浅析低温甲醇洗工艺原理及工艺任务

高玲玲（榆林职业技术学院,陕西 榆林 719000）

浅析低温甲醇洗工艺原理及工艺任务

高玲玲（榆林职业技术学院,陕西 榆林 719000）

低温甲醇洗是现代工业产业中经常使用的一种气体净化方法，通过低温甲醇洗能够将气体中的杂质清除，从而得到符合要求的气体。现代工业产业中的气体净化经常产生一些有毒有害气体，对人体和环境都会产生伤害，因此气体净化技术也成为很多工业企业的研究重点。本文将对现在工业产业中经常使用的低温甲醇洗气体净化技术的工艺原理和工艺任务进行研究分析，希望能为相关产业的气体净化提供指导。

低温甲醇洗；工艺原理；工艺任务；物理吸收；化学吸收；反应速率

随着我国环境保护和节能减排战略计划的实施，我国工业企业在工业气体处理上开始投入大量的资金设备，以响应国家的号召。目前，工业气体处理以清除气体中的CO2和H2S为主，因此现代很多研究也是针对这两类气体的。本文对低温甲醇洗的研究也是以这两种气体的清除为例。

1 低温甲醇洗工艺原理

低温甲醇洗技术就是指将甲醇在低温时置于一定的压力条件下，将指定气体中的杂质酸性气体比如CO2和H2S清除出来，然后再对CO2和H2S等酸性气体进行解吸、气提等工艺过程，让这些酸性气体从甲醇溶液中释放出来，完成后再利用其他工艺对这些物质进行利用。通过低温甲醇洗大概的工艺过程可以发现，该过程对酸性气体的处理时采用物理吸收的方法，没有化学反应。

低温甲醇洗所用的物理吸收主要基于的是物理中的亨利定律。亨利定律表达式为：

P=KX

表达式中：P代表加工过程的操作压力；K为亨利系数，当相关溶质、溶剂改变时K会发生变化；X为变量，代表溶质的分子分数。

通过亨利定律的表达式可以发现，当P值增大时，X值也会相应增大，也即随着操作压力的增大，溶剂中的溶质分子越来越多。低温甲醇洗还用到另外一条物理定理即极性分子溶剂对极性分子溶质的溶解和吸收能力很强。低温甲醇洗就是基于这条理论采用的甲醇这种极性溶剂来针对性的吸收CO2和H2S这两种极性分子溶质，而对其他的比如N2,H2,CO等的非极性分子吸收能力就很差。当溶质分子不同时，亨利定律中的K值也会不同，即CO2，H2S和N2,H2,CO两类溶质分子在亨利定律中的K值选用不同。

通过亨利定律我们可以发现，在利用甲醇进行气体杂质吸收时，压力升高、温度降低就可以使单位溶剂吸收的溶质的量增加，所以，在利用甲醇进行吸收时要保持低温、高压。但是这仅仅是最理想的理论状态，大体趋势是这样，但是在实际应用中也存在一定问题。因为在低温、高压情况下气体为真实气体，并不完全遵循亨利定律，因此，在实际工业使用中要根据实际情况稍作变动。

低温甲醇洗的最后一步就是对溶剂中的溶质进行解吸，这与溶剂吸收溶质正好相反，根据亨利定律，只要减压、升温即可，当温度升到一定程度达到溶剂的沸点时，已经吸收的溶质在溶剂中的溶解量为零，所有溶质将全部解吸。解吸工艺方法有减压、气提、加热升温三种。下面分别对这三种解吸方法进行简单介绍：

减压解吸法：通过减少已经溶解有溶质的溶剂的压力，有时甚至将压力减少到负压，根据亨利定律就可使溶质自动解吸。

气体解吸法：气体解吸需要借助其他惰性气体，在操作中将惰性气体加入到溶剂中，这样可以降低溶质分压，从而使溶质解吸成功。

加热升温解吸法：即利用外部热量对溶解有溶质的溶剂进行加热，达到沸点以后，溶剂开始沸腾，此时溶解在溶剂中的溶质就能够充分解吸。

实际操作中低温甲醇洗的工艺过程和顺序主要为：原料气的预冷以及对CO2、H2S等气体的吸收—富甲醇的膨胀—产品CO2气—H2S的浓缩—热区：甲醇再生—排放甲醇收集系统—甲醇贮存系统—氨冷冻系统。这八个工艺步骤即为低温甲醇洗的所有工艺过程，这个过程完成了原料气体的净化与杂质气体的回收。通过这八个工艺步骤可以发现，进行低温甲醇洗的过程中首先对CO2、H2S等主要杂质气体进行净化处理，并做好收集回收工作。并且在这八个工艺的名称中可以发现，第五到第七个工序都是关于低温甲醇洗系统中的甲醇回收的，这可以说明低温甲醇洗系统的原料都是可以回收利用的，大大降低了传统气体净化的成本费用。

2 低温甲醇洗工艺任务

根据上述低温甲醇洗的工艺原理及一些工艺技术和过程，我们对于低温甲醇洗的工艺任务基本上也就有了了解，笔者经过总结将其列为一下几点。

2.1 净化原料气体

净化原料气体是低温甲醇洗的首要功能，也是基础功能。通过低温甲醇洗能够将原料气体中的CO2、H2S、CO等一些不需要的杂质气体全部清除，净化了原料气体，从而能够为下一步的工业生产提供支持。

2.2 回收副产品

进行副产品回收是目前低温甲醇洗的又一重要任务，比如原料气体净化时提取的N2、H2都可以用来合成氨，减少了专门制取N2、H2的成本费用；原料气体中的CO2量大，并且必须要清除，但是从其继续使用方面来看，CO2的回收是十分必要的。首先，CO2可以被用于生产大量的化工产品，减少原材料制取费用，其次，减少了温室气体的排放，保护了环境。

2.3 保护环境

低温甲醇洗在产生经济效益的同时，也能产生很大的社会效益。目前我国环境污染严重，国家政府对于工业废气废水的处理要求非常严格，因为工业企业排除的废气废水中一般都含有较多污染环境的物质，如果直接将其排放就会导致环境污染，但是经过低温甲醇洗的净化处理，废气废水中的很多污染物被清除，从而不能再污染环境，因此低温甲醇洗的另一大任务就是保护环境。

3 结语

由于低温甲醇洗工艺自身的优点其目前已在我国很多工业企业中得到应用，并且随着时间的推移，已经呈现出扩大的趋势。本文通过对低温甲醇洗技术工艺原理及相关工艺过程的研究分析，对低温甲醇洗技术进行了全面的分析，在此基础上对低温甲醇洗的工艺任务进行了明确，使得现在对于低温甲醇洗的研究更加全面。低温甲醇洗作为一种有效的净化技术，未来在我国必将拥有很大的发展前景和市场。

[1]杜兆海，胡庆彪.低温甲醇洗气体净化工艺及其技术研究[J].河南化工，2011（10）.

[2]张国民，楚文峰，耿恒聚.低温甲醇洗工艺的研究进展与应用[J].化学工程师，2010（10）.

[3]汪家铭.低温甲醇洗净化工艺的技术进展及应用概况[J].化肥设计，2008（01）.