基于CO2产品气加压改造的低温甲醇洗工艺分析

池艳军　张建兵

摘要：低温甲醇洗是将甲醇当作吸收剂，在低温条件下所进行的物理吸收过程，该工艺因其独特的应用优势被广泛应用于工业气体脱硫脱碳过程之中分析了。下文笔者就在对低温甲醇洗工艺技术原理及技术特点分析的基础上，重点探讨了基于CO產品气加压改造的低温甲醇洗工艺分析，希望能为低温甲醇洗工艺技术的进一步发展及应用提供借鉴与参考。

关键词：有效气体;净化;低温甲醇洗;应用

低温甲醇洗工艺是德国Linde公司和Lurgi公司合作开发的，运用采用物理吸收方法的一种先进工艺。该工艺技术问世以来，因其良好的应用效果被广大工业企业所青睐。该工艺是以冷甲醇为酸性气体吸收液，利用甲醇在低温条件下对原料气中的HS和CO等杂质进行吸附。除此之外，该工艺还被广泛应用于甲醇合成、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，均受到业内人士的追捧，相信通过不断的发展，该工艺技术会变得更加先进，应用前景更加广阔。

1、CO产品气加压改造的低温甲醇洗工艺

低温甲醇洗是充分利用了甲醇具有对CO气体具有较高的溶解度，以及较强的其他杂质气体选择性特点，以甲醇为吸收溶剂，让其温度较低的特殊条件下完成吸收，以及在相对高温低压条件下完成气体解吸，脱除原料气中CO和其他杂质。

上述数据表明，在相对低温条件下，甲醇对于CO和HS等酸性气体具有良好的吸收功能，同时，它还可以脱除气体中的H2S、COS等杂质，净化气中CO体积分数也不会高于3%，含硫化合物浓度也不会高于0.1ppm。

2、CO2产品气加压改造的低温甲醇洗工艺特点

2.1吸收能力强

在低温条件环境之中，甲醇对CO、HS、COS的溶解度较大。根据数据计算结果表明，在3.1MPa的压强下，1升甲醇溶液就可以能吸收掉150-190升的CO，而1升NHD溶液仅仅只能吸收40至55升的CO之间相差4倍左右。

2.2净化度高

经低温甲醇洗工艺脱硫脱碳后，原料气的净化度竟达到99%以上。低温甲醇洗净化工艺还能够在一定程度上有效防止后续工序中产品掺杂甲烷、以及氨合成制造中所有用的催化剂中毒现象发生，其次，除了这一单一设备，不再需要另设精脱硫设备，相比之下，在脱硫脱碳作业之中，不会大量损耗H等有效气体，据精确计算，H等有效气体的损耗值只占到气体总量的0.12%，可以看出这个损耗值是非常低的。

2.3操作费用低

我们都知道，甲醇溶液的化学性质非常稳定，而且它还就有非常小的黏性及腐蚀性，因此在具体应用中就不再不需要加入消泡剂。尽管低温甲醇洗装置一次性投资费用较高，但在后期生产运行过程中，其能耗低、净化度高等应用优势使得总体经济性远远优于NHD工艺。

但是，并不是该工艺就没有一点瑕疵，它也有许多不足之处：1）所需运行环境为低温，必须要将温度控制在负60摄氏度左右，且工艺流程较复杂，换热设备多;2）设备管道须使用低温钢材料，但部分设备都是由国外某几个厂家制造，造价还是蛮高的;3）甲醇具有较强毒性，给后期维修带来诸多不便。

3、基于CO2产品气加压改造的低温甲醇洗工艺分析

3.1单步法工艺

单步法工艺就是将CO和HS的吸收在一个塔内进行，吸收的CO通过闪蒸进行汽体脱除，最终实现溶剂再生，接着，料气会通过换热设备，待其冷却后，将所有气水混合物输入到气液分离器，再将甲醇注入分离器，经一系列程序得到纯净气体。气体进入吸收塔底部吸收HS，然后进入吸收塔上段吸收其中的CO气体，在吸收塔塔顶得到净化后的合成气。

吸收塔上段利用冷却器移出部分热量，使吸收过程在较低温度下进行。吸收塔中部和底部分别得到CO溶液和H2S溶液，中压闪蒸回收其中的H、CO等有效气体，中压闪蒸后的甲醇溶液进入CO解吸装置，塔顶得到纯度较高的CO气体通过多级压缩机得到CO液体。

解吸后的甲醇溶液中只含有微量CO气体，接下来，还会运用到最后一道工序，将其注入HS富集器，利用N进行汽提，除却溶液中多余的CO。

3.2双步法工艺

硫化物在HS吸收塔进行吸收，然后再将其送至CO吸收塔中进行脱碳。该工艺有两个溶剂再生系统，分别对富含硫化物和CO的甲醇溶剂进行解吸再生。待气体经过换热和冷却器处理过后，就被送至H2S吸收塔底部，在HS吸收塔中利用低温甲醇溶剂进行冲洗，待其充分吸收HS后，低温甲醇首先通过高压、中压和低压闪蒸，使溶解在甲醇中的H、CO得以解吸，经压缩后送回吸收塔，实现有效气体的回收。

闪蒸后的富硫溶液被送至脱硫塔，利用蒸汽加热后实现热再生，解吸溶解在甲醇中的硫化物。

吸收硫化物后的合成气进入CO吸收塔底部，利用冷却后的甲醇吸收CO，在CO吸收塔顶得到净化后的合成气，净化后的合成气与原料气进行换热，利用冷却剂散除剩余热量，使吸收过程始终处于低温环境之中。

吸收CO的甲醇经过中压闪蒸回收H、CO等有效气体，再被送回至吸收塔内进行回收。中压闪蒸后的甲醇送至低压闪蒸罐中解吸使CO，闪蒸后甲醇经冷却后送至CO吸收塔顶部，罐顶就会充满得高纯度CO气体。

结束语

综上所述，低温甲醇洗工艺对工业制造所产生气体中的CO、HS、COS具有良好的脱除性能，其次，它还具有非常好的操作稳定性、能耗低、原料易获取等优势，已经成为当前国内外一种成熟可靠的节能型气体净化工艺。为了能够优化我国现有能源结构，保护能源安全，就必须大力发展煤化工技术，这也是目前我国实现能源发展的主要方向。

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