淺析低溫甲醇洗工藝原理及工藝任務(wù).pdf

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1、淺析低溫甲醇洗工藝原理及工藝任務(wù)高玲玲(榆林職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西榆林719000)摘要：低溫甲醇洗是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)業(yè)中經(jīng)常使用的一種氣體凈化方法，通過低溫甲醇洗能夠?qū)怏w中的雜質(zhì)清除，從而得到符合要求的氣體?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)業(yè)中的氣體凈化經(jīng)常產(chǎn)生一些有毒有害氣體，對(duì)人體和環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生傷害，因此氣體凈化技術(shù)也成為很多工業(yè)企業(yè)的研究重點(diǎn)。本文將對(duì)現(xiàn)在工業(yè)產(chǎn)業(yè)中經(jīng)常使用的低溫甲醇洗氣體凈化技術(shù)的工藝原理和工藝任務(wù)進(jìn)行研究分析，希望能為相關(guān)產(chǎn)業(yè)的氣體凈化提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗；工藝原理；工藝任務(wù)；物理吸收；化學(xué)吸收；反應(yīng)速率隨著我國(guó)環(huán)境保護(hù)和節(jié)能減排戰(zhàn)略計(jì)劃的實(shí)施，我國(guó)工業(yè)企業(yè)在工

2、業(yè)氣體處理上開始投入大量的資金設(shè)備，以響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召。目前，工業(yè)氣體處理以清除氣體中的c0：和HzS為主，因此現(xiàn)代很多研究也是針對(duì)這兩類氣體的。本文對(duì)低溫甲醇洗的研究也是以這兩種氣體的清除為例。1低溫甲醇洗工藝原理低溫甲醇洗技術(shù)就是指將甲醇在低溫時(shí)置于一定的壓力條件下，將指定氣體中的雜質(zhì)酸性氣體比如C0z和H：S清除出來，然后再對(duì)CO：和H：s等酸性氣體進(jìn)行解吸、氣提等工藝過程，讓這些酸性氣體從甲醇溶液中釋放出來，完成后再利用其他工藝對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行利用。通過低溫甲醇洗大概的工藝過程可以發(fā)現(xiàn)，該過程對(duì)酸性氣體的處理時(shí)采用物理吸收的方法，沒有化學(xué)反應(yīng)。低溫甲醇洗所用的物理

3、吸收主要基于的是物理中的亨利定律。亨利定律表達(dá)式為：P=KX表達(dá)式中：P代表加工過程的操作壓力；K為亨利系數(shù)，當(dāng)相關(guān)溶質(zhì)、溶劑改變時(shí)K會(huì)發(fā)生變化；x為變量，代表溶質(zhì)的分子分?jǐn)?shù)。通過亨利定律的表達(dá)式可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)P值增大時(shí)，x值也會(huì)相應(yīng)增大，也即隨著操作壓力的增大，溶劑中的溶質(zhì)分子越來越多。低溫甲醇洗還用到另外一條物理定理即極性分子溶劑對(duì)極性分子溶質(zhì)的溶解和吸收能力很強(qiáng)。低溫甲醇洗就是基于這條理論采用的甲醇這種極性溶劑來針對(duì)性的吸收CO：和H：S這兩種極性分子溶質(zhì)，而對(duì)其他的比如N：，H：，CO等的非極性分子吸收能力就很差。當(dāng)溶質(zhì)分子不同時(shí)，亨利定律中的K值也會(huì)不同，即C

4、0：，HzS和Nz，H：，CO兩類溶質(zhì)分子在亨利定律中的K值選用不同。通過亨利定律我們可以發(fā)現(xiàn)，在利用甲醇進(jìn)行氣體雜質(zhì)吸收時(shí)，壓力升高、溫度降低就可以使單位溶劑吸收的溶質(zhì)的量增加，所以，在利用甲醇進(jìn)行吸收時(shí)要保持低溫、高壓。但是這僅僅是最理想的理論狀態(tài)，大體趨勢(shì)是這樣，但是在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定問題。因?yàn)樵诘蜏亍⒏邏呵闆r下氣體為真實(shí)氣體，并不完全遵循亨利定律，因此，在實(shí)際工業(yè)使用中要根據(jù)實(shí)際情況稍作變動(dòng)。低溫甲醇洗的最后一步就是對(duì)溶劑中的溶質(zhì)進(jìn)行解吸，這與溶劑吸收溶質(zhì)正好相反，根據(jù)亨利定律，只要減壓、升溫即可，當(dāng)溫度升到一定程度達(dá)到溶劑的沸點(diǎn)時(shí)，已經(jīng)吸收的溶質(zhì)在溶劑中

5、的溶解量為零，所有溶質(zhì)將全部解吸。解吸工藝方法有減壓、氣提、加熱升溫三種。下面分別對(duì)這三種解吸方法進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹：減壓解吸法：通過減少已經(jīng)溶解有溶質(zhì)的溶劑的壓力，有時(shí)甚至將壓力減少到負(fù)壓，根據(jù)亨利定律就可使溶質(zhì)自動(dòng)解吸。氣體解吸法：氣體解吸需要借助其他惰性氣體，在操作中將惰性氣體加入到溶劑中，這樣可以降低溶質(zhì)分壓，從而使溶質(zhì)解吸成功。加熱升溫解吸法：即利用外部熱量對(duì)溶解有溶質(zhì)的溶劑進(jìn)行加熱，達(dá)到沸點(diǎn)以后，溶劑開始沸騰，此時(shí)溶解在溶劑中的溶質(zhì)就能夠充分解吸。實(shí)際操作中低溫甲醇洗的工藝過程和順序主要為：原料氣的預(yù)冷以及對(duì)c0：、H：s等氣體的吸收一富甲醇的膨脹一產(chǎn)品C0：氣

6、一H：S的濃縮一熱區(qū)：甲醇再生一排放甲醇收集系統(tǒng)一甲醇貯存系統(tǒng)一氨冷凍系統(tǒng)。這八個(gè)工藝步驟即為低溫甲醇洗的所有工藝過程，這個(gè)過程完成了原料氣體的凈化與雜質(zhì)氣體的回收。通過這八個(gè)工藝步驟可以發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行低溫甲醇洗的過程中首先對(duì)c0：、Hzs等主要雜質(zhì)氣體進(jìn)行凈化處理，并做好收集回收工作。并且在這八個(gè)工藝的名稱中可以發(fā)現(xiàn)，第五到第七個(gè)工序都是關(guān)于低溫甲醇洗系統(tǒng)中的甲醇回收的，這可以說明低溫甲醇洗系統(tǒng)的原料都是可以回收利用的，大大降低了傳統(tǒng)氣體凈化的成本費(fèi)用。2低溫甲醇洗工藝任務(wù)根據(jù)上述低溫甲醇洗的工藝原理及一些工藝技術(shù)和過程，我們對(duì)于低溫甲醇洗的工藝任務(wù)基本上也就有了了解，

7、筆者經(jīng)過總結(jié)將其列為一下幾點(diǎn)。2．1凈化原料氣體凈化原料氣體是低溫甲醇洗的首要功能，也是基礎(chǔ)功能。通過低溫甲醇洗能夠?qū)⒃蠚怏w中的COz、HzS、C0等一些不需要的雜質(zhì)氣體全部清除，凈化了原料氣體，從而能夠?yàn)橄乱徊降墓I(yè)生產(chǎn)提供支持。2．2回收副產(chǎn)品進(jìn)行副產(chǎn)品回收是目前低溫甲醇洗的又一重要任務(wù)，比如原料氣體凈化時(shí)提取的Nz、H：都可以用來合成氨，減少了專門制取N：、H：的成本費(fèi)用；原料氣體中的C0：量大，并且必須要清除，但是從其繼續(xù)使用方面來看，CO：的回收是十分必要的。首先，c0：可以被用于生產(chǎn)大量的化工產(chǎn)品，減少原材料制取費(fèi)用，其次，減少了溫室氣