OFweek節能網訊：一、低溫甲醇洗的發展

　　低溫甲醇洗的工業生產裝置的設計最初是由林德和魯奇研究開發的。魯奇公司承包建成的第一個工業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化氣，脫除的硫化物和二氧化碳用來合成其他有用產品。

　　我國從上世紀70年代開始對低溫甲醇洗技術進行研究，取得了一定的成果。南化集團研究院對低溫甲醇洗工藝的熱力學和基礎數據測定進行了深入的研究，北京化工大學在測定氣液相平衡參數做了很多工作，浙江大學和上海化工研究院在低溫甲醇洗的工藝參數的計算方面，蘭州設計院對氣液平衡數學模型的計算十分精確，我校在化工工藝模擬計算方面的成果更是十分顯著。另外，在低溫甲醇洗工藝相關設備的制造方面也有很大的進展。低溫甲醇洗工藝的廣泛應用，也會促進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。每一步都有相對應的獨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行的工藝流程，而兩步法則是先進行脫硫，然后進行變換，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別，技術方面也都很成熟，在實際應用中，就上述兩種流程的選擇，主要結合以下工藝來考慮：

　　（1）根據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過先粗脫硫，后送往壓縮機組壓縮，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。

　　（2）根據生產產品的不同。如果出低溫甲醇洗裝置后工序產品單一，比如生產合成氨或生產產甲醇，可以一步法。但如果后續工序既產合成氨又產甲醇，就需要采用兩步法。

　　OFweek節能網訊：一、低溫甲醇洗的發展

　　低溫甲醇洗的工業生產裝置的設計最初是由林德和魯奇研究開發的。魯奇公司承包建成的第一個工業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化氣，脫除的硫化物和二氧化碳用來合成其他有用產品。

　　我國從上世紀70年代開始對低溫甲醇洗技術進行研究，取得了一定的成果。南化集團研究院對低溫甲醇洗工藝的熱力學和基礎數據測定進行了深入的研究，北京化工大學在測定氣液相平衡參數做了很多工作，浙江大學和上海化工研究院在低溫甲醇洗的工藝參數的計算方面，蘭州設計院對氣液平衡數學模型的計算十分精確，我校在化工工藝模擬計算方面的成果更是十分顯著。另外，在低溫甲醇洗工藝相關設備的制造方面也有很大的進展。低溫甲醇洗工藝的廣泛應用，也會促進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。每一步都有相對應的獨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行的工藝流程，而兩步法則是先進行脫硫，然后進行變換，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別，技術方面也都很成熟，在實際應用中，就上述兩種流程的選擇，主要結合以下工藝來考慮：

　　（1）根據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過先粗脫硫，后送往壓縮機組壓縮，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。

　　（2）根據生產產品的不同。如果出低溫甲醇洗裝置后工序產品單一，比如生產合成氨或生產產甲醇，可以一步法。但如果后續工序既產合成氨又產甲醇，就需要采用兩步法。

　　三、低溫甲醇洗流程的優缺點

　　低溫甲醇洗目前獲得了廣泛的應用，國內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）低溫甲醇洗的優點

　　（1）冷甲醇的優越性。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硫化物和有機硫化物、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；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，在實際生產中可將H2S與CO2在同一設備的不同吸收段進行吸收，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的要求；④甲醇的物理性質符合選用吸收劑的指標要求。甲醇沸點低，比熱大，粘度小。甲醇的沸點較低為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的較少。25℃時甲醇比熱為2.51kJ/kg.℃，比絕大部分有機溶劑的比熱都大，這樣溶質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、傳質性能，這樣對節省動力消耗十分有利；⑤甲醇的化學穩定性和熱穩定性好。甲醇不易于有機物、氰化物等雜質反應，不易氧化和降解，在吸收過程中不起泡，純甲醇為中性物質，對設備無腐蝕，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、芳香烴類物質的吸收比較徹底，利用甲醇與水的互溶性進行萃取，可獲得石腦油產品，同時對甲醇水進行分離，回收甲醇，可以減少甲醇的損失。

　　（2）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，H2S的濃度也都能夠滿足硫回收的要求，適于進一步處理的高濃度的富硫氣體中（如克勞斯裝置），在界區范圍提供產品CO2產品氣而沒有其他雜質，適于尿素合成。

　　（二）低溫甲醇洗的缺點

　　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液氮洗的凈化流程，雖然具有很大的優越性，但也有不足之處：由于低溫甲醇洗操作溫度低，內部介質為粗煤氣，設備和管道的材質要求很高，不僅需要一定的強度和抗應力腐蝕的能力，而且需要采用低溫鋼材，有部分設備還需要從國外引進，基礎設施投資比較大；為了降低能耗回收冷量，換熱設備特別多，流程顯得很復雜，投資費用較大；甲醇屬于有毒物質，設備密封要求嚴格，設計時應充分考慮到這一點，同時也給操作帶來和維修帶來一定的困難；低溫時甲醇對碳氫化合物組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的進一步發展。