聚乙二醇二甲醚(NHD溶剂）

NHD技术用于合成气脱硫脱碳工程及设计方案

N HD技术用于合成气脱硫脱碳工程及设计方案林民鸿郭淑翠(南化集团研究院,南京210048) (河北藁城市化肥总厂) N HD法脱硫脱碳净化技术是一种高效节能的物理吸收方法。

文中阐述了N HD溶剂的优良应用性能及其用于脱硫脱碳的先进设计方案。

河北省藁城市化肥总厂等十几套N HD脱硫脱碳工业装置的成功投产,取得显著的综合经济效益,为N HD 工艺的广泛应用提供了丰富的生产、工程经验。

关键词:合成气　脱硫脱碳　N HD技术聚乙二醇二甲醚是一种物理吸收溶剂,广泛用于天然气、燃料气、合成气等混合气体中H2S、CO2、CO S、烃、硫醇等组分的吸收,在国外称之为Selexo l工艺。

该工艺是“低能耗”大型氨厂的重要组成部分,是国际公认的节能工艺。

国内南化集团研究院成功开发了类似的N HD净化工艺。

N HD溶剂的物化性质与Selexo l接近,但其组分含量与分子量都不同。

该技术通过化工部鉴定,并被列入“九五”国家级科技成果重点推广计划。

专家认为,N HD法用于脱硫脱碳,具有能耗低、净化度高、操作稳定、设备及流程比较简单的优点.目前已在河北起城市化肥总厂、山东郯城化肥厂等多家中小化肥厂应用,并且取得了较好的经济效益。

该技术属国内首创,具有国际先进水平,特别适用于以煤为原料,酸性气含量高的氨合成气、甲醇合成气和羰基合成气的净化。

以及天然气、油田气、炼厂气、城市煤气中酸性气体的脱除,适合我国国情。

1　N HD溶剂的物理性质和应用性能N HD溶剂的主要成分是聚乙二醇二甲醚的同系物,分子式为CH3O(C2H4O)nCH3,n=2～8,平均分子量为250～280。

同系物中,四乙二醇二甲醚、五乙二醇二甲醚及六乙二醇二甲醚具有优良的使用性能,其含量越高越好。

1.1　物理性质(25℃)密度,1027kg m3蒸汽压,0.093Pa表面张力,0.034N m粘度,4.3M Pa・s比热,2100J (kg・K)导热系数,0.18w (m・K)冰点,-22～-29℃闪点,151℃燃点,157℃1.2　应用性能(1)吸收CO2、H2S、CO S等气体的能力强,溶液循环量小。

2019年NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍

NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍目录第一章基础理论和数据概述NHD溶剂物化性质吸收原理和相平衡规律脱硫工艺参数的选定脱碳工艺参数的选定第二章工艺过程设计工艺说明脱硫脱碳方案比较结论第一章基础理论和数据概述NHD净化技术与美国专利Selexol净化技术类似，并达到同等水平。

NHD溶剂是一种有机溶剂（聚乙二醇二甲醚），它对气体中硫化物和二氧化碳具有较大的溶解能力，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，蒸汽压低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，适合于以煤（油）为原料，酸气分压较高的合成气等的气体净化，脱硫时需消耗少量热量，脱碳时需消耗少量冷量，属低能耗的净化方法。

根据化工部“七五”国家重点科技攻关计划合成氨一条龙中“75—7—6NHD净化技术的研究”合同，即采用NHD物理溶剂法脱除合成原料气中的硫化物和二氧化碳，并选择一个中型厂使用此项技术，然后提供大型厂使用，“七五”为油头和煤头大型厂净化技术作准备，提出气液平衡数据和工业化基础设计。

1988年批准的山东鲁南化肥厂二期扩建工程为年产8万吨合成氨，造气部分引进德士古煤浆气化技术，其它部分由国内配套。

由于煤气中硫化物和二氧化碳含量较高，经多方研究认可选用了NHD溶剂脱除合成气中硫化物和二氧化碳的工艺，于1992年投产。

原料气先经选择脱硫，而后脱碳，H2S经富集后进克劳斯硫回收，在2MPa压力下将含CO2 43%，H2S 4.5克/标米3，COS 13毫克/标米3的变换气净化至CO2 %，总硫1ppm，每吨氨总能耗99万大卡，溶剂损耗公斤。

在气液平衡数据的测定和鲁化厂年产8万吨生产装置的基础上，提供了大型厂设计参数，进行此项年产30万吨合成氨NHD脱硫脱碳基础设计，条件是以德士古煤浆气化气经中低温耐硫变换后的气体为原料，和设定操作压力为。

选用脱CO2溶剂（脱碳富液）选择性脱硫，尔后脱碳，H2S富集后去克劳斯回收的流程，在压力下，原料气含CO2 %，H2S %，COS 18ppm净化至CO2 %，总硫1ppm，每吨氨脱硫及H2S提浓需耗蒸汽吨，脱碳需耗冷量×106KJ，总能耗×106KJ，溶剂损耗公斤，溶剂吸收能力47标米3 CO2/米3。

NHD和低温甲醇洗酸性气脱除工艺的比较和选择

Ｅ６—Ｈ２Ｓ馏分冷交换器Ｅ７— 甲醇再生塔再沸器Ｅ８— 甲醇／水分离塔再沸器Ｋ１— 循环气压缩机Ｖ１— 进料气体／甲醇水分离器Ｖ２— 无硫甲醇闪蒸罐Ｖ３— 含硫甲醇闪蒸罐Ｖ４— 循环甲醇闪蒸罐
第２期（总第１３５期）２００８年４月
煤化工
ＣｏａｌＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ
Ｎｏ．２（ＴｏｔａｌＮｏ．１３５）Ａｐｒ．２００８
ＮＨＤ和低温甲醇洗酸性气脱除工艺的比较和选择
刘庆（安徽淮化集团有限公司，淮南２３２０３８）
摘要简述了低温甲醇洗工艺技术和ＮＨＤ工艺技术，并将两种工艺进行了技术经济比较，以安徽淮化集团公司３０万ｔ／ａ合成氨项目为实例，重点探讨了低温甲醇洗工艺的先进性和流程配置的灵活性，介绍了低温甲醇洗工艺中塔板数的确定、酸性气中Ｈ２Ｓ浓度的控制、冷量消耗的控制等方法，结合整个合成氨装置能量利用及消耗的优化，对低温甲醇洗工艺进行了经济性评价。
Ｖ５— 贫甲醇收集罐Ｖ６— 甲醇再生塔回流液分离罐Ｖ７—Ｈ２Ｓ馏分分离罐
图１低温甲醇洗典型的五塔工艺流程示意图
变为三塔流程（即Ｃ１、Ｃ３、Ｃ５塔）。
３低温甲醇洗工艺相关技术参数的确定
３．１Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３塔上段塔板数的确定Ｃ１塔上段的理论塔板数采用逐板计算的方法确

13湿法脱硫--NHD法

湿法脱硫--NHD法NHD(聚乙二醇二甲醚)法是一种脱除酸性气体的物理吸收方法，具有吸收CO2、H2S、COS等体的能力强，能选择性吸收H2S、COS，溶剂无毒无味、无腐蚀性，化学稳定性和热稳定性好，净化流程短，操作稳定方便，净化度高，能耗低等特点。

聚乙二醇二甲醚一般指有一定同系物分布的混合物，其结构式为CH3O(CH2CH2O)n CH3，聚合度n不同，有不同的物性。

聚乙二醇二甲醚(NHD)溶剂(25℃时)的物理性质如表4-10所示。

表4-10聚乙二醇二甲醚(NHD)溶剂(25℃时)的物理性质根据不同的原料，聚乙二醇二甲醚的合成有着多种工艺路线，概括起来主要有醇钠法(又叫单醚法)，相转移催化法。

该技术可配各种原料用各种方法生产的原料气的净化，可灵活地与各种脱硫(NHD本身也能脱硫)、变换、CO精制和合成(氨、甲醇)生产工艺配套，特别适用于以煤为原料，硫化物和二氧化碳含量高的氨合成气和碳基合成气的净化，以及天然气、油田气、炼厂气、城市煤气中酸性气体的脱除，可以替代进口技术。

1958年美国联合化学公司福朗克波特(Frank Porter)发明了在高压下能溶解酸性气体的良好溶剂聚乙二醇二甲醚，商品名称为Selexol。

利用此溶剂发展起来的气体净化方法称Selexol法。

60年代初。

联合化学公司进行了净化合成气、天然气的中型试验，1964年冬建立了第一座工业性试验工厂用来净化合成氨装置的合成气。

1996年世界上已有50多个工业生产装置。

南化集团研究院于1980年起，经过静态平衡和模型试验，筛选出用于脱除H2S、CO2的聚乙二醇二甲醚溶剂(商品名称N助)，测定了CO2、H2S等组份在溶剂中的溶解度及其它热力学数据，在模试中得出了脱硫、脱碳的较佳工艺条件，开发了与Selexol法相似的工艺过程，命名为NHD法。

1984年通过化工部鉴定。

由化工部第一设计院设计的鲁南化肥厂Ⅱ期工程脱碳装置(80000t/a合成氨)和郯城化肥厂第二套脱碳系统(40000t/a合成氨）均采用此技术，并分别于1993.10、1993.12 投运。

NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍

NHD脱硫脱碳气体净化工艺技术介绍目录第一章基础理论和数据1.1概述1.2NHD溶剂物化性质1.3吸收原理和相平衡规律1.4脱硫工艺参数的选定1.5脱碳工艺参数的选定第二章工艺过程设计2.1工艺说明2.2脱硫脱碳方案比较2.3 结论第一章基础理论和数据1.1概述NHD净化技术与美国专利Selexol净化技术类似，并达到同等水平。

NHD溶剂是一种有机溶剂（聚乙二醇二甲醚），它对气体中硫化物和二氧化碳具有较大的溶解能力，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，蒸汽压低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，适合于以煤（油）为原料，酸气分压较高的合成气等的气体净化，脱硫时需消耗少量热量，脱碳时需消耗少量冷量，属低能耗的净化方法。

根据化工部“七五”国家重点科技攻关计划合成氨一条龙中“75—7—6NHD净化技术的研究”合同，即采用NHD物理溶剂法脱除合成原料气中的硫化物和二氧化碳，并选择一个中型厂使用此项技术，然后提供大型厂使用，“七五”为油头和煤头大型厂净化技术作准备，提出气液平衡数据和工业化基础设计。

1988年批准的山东鲁南化肥厂二期扩建工程为年产8万吨合成氨，造气部分引进德士古煤浆气化技术，其它部分由国内配套。

由于煤气中硫化物和二氧化碳含量较高，经多方研究认可选用了NHD溶剂脱除合成气中硫化物和二氧化碳的工艺，于1992年投产。

原料气先经选择脱硫，而后脱碳，H2S经富集后进克劳斯硫回收，在2MPa压力下将含CO2 43%，H2S 4.5克/标米3，COS 13毫克/标米3的变换气净化至CO2 0.1%，总硫1ppm，每吨氨总能耗99万大卡，溶剂损耗0.5公斤。

在气液平衡数据的测定和鲁化厂年产8万吨生产装置的基础上，提供了大型厂设计参数，进行此项年产30万吨合成氨NHD脱硫脱碳基础设计，条件是以德士古煤浆气化气经中低温耐硫变换后的气体为原料，和设定操作压力为3.4MPa。

选用脱CO2溶剂（脱碳富液）选择性脱硫，尔后脱碳，H2S富集后去克劳斯回收的流程，在3.3MPa压力下，原料气含CO2 42.91%，H2S 0.86%，COS 18ppm 净化至CO2 0.1%，总硫1ppm，每吨氨脱硫及H2S提浓需耗蒸汽0.31吨，脱碳需耗冷量0.709×106KJ，总能耗1.9727×106KJ，溶剂损耗0.4公斤，溶剂吸收能力47标米3 CO2/米3。

化学工艺学合成气中硫化物和二氧化碳的脱除

合成气中硫化物和二氧化碳的脱除1.1合成气中硫化物的脱除在制气时，所用的气、液、固三类原料均含硫化物。

在制气时转化成硫化氢和有机硫气体，它们会使催化剂中毒，腐蚀金属管道和设备，危害很大，必须脱除，并回收利用这些硫资源。

1.1.1硫化物的危害硫化物是制气过程中最常见、最重要的催化剂毒物，极少量硫化物就会使催化剂中毒，使催化剂活性降低直至完全失活。

硫化物主要有硫化氢和有机硫化物，后者在高温和水蒸气、氢气作用下也转变成硫化氢。

用天然气或轻油制气时，为避免蒸汽转化催化剂中毒，已预选将原料彻底脱硫，转化生成的气体中无硫化物。

煤或重质油制气时，氧化过程不用催化剂，不用对原料预脱硫，因此产生的气体中有硫，在下一步加工前必须进行脱脱硫。

1.1.2硫化物脱除的方法分类脱硫方法要根据硫化物的含量、种类和要求的净化度来选定，还要考虑技术条件和经济性，有时可用多种脱硫方法组合来达到对脱硫净化度的要求。

按脱硫剂状态来分，有干法、湿法两大类。

干法脱硫可分为吸附法和催化转化法，湿法脱硫可分为化学吸收法、物理吸收法、物理-化学吸收法和湿式氧化法。

下面主要介绍湿法脱硫中的物理吸收法（NHD）。

1.1.3 NHD脱硫方法湿法脱硫剂为液体，一般用于含硫量高、处理量大的气体的脱硫。

其中物理吸收法是利用有机溶剂在一定压力下进行物理吸收脱硫，然后减压而释放出硫化物气体，溶剂得以再生。

主要有冷甲醇法、此外还有碳酸丙烯酯法、N-甲基吡啶烷酮法、NHD法等，主要介绍NHD法。

1.1.3.1原理及工艺流程NHD溶剂是一种有机溶剂（聚乙二醇二甲醚），它对气体中硫化物和二氧化碳具有较大的溶解能力，尤其是对硫化氢有良好的选择吸收性，NHD溶剂物化性能稳定，蒸气压低，挥发损失小，无气味、无毒、不腐蚀、不分解。

该工艺能耗低、消耗低、成本低，运转时溶剂耗损少，是一种较理想的物理吸收剂，适合于以煤（油）为原料，酸气分压较高的合成气等的气体净化，脱硫时需消耗少量热量，脱碳时需消耗少量冷量，属低能耗的净化方法。

聚乙二醇二甲醚的生产方法

聚乙二醇二甲醚的生产方法我折腾了好久聚乙二醇二甲醚的生产方法，总算找到点门道。

最开始的时候我真是瞎摸索。

我就知道它是由聚乙二醇和甲醇在一定的条件下反应制得的，但这个所谓的一定条件可真是不好确定啊。

我第一次尝试的时候，就按照自己想当然的比例把聚乙二醇和甲醇混合在一起。

我觉得它们嘛，就像两个人组队干活儿一样，只要碰面了就能产生反应。

结果大错特错，啥也没得到。

我当时就想，这可不像做菜，把材料放一块儿就能行。

化学反应那可是很精确的事儿。

后来我就开始查资料，资料上说要有合适的催化剂。

我得意地想，这不简单嘛，就找了一种很常见的催化剂加进去。

可反应的时候呢，要么就是反应不完全，有很多原料剩余，要么就是产生了乱七八糟的副产物。

就好比你在家里打扫卫生，想要扫干净客厅，结果扫帚一挥，东西没扫到角落，还把家具上其他地方都弄乱了。

再后来我不断调整原料的纯度。

原来我用的原料纯度不是特别高，我后来才意识到这可能就像是盖房子，砖头质量不行怎么能盖得出好房子呢。

我找了质量好、纯度高的聚乙二醇和甲醇，在加入合适比例的高品质催化剂之后，情况有了好转。

但是反应温度又是个大问题。

有时候为了让反应快一点，我就把温度调高很多。

但这温度一高就像让一群马乱跑，反应变得不受控制，会产生很多不想要的杂质。

要是温度低呢，反应速度老慢了，像乌龟爬一样。

所以我只能慢慢去试各种不同的温度。

现在我觉得，这个聚乙二醇二甲醚的生产啊，原料比例要精确，催化剂要选对而且量得合适，原料纯度要高，反应温度这一块也是要小心翼翼地去确定。

我现在还是不敢说我就掌握得很完美，毕竟操作过程中还有一些小问题，偶尔还是会产生一丢丢的副反应。

但是我觉得我已经在这个正确的道路上越走越稳了。

不过呢，我有时候也在想会不会有其他的新方法或者新的组合能让这个生产过程更高效更纯净呢。

就比如说这个催化剂，是不是还有更先进的替代品之类的。

反正我觉得这就是一直探索的事儿，说不定哪天又有新的发现呢。

另外我还发现，整个反应的反应容器也有讲究。

合成氨脱碳系统的优化及稳定(NHD脱炭)

合成氨脱碳系统的优化及稳定（NHD脱炭）摘要：合成氨脱碳系统中NHD脱硫、脱碳技术具有能耗低、净化度高、设备和流程简单等特点，已在舍成氨、甲醇和醋酸生产企业的脱硫、脱碳中得到了成功应用，并取得了丰富的实践经验。

近年来，又全力开发NHD技术在焦炉气脱硫中的应用，并取得了突破性的成果。

为实现焦炉气制甲醇技术的工业化提供了有效的脱硫工艺。

关键词：NHD脱硫脱碳优化稳定一、合成氨脱碳系统中NHD溶剂性质、吸收机理及工艺特点1.物理性质NHD（脱碳）溶剂的主要成分是聚乙二醇二甲醚的同系物，分子式为CH3一O一(C2HO) CH ，式中凡=2—8，为浅黄色液体。

在25cI：时，其密度为l027kg ／m ，蒸气压为0．093Pa，冰点为一2一29cI：，闪点为l5l℃，燃点为157cI：。

2.工艺原理NHD（脱碳）溶剂吸收H：S、COS、CO：的过程具有典型的物理吸收特征，在H：S、COS、CO：一NHD溶剂系统，当上述气体分压低于lMPa时，气相压力与液相浓度基本符合亨利定律。

HS、COS、CO在NHD溶剂中的溶解度随压力升高、温度降低而增大，因此宜在高压、低温下进行}{2S、COS、CO 的吸收过程；当系统压力降低、温度升高时，溶液中溶解的气体得以释放，实现溶液的再生过程。

3.工艺特点3.1净化度高正常操作工况下，在l台吸收塔内可将H S和COS脱除至l×10～，CO：脱除至0．1％以下。

3.2能选择性吸收H：S和有机硫。

3.3吸收H：S、有机硫、CO：等气体的能力强。

3.4溶剂蒸气压低，挥发损失少。

流程中不设置洗涤回收溶液的装置，企业实际吨氨溶剂消耗一般为0．2kg。

3.5溶剂无腐蚀性实践经验表明，即使溶剂含水量达10％、累积含硫量达300mg/L，也未发现设备有明显腐蚀，工艺装置基本采用碳钢材料，投资少，维护和维修费用低。

二、合成氨NHD（脱碳）技术的优化与稳定1.合成氨NHD（脱碳）溶液工艺条件的优化NHD溶液的脱碳能力、脱碳指标与很多工艺条件有关，在压力基本不变的前提下，影响因素还有温度、溶液循环量和溶液含水量。