煤化工中低溫甲醇洗流程的模擬與改進.pdf

1、全球范圍內(nèi)，工業(yè)和發(fā)電廠化石燃料燃燒排放尾氣是大氣中CO2主要來源。大氣中CO2排放的日益增加導致全球變暖，引起氣候變化、冰川融化等諸多環(huán)境問題，因此，CO2減排勢在必行。
　　回收利用以燃燒化石燃料為主的工廠或發(fā)電廠中的CO2，對緩解環(huán)境問題具有一定的意義。低溫甲醇洗作為一種有效、經(jīng)濟的脫除酸性氣工藝，已成功應用于甲醇合成氣、氨合成氣、氫氣和燃料氣的凈化。目前，大型煤制甲醇與合成氨工廠中，CO2的排放量很大，但其低溫甲醇洗生產(chǎn)流

2、程中CO2的回收率僅65％甚至更低。本文主要目的是通過對大型煤制甲醇工廠中傳統(tǒng)低溫甲醇洗工藝流程進行模擬和改進以提高粗合成氣中的CO2回收率。
　　選取典型一步法低溫甲醇洗流程為研究對象，利用ProMax3.2商業(yè)模擬軟件對其進行模擬與改進以提高原料氣中CO2的回收率和純度。通過處理不含硫與含硫兩股中壓甲醇富液，控制加熱閃蒸的條件使大量CO2從吸收溶劑中解吸出來。利用靈敏度分析，考察改進流程后的操作參數(shù)對CO2產(chǎn)品氣、酸性氣和能耗

3、的影響。
　　利用模擬軟件ProMax3.2對傳統(tǒng)低溫甲醇洗流程進行模擬，采用物性方法SRK-Polar。將全流程分為酸性氣吸收塔、有效氣及CO2閃蒸罐、H2S濃縮塔、熱再生塔、甲醇/水分離塔等五部分，分別對其進行介紹、模擬與分析。
　　在改進流程中，通過調(diào)節(jié)S104和S105的操作壓力，CO2回收率可以提高至83.8-92.0％，純度范圍在98.9％-99.8％之間。塔D102的塔板數(shù)和塔壓都會影響CO2產(chǎn)品氣中H2S濃度

4、，塔板數(shù)越多，塔壓越高，H2S濃度越低。降低S108操作壓力有利于提高CO2回收率和酸性氣中H2S濃度。對傳統(tǒng)流程和改進流程進行模擬對比，結(jié)果顯示選取同樣純度為99.0％的CO2產(chǎn)品氣，CO2回收率由傳統(tǒng)流程的34.8％提高至92.1％，總能耗有微幅上升，單位當量能耗由1014.0kJ/kgCO2降至388.0kJ/kgCO2。在改進流程中，凈化后的合成氣中CO2和H2S的含量有微幅上升，但都在指標范圍之內(nèi)，酸性氣中的H2S濃度有小幅上