城市煤气低温甲醇洗净化工艺模拟与改造研究

摘要

采用煤加压气化技术生产的城市粗煤气中含有一定量的轻烃物质、二氧化碳、硫的氧化物、氨气以及苯等有害杂质，必须在并入城市煤气管网前脱除。低温甲醇洗净化法是一种典型的物理吸收净化气体中酸性组分的方法。它利用了甲醇在低温下对H<,2>S，CO<,2>等气体的吸收量大、选择性高等特点，能很好地净化粗煤气。 目前国内引进的大型煤气化装置中采用低温甲醇洗方法净化的已有多套。多数装置由于扩产或原料改变都面临着改造，其中低温甲醇洗净化系统的工艺设备改造是最繁杂的任务。采用通用模拟软件实现低温甲醇洗工艺全流程模拟更是鲜有报道，在软件平台上对低温甲醇洗净化系统进行全流程模拟，有利于弄清原有系统工艺原理，进而实现改造工况各个工艺参数的研究开发，从而显著缩短方案设计时间，并达到工艺优化、节能降耗目的，因此具有重要意义。 某气化厂低温甲醇洗工艺在生产中发现净化气硫含量大于1ppm，且由于原料气组成发生变化，新增加的氨气和苯对工艺影响很大，必须对现有装置及工艺流程进行改造；同时，工厂希望对低温甲醇洗工艺进行扩产改造，使生产能力提高10％。由此，本文利用通用模拟软件强大的流程模拟功能和准确的物性库，采用改进的PSRK热力学模型成功完成设计工况的全流程模拟，分析了导致净化气含硫的原因，对各个工艺参数进行优化，提出了合理的工艺改造方案和优化设计方案：采用增加水洗塔和共沸塔的方式，较好的解决了在低温甲醇洗系统内部脱除氨气和苯的问题；采用增加氮气气提塔的方法，解决了多功能吸收塔吸收能力瓶颈和HES浓缩塔塔顶硫含量过高问题，为工厂装置的扩产改造提供了依据。

目录

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引 言

1文献综述

2低温甲醇洗装置设计工况模拟与分析

2.1低温甲醇洗装置工艺流程说明

2.2热力学方法与物性方法的选择

2.3低温甲醇洗装置单元操作模型的选择

2.4低温甲醇洗装置设计工况单元设备操作模拟

2.4.1低温甲醇洗系统塔设备设计工况的模拟

2.4.2低温甲醇洗系统换热器单元设备工况的模拟

2.4.3低温甲醇洗系统其它单元设备工况的模拟

2.5低温甲醇洗装置设计工况全流程模拟

2.5.1低温甲醇洗系统全流程模拟流程收敛及收敛方法选择

2.5.2低温甲醇洗系统全流程模拟计算结果

3低温甲醇洗装置扩产改造工况模拟与分析

3.1改造工况模拟分析与计算

3.1.1净煤气及尾气H2S含量超标改造方案

3.1.2原料气中新增氨气组分的改造方案

3.1.3原料气中新增苯组分的改造方案

3.1.4尾气中甲醇含量超标的改造方案

3.2扩产改造模拟分析与计算

3.2.1限制扩产改造的因素

3.2.2扩产改造方案

3.3扩产改造最终方案流程图及说明

3.3.1扩产改造方案工艺流程信息图

3.3.2扩产改造方案工艺流程说明

3.4扩产改造方案计算结果

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢