OFweek節(jié)能網(wǎng)訊：一、低溫甲醇洗的發(fā)展

　　低溫甲醇洗的工業(yè)生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)最初是由林德和魯奇研究開發(fā)的。魯奇公司承包建成的第一個工業(yè)化示范性裝置主要用于加壓魯奇爐制得煤氣的凈化。林德公司最早建立的低溫甲醇洗裝置是用來凈化含硫轉(zhuǎn)化氣，脫除的硫化物和二氧化碳用來合成其他有用產(chǎn)品。

　　我國從上世紀(jì)70年代開始對低溫甲醇洗技術(shù)進(jìn)行研究，取得了一定的成果。南化集團(tuán)研究院對低溫甲醇洗工藝的熱力學(xué)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測定進(jìn)行了深入的研究，北京化工大學(xué)在測定氣液相平衡參數(shù)做了很多工作，浙江大學(xué)和上?；ぱ芯吭涸诘蜏丶状枷吹墓に噮?shù)的計(jì)算方面，蘭州設(shè)計(jì)院對氣液平衡數(shù)學(xué)模型的計(jì)算十分精確，我校在化工工藝模擬計(jì)算方面的成果更是十分顯著。另外，在低溫甲醇洗工藝相關(guān)設(shè)備的制造方面也有很大的進(jìn)展。低溫甲醇洗工藝的廣泛應(yīng)用，也會促進(jìn)我國對此工藝的研究力度和深度的增加，對于吸收國外技術(shù)具有十分重要的意義。

　　二、低溫甲醇洗分類

　　目前一般將低溫甲醇洗工藝分為一步法和兩步法兩種流程，傳統(tǒng)的二步法低溫甲醇洗凈化工藝流程中，在變換上游的第1步被脫除，CO2在變換下游的第2步被脫除。每一步都有相對應(yīng)的獨(dú)立的脫硫塔和脫碳塔。而一步法低溫甲醇洗工藝流程中，H2S與撥基硫和CO2分別在同一個設(shè)備即吸收塔中的不同部位被選擇性脫除。也就是說，一步法是脫硫和脫碳一起進(jìn)行的工藝流程，而兩步法則是先進(jìn)行脫硫，然后進(jìn)行變換，再接著脫碳的工藝流程。二者在基本原理上沒有什么根本區(qū)別，技術(shù)方面也都很成熟，在實(shí)際應(yīng)用中，就上述兩種流程的選擇，主要結(jié)合以下工藝來考慮：

　?。?）根據(jù)氣化爐操作壓力和煤種。氣化爐操作壓力低，而且粗煤氣中硫含量高，需低溫甲醇洗裝置先經(jīng)過先粗脫硫，后送往壓縮機(jī)組壓縮，變換，再送到低溫甲醇洗裝置脫硫，脫碳。相反，如果氣化爐操作壓力高，可采用一步法。

　?。?）根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的不同。如果出低溫甲醇洗裝置后工序產(chǎn)品單一，比如生產(chǎn)合成氨或生產(chǎn)產(chǎn)甲醇，可以一步法。但如果后續(xù)工序既產(chǎn)合成氨又產(chǎn)甲醇，就需要采用兩步法。

　　OFweek節(jié)能網(wǎng)訊：一、低溫甲醇洗的發(fā)展

　　低溫甲醇洗的工業(yè)生產(chǎn)裝置的設(shè)計(jì)最初是由林德和魯奇研究開發(fā)的。魯奇公司承包建成的第一個工業(yè)化示范性裝置主要用于加壓魯奇爐制得煤氣的凈化。林德公司最早建立的低溫甲醇洗裝置是用來凈化含硫轉(zhuǎn)化氣，脫除的硫化物和二氧化碳用來合成其他有用產(chǎn)品。

　　我國從上世紀(jì)70年代開始對低溫甲醇洗技術(shù)進(jìn)行研究，取得了一定的成果。南化集團(tuán)研究院對低溫甲醇洗工藝的熱力學(xué)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測定進(jìn)行了深入的研究，北京化工大學(xué)在測定氣液相平衡參數(shù)做了很多工作，浙江大學(xué)和上?；ぱ芯吭涸诘蜏丶状枷吹墓に噮?shù)的計(jì)算方面，蘭州設(shè)計(jì)院對氣液平衡數(shù)學(xué)模型的計(jì)算十分精確，我校在化工工藝模擬計(jì)算方面的成果更是十分顯著。另外，在低溫甲醇洗工藝相關(guān)設(shè)備的制造方面也有很大的進(jìn)展。低溫甲醇洗工藝的廣泛應(yīng)用，也會促進(jìn)我國對此工藝的研究力度和深度的增加，對于吸收國外技術(shù)具有十分重要的意義。

　　二、低溫甲醇洗分類

　　目前一般將低溫甲醇洗工藝分為一步法和兩步法兩種流程，傳統(tǒng)的二步法低溫甲醇洗凈化工藝流程中，在變換上游的第1步被脫除，CO2在變換下游的第2步被脫除。每一步都有相對應(yīng)的獨(dú)立的脫硫塔和脫碳塔。而一步法低溫甲醇洗工藝流程中，H2S與撥基硫和CO2分別在同一個設(shè)備即吸收塔中的不同部位被選擇性脫除。也就是說，一步法是脫硫和脫碳一起進(jìn)行的工藝流程，而兩步法則是先進(jìn)行脫硫，然后進(jìn)行變換，再接著脫碳的工藝流程。二者在基本原理上沒有什么根本區(qū)別，技術(shù)方面也都很成熟，在實(shí)際應(yīng)用中，就上述兩種流程的選擇，主要結(jié)合以下工藝來考慮：

　?。?）根據(jù)氣化爐操作壓力和煤種。氣化爐操作壓力低，而且粗煤氣中硫含量高，需低溫甲醇洗裝置先經(jīng)過先粗脫硫，后送往壓縮機(jī)組壓縮，變換，再送到低溫甲醇洗裝置脫硫，脫碳。相反，如果氣化爐操作壓力高，可采用一步法。

　?。?）根據(jù)生產(chǎn)產(chǎn)品的不同。如果出低溫甲醇洗裝置后工序產(chǎn)品單一，比如生產(chǎn)合成氨或生產(chǎn)產(chǎn)甲醇，可以一步法。但如果后續(xù)工序既產(chǎn)合成氨又產(chǎn)甲醇，就需要采用兩步法。

　　三、低溫甲醇洗流程的優(yōu)缺點(diǎn)

　　低溫甲醇洗目前獲得了廣泛的應(yīng)用，國內(nèi)外也有百余套大中型采用低溫甲醇洗裝置來脫除酸性氣體。

　　（一）低溫甲醇洗的優(yōu)點(diǎn)

　　（1）冷甲醇的優(yōu)越性。①在一30℃到一70℃的低溫下，甲醇可以同時脫除氣體中的無機(jī)硫化物和有機(jī)硫化物、CO2，HCN，NH3，，NO以及石蠟烴、芳香烴、粗汽油等組分，并可同時使氣體脫水，徹底干燥，所吸收的有用組分可以在甲醇再生過程中回收；②低溫高壓下，甲醇對酸性氣體，特別是對CO2與COS等吸收能力強(qiáng)；③甲醇吸收的選擇性好。同樣條件下，甲醇對大，但對CO，CH4，N2的溶解度小。通常低溫甲醇洗的操作溫度為-30℃一-70℃。各種氣體在一40℃時相對溶解度。溶解度的巨大差異，就會大大降低有效氣體氫氣在凈化過程中的損失。除此以外，甲醇對H2S的溶解度比對CO2的溶解度的6倍，利用這個特點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中可將H2S與CO2在同一設(shè)備的不同吸收段進(jìn)行吸收，可以選擇性地從混合氣中先脫除H2S，而在甲醇再生時先解吸CO2，這樣既可以保證再生的CO2純度，也可以滿足尿素生產(chǎn)的要求；④甲醇的物理性質(zhì)符合選用吸收劑的指標(biāo)要求。甲醇沸點(diǎn)低，比熱大，粘度小。甲醇的沸點(diǎn)較低為64.70C，非常有利于它的再生。吸收劑的熱再生溫度低，能耗就低，同時會減少系統(tǒng)的冷量損失。由于在低溫下甲醇的平衡蒸汽壓也很小，因此甲醇溶劑損失也相應(yīng)的較少。25℃時甲醇比熱為2.51kJ/kg.℃，比絕大部分有機(jī)溶劑的比熱都大，這樣溶質(zhì)的吸收過程中溫升就會比較小，有利于氣體的低溫吸收。同時，甲醇在溫度為-30℃時的粘度相當(dāng)于常溫下水的粘度。甲醇在-55℃時的粘度也僅僅為常溫水的兩倍，具有良好的傳熱、傳質(zhì)性能，這樣對節(jié)省動力消耗十分有利；⑤甲醇的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好。甲醇不易于有機(jī)物、氰化物等雜質(zhì)反應(yīng)，不易氧化和降解，在吸收過程中不起泡，純甲醇為中性物質(zhì)，對設(shè)備無腐蝕，不需要特殊防腐材料。而且甲醇與水互溶，可利用它來干燥原料氣；⑥甲醇價廉易得，易于萃取。在魯奇型低溫甲醇洗工藝中，該工藝對粗煤氣中的石腦油、芳香烴類物質(zhì)的吸收比較徹底，利用甲醇與水的互溶性進(jìn)行萃取，可獲得石腦油產(chǎn)品，同時對甲醇水進(jìn)行分離，回收甲醇，可以減少甲醇的損失。

　?。?）H2S的濃縮過程比較簡單，在原料氣中硫含量波動比較大的情況下，只要流程配置適當(dāng)，H2S的濃度也都能夠滿足硫回收的要求，適于進(jìn)一步處理的高濃度的富硫氣體中（如克勞斯裝置），在界區(qū)范圍提供產(chǎn)品CO2產(chǎn)品氣而沒有其他雜質(zhì)，適于尿素合成。

　　（二）低溫甲醇洗的缺點(diǎn)

　　以渣油或煤為原料所制得的合成氨原料氣采用低溫甲醇洗串聯(lián)液氮洗的凈化流程，雖然具有很大的優(yōu)越性，但也有不足之處：由于低溫甲醇洗操作溫度低，內(nèi)部介質(zhì)為粗煤氣，設(shè)備和管道的材質(zhì)要求很高，不僅需要一定的強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕的能力，而且需要采用低溫鋼材，有部分設(shè)備還需要從國外引進(jìn)，基礎(chǔ)設(shè)施投資比較大；為了降低能耗回收冷量，換熱設(shè)備特別多，流程顯得很復(fù)雜，投資費(fèi)用較大；甲醇屬于有毒物質(zhì)，設(shè)備密封要求嚴(yán)格，設(shè)計(jì)時應(yīng)充分考慮到這一點(diǎn)，同時也給操作帶來和維修帶來一定的困難；低溫時甲醇對碳?xì)浠衔锝M份的吸收能力也很大，丙烷在甲醇中的溶解度就大于二氧化碳在甲醇中的溶解度，這就限制了低溫甲醇洗工藝在氣體處理工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。