調(diào)配氫碳比例化工工程系合理調(diào)配氫碳比例化工工程系13合理控制CO2與CO的比例

一般認為，原料氣中二氧化碳最大含量實際上決定于經(jīng)濟因素，最大允許CO2含量為12%~14%，通常在3.0%~6.0%的范圍內(nèi)。一定量二氧化碳存在的優(yōu)點：

(1)提高反應速度，保持催化劑的高活性

(2)易于控制床層溫度、延長催化劑壽命

化工工程系合理控制CO2與CO的比例

一般認為，原料氣中二氧化碳最14甲醇生產(chǎn)時要求造氣工段要設(shè)法降低氮氣含量，以降低氣體輸送和壓縮做功、同時減少防空造成的氣體損失。

原料氣對氮氣的含量的要求化工工程系甲醇生產(chǎn)時要求造氣工段要設(shè)法降低氮氣含量，以降低15原料必須經(jīng)過凈化工序，清除油水、粉塵、羥基鐵、氯化物及硫化物、氨等，其中最重要的是清除硫化物。

硫化物的影響：硫化物會使催化劑中毒腐蝕設(shè)備及管道影響產(chǎn)品質(zhì)量原料氣對毒物及雜質(zhì)的要求化工工程系原料必須經(jīng)過凈化工序，清除油水、粉塵、羥基鐵、氯化物及硫化物16

1

234合理的氫碳比例合理的CO2和CO比例合理的氮氣含量凈化氣體清除有害雜質(zhì)小結(jié)：對原料氣的要求化工工程系1234合理的合理的CO2和CO比例合理的氮氣含174對固體燃料性能的要求123固定床間歇法制水煤氣的原理單元二以固體燃料制甲醇原料氣固定床間歇法制水煤氣的方法4氧氣-水蒸氣連續(xù)氣化法化工工程系4對固體燃料性能的要求123固定床間歇法制水煤氣的原理單元二18水分<5%固定碳約84%灰分<15%硫含量<1%灰熔點約1250℃揮發(fā)分<6%要求對固體燃料性能的要求同時要求固體原料粒度均勻、機械強度高、熱穩(wěn)定性好、化學活性高化工工程系水分<5%固定碳約84%灰分<15%硫含量<1%灰熔點約1219原料：無煙煤、焦炭或各種煤球固定床間歇法制水煤氣的原理原理：1、以空氣為氣化劑2、以水蒸氣為氣化劑化工工程系原料：無煙煤、焦炭或各種煤球固定床間歇法制水煤氣的原理原理：20水煤氣生產(chǎn)的特點:生成煤氣的組成和數(shù)量呈周期性變化固定床間歇法制水煤氣的方法干餾層氣化層干燥層灰渣層燃料層的分區(qū)化工工程系水煤氣生產(chǎn)的特點:生成煤氣的組成和數(shù)量呈周期性變化固定床間歇21固定床間歇法制水煤氣的原理

圖2-1

固定床煤氣發(fā)生爐圖2-2

煤氣爐內(nèi)燃料層分區(qū)化工工程系固定床間歇法制水煤氣的原理圖2-1固定床煤氣發(fā)生爐圖2-222吹風階段蒸汽吹凈階段一次上吹制氣階段下吹制氣階段空氣吹凈階段水煤氣生產(chǎn)的工作循環(huán)

二次上吹制氣階段

水煤氣生產(chǎn)的工作循環(huán)化工工程系吹風階段蒸汽吹凈階段一次上吹制氣階段下吹制氣階段空氣吹凈階段23吹風和制氣1水汽系統(tǒng)2高壓油流程3造氣循環(huán)水流程4

制氣工藝流程化工工程系吹風和制氣1水汽系統(tǒng)2高壓油流程3造氣循環(huán)水流程4制24固定床間歇法制水煤氣的工藝流程圖2-3

固定床間歇法制水煤氣的工藝流程化工工程系固定床間歇法制水煤氣的工藝流程圖2-3固定床間歇法制水煤25流化床加壓氣化法固定床加壓氣化法氣流床加壓氣化法123氧氣-水蒸氣連續(xù)氣化法化工工程系流化床加壓氣化法固定床加壓氣化法氣流床加123氧氣-水26氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氣基本原理烴類造氣天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氣工藝流程單元三烴類造氣化工工程系氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氣基本原理烴類造氣天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化制氣工藝流程27原料：天然氣、油田氣、煉廠尾氣、焦爐氣及裂化氣等，氣態(tài)烴中一般都含有大量的甲烷。氣態(tài)烴蒸汽轉(zhuǎn)化制氣化工工程系原料：天然氣、油田氣、煉廠尾氣、焦爐氣及裂化氣等，氣態(tài)烴28影響甲烷轉(zhuǎn)化反應速率的因素催化劑內(nèi)擴散速度

溫度氫氣的含量化工工程系影響甲烷轉(zhuǎn)化反應速率的因素催化劑內(nèi)擴散溫度氫氣的化工工程系291一段轉(zhuǎn)化在外加熱式的一段轉(zhuǎn)化爐的轉(zhuǎn)化管內(nèi)進行蒸汽轉(zhuǎn)化反應，溫度控制在780~820

℃，轉(zhuǎn)化氣中的甲烷含量降低9~11℃2二段反應首先在燃燒室李，部分可燃氣體與氧氣進行劇烈燃燒反應；高溫條件下，使剩余的甲烷與二氧化碳、水蒸氣轉(zhuǎn)化完全。兩段轉(zhuǎn)化反應化工工程系1一段轉(zhuǎn)化2二段反應兩段轉(zhuǎn)化反應化工工程系30天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝流程化工工程系天然氣蒸汽轉(zhuǎn)化的工藝流程化工工程系31此單元內(nèi)容為選修，學生自學單元四靜電除塵化工工程系此單元內(nèi)容為選修，學生自學單元四靜電除塵化工32單元一脫硫的方法一單元二水煤氣濕法脫硫崗位操作二單元三各種脫硫凈化方法的綜合應用三學習情景三脫硫化工工程系單元一脫硫的方法一單元二水煤氣濕法脫硫崗位操作二單元33硫化氫H2S

硫醇RSH二硫化碳CS2硫氧化碳COS硫醚RSR噻吩C4H4SS的形態(tài)原料氣中硫的存在形態(tài)化工工程系硫化氫H2S硫醇RSH二硫化碳CS2硫氧化碳COS硫醚RS34干法脫硫脫硫的方法濕法脫硫單元一脫硫的方法化工工程系干法脫硫脫硫的方法濕法脫硫單元一脫硫的方法化工35氫氧化鐵法活性炭法鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化法氧化錳脫硫法氧化鋅脫硫法干法脫硫干法脫硫的方法化工工程系氫氧化鐵法活性炭法鐵鉬加氫轉(zhuǎn)化法氧化錳脫硫法氧化鋅脫硫法干法36氫氧化鐵法原理：氫氧化鐵法、活性炭法主要組成為ａFe2O3·ｘH2O，使用溫度為300~400℃；脫硫劑需要適宜的含水量；既可脫除H2S,又可脫除CS2和COS;

活性炭法原理：利用活性炭選擇性吸附的特性直接或間接進行脫硫。

化工工程系氫氧化鐵法氫氧化鐵法、活性炭法主要組成為ａFe2O3·37鐵鉬催化加氫轉(zhuǎn)化法原理：有機硫在催化劑存在下與氫氣反應轉(zhuǎn)化為硫化氫和烴，硫化氫再被氧化鋅吸收達到脫硫的目的。

操作溫度為350~450℃；壓力0.7MPa~7.0MPa；既可脫除RSH,又可脫除CS2和RSR等有機硫;化工工程系鐵鉬催化加氫轉(zhuǎn)化法原理：有機硫在催化劑存在下與氫氣反應轉(zhuǎn)化38原理：氧化錳對有機硫的轉(zhuǎn)化反應與鐵鉬相似，但對噻吩的轉(zhuǎn)化能力非常小，在干法脫硫中，主要起吸收H2S的作用。氧化錳脫硫法氧化錳催化劑是天然的錳礦石，天然錳礦都是以MnO2存在，MnO2是不能脫除Ｈ2S的，只有還原后才具有活性。因此使用前必須進行還原。其反應式為:操作溫度為350~420℃；壓力2.1MPa左右；主要起脫除H2S的作用;化工工程系原理：氧化錳對有機硫的轉(zhuǎn)化反應與鐵鉬相似，但對噻吩的轉(zhuǎn)化39原理：氧化鋅脫硫劑可直接吸收硫化氫生成硫化鋅。對有機硫，如硫氧化碳，二硫化碳等則先轉(zhuǎn)化成硫化氫，然后再被氧化鋅吸收。

氧化鋅脫硫法操作溫度為200℃

左右，脫除有機硫在350~400℃；壓力0.7~6.0MPa左右；主要脫除H2S、CS2、COS及RSR;化工工程系原理：氧化鋅脫硫劑可直接吸收硫化氫生成硫化鋅。對有機硫，如硫40化工工程系化工工程系41123濕法脫硫的方法濕式氧化法原理栲膠法其它脫硫法化工工程系123濕法脫硫的方法濕式氧化栲膠法其它脫硫法化工工程系42濕式氧化法脫硫原理：借助于吸收液中載氧體的催化作用，將吸收的硫化氫氧化為硫磺，從而使吸收液再生。脫硫包含三個過程：一是硫化氫的吸收；二是硫化氫的氧化及吸收劑的再生；三是單質(zhì)硫的浮選和凈化凝固?？偡磻剑毫蚧瘹湓谳d氧體和空氣的作用下發(fā)生如下反應：

注：選擇適宜的載氧催化劑是濕法氧化法的關(guān)鍵，這個載氧催化劑必須既能氧化硫化氫又能被空氣中的氧氧化。

化工工程系濕式氧化法脫硫原理：借助于吸收液中載氧體的催化作用，將吸收的43栲膠脫硫法脫硫的基本原理：1、化學吸收用堿性溶液吸收H2S，H2S從氣相轉(zhuǎn)移到液相。反應對應的設(shè)備為填料式吸收塔。2、元素S的析出反應對應設(shè)備為吸收塔。3、氧化劑的再生反應對應設(shè)備為富液槽和再生槽進行。4、載氧體（栲膠）的再生反應對應設(shè)備再生槽進行

化工工程系栲膠脫硫法脫硫的基本原理：化工工程系44以上四個反應方程式總反應為：

反應條件：①溶液的PHPH＝8.1~8.7為適宜值

②偏釩酸鈉含量

一般加入1~1.5g/L

③栲膠含量一般控制在0.6~

1.2g/L④溫度吸收溫度應維持在30~45℃，再生槽溫度應維持在60~75℃

⑤液氣比一般維持11L

/ｍ3左右⑥再生空氣用量及再生時間空氣用量需60~

110m3/（m2·h），再生時間維持在8~12min

化工工程系以上四個反應方程式總反應為：化工工程系45

濕法脫硫工藝流程栲膠工藝流程化工工程系濕法脫硫工藝流程栲膠工藝流程化工工程系46任務一工藝流程二操作要點三單元二水煤氣濕法脫硫崗位操作化工工程系任務一工藝流程二操作要點三單47

用貧液吸收來自造氣工段水煤氣中的硫化氫，使水煤氣得到凈化。吸收硫化氫的富液在催化劑的作用下，經(jīng)氧化再生后循環(huán)使用，硫泡沫經(jīng)熔硫釜加工，回收硫黃。根據(jù)生產(chǎn)情況，調(diào)節(jié)羅茨風機氣量，以均衡生產(chǎn)負荷。

一、任務化工工程系用貧液吸收來自造氣工段水煤氣中的硫化氫，使水煤氣48

來自靜電除焦器除去煤焦油等雜質(zhì)的水煤氣，由羅茨風機加壓后送入脫硫塔，進入脫硫塔和塔頂噴淋下來的脫硫液逆向接觸，水煤氣中的硫化氫被脫硫液吸收，脫硫后的水煤氣經(jīng)清洗塔進一步降溫至30-50℃以下，去壓縮機一段進口總氣水分離器。吸收了硫化氫的富液，由富液泵打入噴射再生器，噴嘴向下噴射與噴射器吸入的空氣進行氧化還原反應而得到再生，液體再進入再生槽，繼續(xù)氧化再生，再生后的貧液經(jīng)液位調(diào)節(jié)器流入貧液槽，再由貧液泵打入脫硫塔循環(huán)使用。

富液在再生槽中氧化再生所析出的了硫泡沫，由槽頂溢流入硫泡沫貯罐，再進入熔硫釜，收液體后由地池泵直接打到貧液槽回收使用，制得的硫黃作為成品售出。

二、工藝流程化工工程系來自靜電除焦器除去煤焦油等雜質(zhì)的水煤氣，由羅茨49１保證脫硫液質(zhì)量

２保證水煤氣脫硫效果

３嚴防氣柜抽癟和泵抽負、抽空

４防止帶液和跑氣

５巡回檢查三、操作要點化工工程系１保證脫硫液質(zhì)量

三、操作要點化工工程系50單元一CO變換的基本原理一單元二CO變換催化劑二單元三CO變換工藝操作條件的選擇三學習情景四變換化工工程系單元一CO變換的基本原理一單元二CO變換催化劑51調(diào)整氫碳比例

CO變換的原因有機硫轉(zhuǎn)換為無機硫化工工程系調(diào)整氫碳比例CO變換的原因有機硫轉(zhuǎn)換為無機硫化工工程系52一氧化碳變換反應：

CO+H2O＝CO2+H2特點：可逆、放熱、反應前后體積不變，反應速率比較慢，需在催化劑作用下反應。問題一：反應熱的絕對值隨溫度的增高而減少。問題二：反應平衡常數(shù)單元一

CO變換的基本原理其中ｐ與ｙ分別表示平衡狀態(tài)下各組分分壓和摩爾分數(shù)。Kp隨溫度升高而降低?；すこ滔狄谎趸甲儞Q反應：單元一CO變換的基本原理其中ｐ與ｙ分53溫度的影響蒸汽添加量的影響壓力的影響二氧化碳的影響副反應的影響影響因素影響變換反應平衡的因素化工工程系溫度的影響蒸汽添加量的影響壓力的影響二氧化碳的影響副反應的影54溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率降低。蒸汽量增大，平衡轉(zhuǎn)化率增加，變換氣中CO含量降低。壓力對變換無明顯影響。及時除去生成的CO2可提高CO變換率。副反應在高壓、低溫下容易發(fā)生，對生產(chǎn)不利。化工工程系溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率降低。化工工程系551、正反應速率與CO的濃度幾乎成正比2、正反應速率與H2O濃度的關(guān)系ｒ∝ｐｍH2O

3、大多數(shù)研究證實H2濃度不影響正反應速率4、大部分研究者證實CO2抑制正反應速率5、正反應速率的表觀級數(shù)在大部分動力學方程中為0.5~

1.0變換反應動力學化工工程系1、正反應速率與CO的濃度幾乎成正比變換反應動力學化工工程系56

[K]O——表示中間化合物。[K]——表示催化劑

水分子首先被催化劑活性表面吸附，并分解成氫與吸附態(tài)的氧原子。氫進入氣相中，氧在催化劑表面形成氧原子吸附層。當CO撞到氧原子吸附層時，被氧化成CO2，隨后離開催化劑表面進入氣相。然后催化劑表面繼續(xù)吸附水分子，反應接著往下進行。按這個方式進行化學反應時，所需能量小，所以變換反應在催化劑存在時，速率即可大大加快。

變換反應機理化工工程系[K]O——表示中間化合物。[K]——表示催化劑571中溫變換催化劑2低溫變換催化劑3寬溫耐硫變換催化劑單元二

CO變換催化劑化工工程系1中溫變換催化劑2低溫變換催化劑3寬溫耐硫變單元二CO變換58中溫變換催化劑

1、組成主要有鐵鉻系（活性高、機械強度好、耐熱性能好、能耐少量硫、壽命長、成本低）和鈷鉬系。組成：主催化劑三氧化二鐵和助催化劑三氧化二鉻，并添加氧化鉀、氧化鎂、三氧化二鋁，以提高催化劑活性和耐熱型。2、催化劑的還原與氧化

還原：3Fe2O3+CO==2Fe3O4+CO2

△H3Fe2O3+H2==2Fe3O4+H2O△H氧化：4Fe3O4+O2==6Fe2O3

△H

在生產(chǎn)中應嚴防煤氣中氧含量高造成催化劑超溫。停車檢查或更換催化劑時應鈍化。單元二

CO變換催化劑化工工程系中溫變換催化劑單元二CO變換催化劑化工工程系59低溫變換催化劑1、組成和性能：主催化劑CuO，助催化劑ZnO、Al2O3、Cr2O32、催化劑的還原與氧化還原：CuO+CO==CuO+CO2△HCuO+H2==Cu+H2O△H必須嚴格控制還原條件，將床層溫度控制在230℃以下。氧化：Cu+0.5O2==CuO△H化工工程系低溫變換催化劑化工工程系60寬溫耐硫變換催化劑1、組成和性能：主催化劑CoO、MoO3，載體為Al2O3、Al2O3+Re2O3特點：（1）很好的低溫活性；（2）突出的耐硫和抗毒性；（3）強度高；（4）可再硫化。2、硫化：催化劑硫化后才具有催化活性，一般用CS2做硫化劑。

CS2+H2==H2S+CH4△HMoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O△HCoO+H2S==CoS+H2O△H必須嚴格控制溫度在180~200℃。3、反硫化Co-Mo系列變換催化劑在硫化后具有活性，而活性組分MoS2和CoS在一定條件下發(fā)生水解反應：

MoS2+2H2O==MoS2+2H2S

要求工藝氣中H2S含量不低于50~80mg/m3。化工工程系寬溫耐硫變換催化劑化工工程系61低變工藝條件全低變工藝條件中變工藝條件1、操作溫度：320~550℃2、操作壓力：幾乎無影響3、汽氣比：0.2~0.44、空間速度：催化劑活性好，采用較大速度，反之，速度較小1、溫度：190~260℃2、壓力和空速：0.8~3.0MPa壓力高則空速大3、入口氣CO含量：3%~6%4、催化劑：不選銅鋅系低變催化劑1、壓力：要求不嚴格，與工藝條件有關(guān)2、溫度：隨使用情況和催化劑活性而定3、汽氣比：0.2左右4、空速：根據(jù)生產(chǎn)負荷、變換率、催化劑的活性而定單元三CO變換的工藝條件的選擇化工工程系低變工藝條件全低變工藝條件中變工藝條件1、操作溫度：320~621、原始開車①對照圖紙全面核對所有設(shè)備是否安裝就緒②用空氣吹凈設(shè)備及管線內(nèi)灰塵雜物③試壓④催化劑及煤氣過濾器的裝填⑤用貧氣置換系統(tǒng)⑥煤氣風機及風機進口煤氣管道置換⑦置換徹底，確保安全⑧催化劑升溫還原⑨硫化完畢進行倒換統(tǒng)操作全低變工藝崗位操作及要點化工工程系1、原始開車全低變工藝崗位操作及要點化工工程系632、正常開車①全面檢查系統(tǒng)設(shè)備②送中壓蒸汽暖管，排放冷凝積水③床層溫度不低于露點溫度④根據(jù)氣量、壓力調(diào)節(jié)蒸汽加入量，控制好汽氣比⑤開車初期爐溫較低，以蒸汽量調(diào)節(jié)⑥調(diào)節(jié)蒸汽量，使爐溫在正常范圍內(nèi)化工工程系2、正常開車化工工程系643、操作要點①根據(jù)氣量大小及煤氣成分分析情況②注意觀察變換床層靈敏點和熱點溫度③根據(jù)催化劑使用情況，調(diào)整適當汽氣比和床層溫度④充分發(fā)揮催化劑的低溫活性⑤生產(chǎn)中如遇突然減量要及時減少或切斷蒸汽供給⑥臨時停車，先關(guān)蒸汽閥化工工程系3、操作要點化工工程系654、催化劑的保護措施5、停車①短期停車②長期停車③緊急停車6、故障判斷和處理①變換爐系統(tǒng)著火②催化劑失活③變換系統(tǒng)壓差大④爐內(nèi)溫度劇烈變化⑤出口一氧化碳超標化工工程系4、催化劑的保護措施化工工程系661、正常生產(chǎn)流程（見圖4-3）水煤氣全低變工藝流程化工工程系水煤氣全低變工藝流程化工工程系672、升溫硫化流程鈷鉬催化劑的硫化在一定溫度下（200℃），利用煤氣中的氫氣和補入的硫化氫在催化劑作用生成具有高活性的硫化物，主要反應式為：

MoO3+2H2S+H2=MoS2+3H2O+QCoO+H2S==CoS+H2O+Q

由水煤氣脫硫崗位送來的高硫干煤氣進入電加熱器，加熱后的氣體逐步進入變換爐一段和二段升溫，出變換爐的氣體經(jīng)冷卻降溫進入循環(huán)風機加壓后循環(huán)使用。當升溫至200℃時配入二硫化碳，轉(zhuǎn)入硫化階段?；すこ滔?、升溫硫化流程化工工程系68單元一濕法脫碳

脫碳的方法單元二干法脫碳學習情景五脫碳化工工程系單元一脫碳的方法單元二學習情景五脫碳化工工程系69物理吸收法物理吸收劑吸收與再生系統(tǒng)崗位常見事故處理吸收基本原理脫碳工藝流程單元一濕法脫碳化工工程系物理吸收法物理吸吸收與再吸收基本原理脫碳工藝流程單元一濕70碳酸丙烯酯1聚乙二醇二甲醚2N-甲基吡咯烷酮3甲醇41、物理吸收劑化工工程系碳酸丙烯酯1聚乙二醇二甲醚2N-甲基吡咯烷酮3甲醇41、物理71碳酸丙烯酯吸收二氧化碳氣體是一個物理吸收過程，其平衡溶解度可以用亨利定律表示：

p*CO2=ECO2xCO2

式中：xCO2---液相中二氧化碳的含量

ECO2---二氧化碳的亨利系數(shù)（MPa）

p*CO2---二氧化碳在氣相中的平衡分壓

若以液相中二氧化碳的含量用kmol/m3表示，則亨利定律可用下式表示：C*CO2=HCO2pCO2

式中：CCO2---液相中二氧化碳的含量，kmol/m3

HCO2---二氧化碳的溶解度系數(shù)，kmol/（m3.

MPa）

p*CO2---二氧化碳在氣相中的平衡分壓，MPa

2、吸收的基本原理化工工程系碳酸丙烯酯吸收二氧化碳氣體是一個物理吸收過程，其平衡溶解度可72小結(jié)1、根據(jù)測定得出的溶解度關(guān)系式可知：提高系統(tǒng)壓力，降低碳酸丙烯酯溶液的溫度，將增大二氧化碳在碳酸丙烯酯溶液中的溶解度，對吸收有利。2、在實際生產(chǎn)中，碳酸丙烯酯脫除變換氣中的二氧化碳的同時，又吸收了硫化氫，在一定程度上起到脫硫的作用，而對CO、H2等氣體的吸收能力很小?；すこ滔敌〗Y(jié)化工工程系73問題一：吸收速率

二氧化碳溶于碳酸丙烯酯的過程，可以認為是二氧化碳分子通過氣相擴散到液相分子中去的質(zhì)量傳遞過程。若以氣相二氧化碳分壓做推動力，碳酸丙烯酯吸收二氧化碳的速率為：

GCO2=KG(pCO2-p*CO2)式中：GCO2---單位傳質(zhì)表面吸收CO2的速率kmol/（m2.h）

KG---傳質(zhì)總系數(shù)kmol/（m2.

MPa.h）

pCO2---二氧化碳在氣相中的分壓，MPa

p*CO2----與液相濃度相平衡時二氧化碳分壓，MPa化工工程系問題一：吸收速率化工工程系74KG加大噴淋密度L可增加傳質(zhì)總系數(shù)傳質(zhì)推動力提高傳質(zhì)推動力，提高吸收CO2的速率溫度溫度與KG及推動力成反比，降低溫度速率增加提高二氧化碳吸收速率的方法化工工程系KG加大噴淋密度L可增加傳質(zhì)總系數(shù)傳質(zhì)推提高傳質(zhì)推動力，提高75問題二：吸收飽和度

是指在脫碳塔底部的碳酸丙烯酯富液中二氧化碳的濃度（CCO2）與達到平衡的濃度（C*CO2）之比。

Φ=CCO2/C*CO2≤1Φ=CCO2/HpyCO2

Φ的大小對溶劑循環(huán)量和脫碳塔高度都有影響。對溶劑的影響可近似的用下式表示：L/G=1/ΦHp當操作溫度與壓力一定時，即H、p一定，則L與Φ成反比，所以提高Φ值對降低溶劑流量是一項有效的措施。在設(shè)計中一般取Φ為75~90%。對于填料塔，選擇比表面積較大的填料和增大填料容量，以加大氣液兩相的接觸面積，從而提高二氧化碳的吸收飽和度。化工工程系問題二：吸收飽和度化工工程系76問題三：溶劑貧度是指再生溶劑（貧液）中二氧化碳含量。主要對氣體的凈化度有影響，一般控制在0.1~0.2m3CO2/m3溶劑。溶劑貧度的大小主要取決于氣提過程的操作。氣提空氣量越大，則溶劑貧度越小。問題四：吸收氣液比的選擇吸收氣液比是指單位時間內(nèi)進脫碳塔的原料氣體積與進塔的貧液體積之比m3/m3。該比值在某種程度上是反映生產(chǎn)能力的一種參數(shù)。對工藝流程的影響主要表現(xiàn)在工藝的經(jīng)濟性和氣提的凈化質(zhì)量。化工工程系問題三：溶劑貧度化工工程系77問題五：碳酸丙烯酯的解吸

解吸過程是碳酸丙烯酯的再生過程，主要包括閃蒸解吸、常壓解吸、真空解吸和氣提解吸四部分?；すこ滔祮栴}五：碳酸丙烯酯的解吸化工工程系78碳酸丙烯酯脫碳流程3、脫碳工藝流程化工工程系碳酸丙烯酯脫碳流程3、脫碳工藝流程化工工程系79聚乙二醇二甲醚工藝流程化工工程系聚乙二醇二甲醚工藝流程化工工程系804、吸收與再生系統(tǒng)崗位常見事故處理貧液泵跳閘富液泵跳閘無法啟動備用泵斷電斷儀表空氣自控系統(tǒng)故障著火、爆炸系統(tǒng)發(fā)生重大泄露系統(tǒng)嚴重超壓脫水系統(tǒng)崗位操作（1）脫水開車要點（2）脫水停車要點化工工程系4、吸收與再生系統(tǒng)崗位常見事故處理貧液泵跳閘化工工程系81化學吸收法熱鉀堿法吸收原理典型工藝流程吸收溶液的再生操作條件的選擇單元一濕法脫碳化工工程系化學吸收法熱鉀堿法典型工吸收溶液的再生操作條件的選擇單元一821、熱鉀堿法吸收原理吸收反應原理：（1）純碳酸鉀水溶液吸收CO2的化學反應式為：

（2）碳酸鉀溶液對原料氣中其他組分的吸收：

硫氧化碳，二硫化碳首先在熱鉀堿溶液中水解生成H2S，然后再被溶液吸收。二硫化碳需經(jīng)兩步水解生成H2S后才能全部被吸收，因此吸收效率較低化工工程系1、熱鉀堿法吸收原理吸收反應原理：硫氧化碳832、吸收液再生吸收液再生：

碳酸鉀溶液吸收CO2后，碳酸鉀為碳酸氫鉀，溶液pH減小，活性下降，故需要將溶液再生，逐出CO2，使溶液恢復吸收能力，循環(huán)使用，再生反應為：

壓力越低，溫度越高，越有利于碳酸氫鉀的分解。為使CO2能完全的從溶液中解析出來，可向溶液中加入惰性氣體進行氣提，使溶液湍動并降低解析出來的CO2在氣相中的分壓?；すこ滔?、吸收液再生吸收液再生：化工工程系84轉(zhuǎn)化度和再生度碳酸鉀溶液吸收CO2越多，轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟溻浀奶妓徕浟吭蕉啵蝗芤涸偕酵耆?，溶液中殘留的碳酸氫鉀越少。通常用轉(zhuǎn)化度或再生度表示溶液中碳酸鉀轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟溻浀某潭取?/p>

轉(zhuǎn)化度Fc的定義為：

再生度ic的定義為：

根據(jù)再生度的定義：ic=Fc+1化工工程系轉(zhuǎn)化度和再生度碳酸鉀溶液吸收CO2越多，轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓釟溻浀奶?5溶液的組成1吸收壓力2吸收溫度3再生工藝條件4

3、操作條件的選擇化工工程系溶液的組成1吸收壓力2吸收溫度3再生工藝條件43、操86溶液的組成碳酸鉀的質(zhì)量分數(shù)：25%-30%；活化劑的濃度：二乙醇胺2.5%-5%；緩蝕劑的質(zhì)量分數(shù)：偏釩酸鉀0.6%-0.9%；消泡劑的濃度：幾個到幾十個立方厘米每立方米

吸收壓力一般為1.3-2.0MPa吸收溫度

一般為105-110℃再生工藝條件化工工程系溶液的組成化工工程系87兩段吸收兩段再生典型流程圖5-3本菲爾特脫碳工藝流程

１—吸收塔；２—再生塔；３—變換氣再沸器；４—蒸汽再沸器；５—鍋爐給水預熱器