1、低温甲醇洗工艺技术改造及应用摘要：通过对低温甲醇洗工艺的技术改造与应用，提高了净煤气洗涤能力、尾气排放达标等。 关键词：扩能改造、氮气气提、共沸物脱除。 中图分类号： TQ116 文献标识码： A 文章编号： 引言：低温甲醇洗是 50 年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。采用物理吸收酸性气体的一种净化工艺。该工艺使用冷甲醇作为酸性气体吸收液，利用甲醇在-50左右的低温下对酸性气体溶解度极大的物理特性，同时分段选择性地吸收原料气中的 H2S 和 CO2 以及各种有机硫等杂质。在以渣油和煤为原料的大型合成甲醇装置上，大多采用这种净化工艺。此外，该工艺还广泛应用于合成氨、羟基合成
2、、工业制氢、城市煤气和天然气脱硫等生产装置的净化工艺中。目前，国内外已有百余套大中型工业化装置的酸性气体脱除采用该净化工艺。 l.基本原理： 低温甲醇洗工艺用冷甲醇作为吸收溶剂，利用高压低温下酸性气体在甲醇中溶解度比较大的特性脱除原料气中的酸性气体(主要是 H2S 和 CO2)。低温甲醇洗的物理吸收过程遵循亨利定律。亨利定律的内容为：在恒温和平衡条件下，一种气体在溶液中的溶解度和该气体的平衡压力成正比。其数字表达式为：P=KX 式中：P亨利常数（溶质，溶剂一定时，只随温度而变化） ；X平衡时，气体在溶液中的摩尔分数。 由亨利定律可知，气体的分压越大，其在溶液中的溶解度也就越大，所以增加气体的压
3、力有利于气体的吸收，降低气体的压力有利于气体的解析。试验表明当溶质和溶剂一定时，在一定温度下 k 为定值，而且甲醇溶液的溶解度随温度的下降而显著增加，故吸收过程要求在尽可能低的压力下进行。 2.工艺控制 在甲醇净化工艺中，温度和压力对甲醇洗的选择性具有非常重要的影响。随着温度降低， H2S 和 CO2 以及别的易溶气体在甲醇中的溶解度系数增长很快，且分压越高增长越快，而 H2 和 N2 等变化不大。因此，随着温度的降低，甲醇对酸性组分的选择性大大提高。故此法适宜于在低温下操作，且尽量使酸性气体的分压增高。在运行过程中，压力是相对稳定的，低温甲醇洗的效果主要受循环量和温度的影响。 低温甲醇洗脱硫
4、、脱碳技术特点如下： (a)溶剂在低温下对 CO2、H2S、COS 等酸性气体吸收能力极强，溶液循环量小，功耗少。 (b)溶剂不氧化、不降解，有很好的化学和热稳定性。 (c)净化气质量好，净化度高，CO220ppm，H2S0.1ppm。 (d)溶剂不起泡。 (e)具有选择性吸收 H2S、COS 和 CO2 的特性，可分开脱除和再生。 (f)溶剂廉价易得，但甲醇有毒，对操作和维修要求严格。 (g)该工艺技术成熟，目前全世界约有 87 套大中型工业化装置。该工艺需从国外引进。由于操作温度低，设备、管道需低温材料，且有部分设备需国外引进，所以投资较高。 (h)低温甲醇洗溶剂在低温（50）下吸收，含硫
5、酸气采用热再生，回收 CO2 采用降压解吸，脱碳采用气提再生，热耗很低。 虽然低温甲醇洗工艺投资较高，但与其它脱硫、脱碳工艺相比具有电耗低、蒸汽消耗低，溶剂价格便宜，操作费用低等优点。特别是脱硫的净化度高，对甲醇生产十分有利。 我公司原低温甲醇洗装置工艺处理煤气量为 58500 76000Nm3/h ,净煤气 4800057000 Nm3/h。2008 年公司扩大生产规模建设 25 万吨甲醇装置，净煤气原有生产能力不能满足甲醇生产需求，因此对低温甲醇洗工段进行了扩能改造，加设了高压锅炉水洗涤塔、N2 气提塔、甲醇共沸物脱除塔、尾气洗涤塔。将煤气的处理能力提高至 87500114000 Nm3/
6、h。 一、水洗涤塔：舍弃原有文丘里式强洗涤塔，新安装酚水、高压锅炉水洗涤塔，塔内安装 10 层浮阀塔板。 进装置的粗煤气，首先进入水洗塔洗涤粉尘、油等杂质，并将其中的氨洗至 1ppm 以下;以避免后续工段出现碳铵结晶或硫胺结晶。酚水经冷却后进入储槽，然后经泵加压后一部分去粗煤气冷却工号，另一部分去水洗塔中部。从外界来的锅炉给水经换热器用冷却水降温后进入水洗塔上部，塔底液体部分去储槽循环利用，部分排至水处理工号。粗煤气经水洗塔初步洗涤后，被送到粗煤气冷却装置，温度由 40C 间接冷却至-28C。 二、N2 气提塔：富含 CO2 洗涤甲醇经过二级膨胀之后，经过加压泵送往新增加氮气气提塔的顶部。为了
7、回收冷量，氮气通过氮气冷却器与气提塔塔顶气换热后进入气提塔，通过氮气气提的方式将其中的 CO2 进一步解吸出来，减少了洗涤甲醇含气量。而甲醇液温度也下降了 10-20.气提塔塔底的甲醇液通过加压泵一部分送往脱硫塔脱硫，而另一部分送回脱碳塔的上部进行 CO2 洗涤。通过加设此 N2 气提塔增加了含碳甲醇的处理能力，减少含气甲醇且降低了洗涤甲醇的温度，从而更好保证了洗涤效果。 三、甲醇共沸物脱除塔：萃取塔分离掉轻油后的甲醇水，由于含有苯等杂质，增加共沸塔以完全脱除苯，萃取出的苯和轻油组分作为副产品由泵送出，共沸塔塔底的甲醇和水进入甲醇精馏塔。 共沸塔采用加压精馏原理，将脱油后的甲醇水在 0.3MP
8、a 进行精馏，共沸塔是利用蒸汽加热。塔顶蒸汽采用循环水换热冷却成含苯甲醇溶液，利用压差送回到萃取塔进行再分离，苯与轻油被收集后送到副产品灌区，而甲醇溶解于萃取剂（脱盐水）中送入到共沸塔。共沸塔塔釜液经冷却后送入 20KPa 精馏塔进行精馏，从而得到 99.9%的纯净甲醇得以循环利用。四、尾气洗涤塔：此塔内设 26 块浮阀塔板，洗涤液采用脱盐水，洗涤后尾气直接排入大气。洗涤液回收到系统中作为工艺水。 加设此塔的目的一是回收排放气中挟带的甲醇雾滴，二是将排放气中的水容物吸收下来，有机硫排放降到 50PPM 以下，减少了大气污染。 3.结束语 通过二年的生产实践，净煤气指标达到甲醇合成与天然气生产的需要，甲醇消耗降低 20 个百分点，尾气排放达到国家标准。 参考文献 1王振中化工原理北京：化学工业出版社，1986.6 作者介绍：孙娟（1977） ，助理工程师，哈尔滨市化学工业学校，黑龙江哈尔滨人，从事化工技术工作
