低温甲醇洗气体净化工艺及其技术探析

庞月建，李青燕

（陕西神木化学工业有限公司，陕西榆林 719319）

低温甲醇洗气体净化工艺及其技术探析

庞月建，李青燕

（陕西神木化学工业有限公司，陕西榆林 719319）

环境污染问题一直是全球关注的焦点，尤其是化学污染问题，随着科学技术的快速发展，降低化学污染的技术已经研制出来，其中应用最广泛的就是低温甲醇洗，它是一种节能型的酸性气体净化技术。

低温甲醇洗；气体净化工艺；基本原理

低温甲醇洗技术在气体净化领域占据重要地位，在合成甲醇、工业制氢、合成氨、天然气净化以及城市煤气净化等领域得到了广泛应用，本文详细介绍低温甲醇洗技术的基本原理、优势以及为了发展。

1 低温甲醇洗技术基本原理

低温甲醇洗技术的基本原理为：甲醇对H2S、CO2等酸性气体的溶解度较高，而对CO、CH4、H2等有效气体具有较小的溶解度，并且对各种杂质气体具有较好的选择性。低温甲醇洗技术将甲醇作为吸收溶剂，在低温高压的情况下，对气体进行吸收，而在高温低压的情况下，对气体进行解吸，从而将H2S、CO2与其他杂质气体从原料气中脱除掉。

低温甲醇洗通常在-70～-30℃的较低温度下进行，通过与净化后的气体进行换热，将原料气体降至特定的温度，在吸收塔中以低温甲醇为吸收溶剂，并在3～8MPa较高的压力下洗涤原料气体。

在低温甲醇工艺中，吸收气体后的低温甲醇，先采用减压闪蒸的方法将部分气体蒸脱掉，然后采用N2等惰性气体来实现汽提解吸，分离出溶于低温甲醇中的CO2、CO、CH4、H2，而对于溶解度更高的COS、H2S等气体，则应采用加热闪蒸即热再生的方法，将COS、H2S等气体从甲醇溶剂中完全脱除，从而确保低温甲醇的再生程度。

2 低温甲醇洗技术的优势

作为一种节能型的酸性气体净化技术，低温甲醇洗技术得到广泛推广与应用，其拥有诸多优势，主要体现在以下几点：

1）对酸性气体具有较强的吸收能力。低温甲醇洗气体净化工艺的净化程度高，在低温高压的条件下，对酸性气体的溶解度较高，吸收能力较强，能够一次性完全吸收粗煤气中高浓度的酸性气体，可以快速将COS、H2S、HCN、石脑油等杂质从粗煤气中清除掉。因此，在低温甲醇洗之前，可以把CO进行变换，如此以来就可以使气体净化的流程变得精简。

2）有助于回收利用H2S，降低环境污染。在闪蒸汽中，H2S的含量较高，可以进行回收利用，将H2S应用到甲醇反复减压再生的过程中，使甲醇实现反复吸收。然后把剩余的H2S全部集中于一种液体里，待H2S达到一定浓度后，再将其加热再生，当甲醇浓度达到35%左右时，将其送至克劳斯装置中实现硫的回收，从而将含硫废弃物对环境的污染性消除。

3）甲醇再生方法简单。低温甲醇洗技术属于物理吸收，作为吸收溶剂甲醇的化学成分并不会受到影响，常用的溶剂再生方法包括加热闪蒸、减压闪蒸、精馏以及汽提等。在低温的条件下，清洗与净化甲醇将出现更多的液体，对这些液体展开适当减压，此过程中，若压力保持不变，则极易产生节流反应，进而影响温度。CO2、CH4、H2三种物质在物理中具有一个共性，即相比其他气体，这三种物质的溶解度较低，因此，再生过程中，可以充分应用这三种物质，以此来使其他损失尽可能地降低。

3 低温甲醇洗技术发展

低温甲醇洗技术的性能优越，在国内外应用广泛，在气体净化方面发挥了重要作用，如今煤化工行业快速发展，与此同时，节能环保意识不断深入，低温甲醇洗技术拥有较好的发展前景。低温甲醇洗技术的发展主要体现在以下两个方面：

一方面，精简操作流程，更加合理地利用能量。与20世纪中旬比较而言，现代的甲醇洗装置在低温与换热流程上均存在较大的改进，经多次实践表明，现代的甲醇洗装置换热流程操作更加精简，减少能量损耗，使能量利用更加合理化。如鲁奇公司基于不同位置的温差，运用多种等级的制冷剂，同时，加入半贫液，使无极闪蒸的排布程序精简化；将价格较便宜的氮气应用到减压再生过程中，以此提高蒸汽的耗量；而林德公司采用一步法与两步法来冷却原料气，并在甲醇中添加H2S，提高了H2S的馏分浓度，并保持了H2S的循环性。

另一方面，提高操作灵活性，降低装置资金投入。首先，针对装置使用过程中产生的问题，提出了相应的解决方案，提高了装置的运转率；然后，采用先进的工艺技术，使单台设备的效率大大提高，有效降低装置的负荷，显著提升了CO2、H2S的气量波动。通过合理设计与优化流程，大大提高了新装置的开工率与操作灵活性，此外，在设计与优化流程时，应该对费用进行有效控制，提高资金的利用率，在满足工艺技术要求的情况下，尽可能降低设备资金投入，尽可能地简化装置流程。如根据温差的实际情况，合理选择换热器，温度为0℃以上时，腐蚀性较大，选用普通的TEMA不锈钢换热器，其拥有较强的耐腐蚀性，且易清洗；反之，选用碳钢材质的绕管换热器，以此来降低资金投入。

4 结束语

低温甲醇洗工艺具有诸多优势，如能耗低、易再生、原料易获取、操作稳定性强等，是一种成熟可靠的酸性气体净化工艺。为了不断满足节能环保的要求，创造绿色环境，应进一步加强对低温甲醇洗气体净化工艺的研究，不断拓展低温甲醇洗气体净化工艺的应用范围。

[1] 石晓林，李东风.低温甲醇洗技术净化工艺及研究进展[J].煤炭与化工，2016，（11）：21-25.

P u r i f i c a t i o n T e c h n o l o g y a n d T e c h n o l o g y o f L o w T e mp e r a t u r e Me t h a n o l Wa s h i n g G a s

Pang Yue-jian，Li Qing-yan

The problem of environmental pollution has always been the focus of global attention，especially the problem of chemical pollution.With the rapid development of science and technology，the technology of reducing chemical pollution has been developed.The most widely used is the low temperature methanol washing，which is a kind of energy saving Type of acid gas purif i cation technology.

low temperature methanol washing；gas purif i cation process；basic principle

TE665.3

B

1003-6490（2017）08-0011-01

2017-06-06

庞月建（1980—），男，陕西榆林人，助理工程师，主要从事煤制甲醇工作。