低温甲醇洗的工艺特点及其相关问题探究

低温甲醇洗的工艺特点及其相关问题探究

【摘要】低温甲醇洗法是利用低温下（—50℃～—70℃）甲醇的优良特性脱除原料气中的轻质油、二氧化碳、硫化氢、硫的有机化合物和氰化物等的物理吸收法。低温甲醇洗法的吸收能力大、气体净化度高，出口气中CO2可脱除至10～20ppm，能将无机硫和有机硫脱除干净（总硫小于0.1ppm），作为吸收剂的甲醇易得且价格低廉，不仅可以同时脱除COS，还可以兼脱能够引起后系统触媒中毒的羰基铁和羰基镍。

【关键词】低温甲醇洗；吸收剂；吸收能力；净化度；热稳定性；低温吸收 0 引言

低温甲醇洗是一种典型的物理吸收过程。物理吸收和化学吸收的根本不同点在于吸收剂与气体溶质分子间的作用力不同。物理吸收中，各分子间的作用力为范德华力，而化学吸收中为化学键力。这二者的区别构成它们在吸收平衡曲线、吸收热效应、温度对吸收的影响、吸收选择性以及溶液再生等方面的不同。

1 低温甲醇洗工艺

1.1 低温甲醇洗工艺原理

物理吸收中，气液平衡关系开始时符合亨利定律，溶液中被吸收组分的含量基本上与其在气相中的平衡分压成正比。在化学吸收中，当溶液的活性组分与被吸收组分间的反应达到平衡以后，被吸收组分在溶液中的进一步溶解只能靠物理吸收。物理吸收中，吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的提高而增加，溶液循环量与原料气量及操作条件有关。操作压力提高，温度降低，溶液循环量减少；在化学吸收中，吸收剂的吸收容量与吸收剂中活性组分的含量有关。因此，在化学吸收中，溶液循环量与待脱除的酸性组分的量成正比，即与气体中酸性组分的含量关系很大，但与压力基本无关。

低温甲醇洗中，H2S、COS和CO2等酸性气体的吸收，吸收后溶液的再生以及H2、CO等溶解度低的有用气体的解吸曲线，其基础就是各种气体在甲醇中有不同的溶解度。

低温下，甲醇对酸性气体的吸收是很有利的。当温度从20℃降到—40℃时，CO2的溶解度约增加6倍，吸收剂的用量也大约可减少6倍。低温下，例如—40～—50℃时，H2S的溶解度又差不多比CO2大6倍，这样就有可能选择性地从原料气中脱除H2S，而在溶液再生时先解吸回收CO2。低温下，H2S、COS和CO2在甲醇中的溶解度与H2、CO相比，至少要大100倍，与CH4相比，约大50倍。因此，如果低温甲醇洗装置是按脱除CO2的要求设计的，则所有溶解度和CO2相当或溶解度比CO2大的气体，例如COS、H2S、NH3等以及其他硫化物都一起脱除，而H2、CO、CH4等有用气体则损失较少。

1.2 低温甲醇洗工艺流程

1）净化原料气。将原料气中的CO2及H2S、COS等硫化物脱除至规定含量，以满足后续工艺的生产要求。具体要求：经过低温甲醇洗工艺后，原料气中CO2摩尔含量降至20ppm以下（甲醇生产工艺要求CO2摩尔含量降至3%），H2S、COS等硫化物总硫摩尔含量小于0.1ppm。

2）回收副产品。二氧化碳是低温甲醇洗的主要副产品，可用于生产纯碱和尿素等；H2S及COS等硫化物也可作为硫酸等的原料。

3）环保任务。由于排放入环境中的废气及废水里含有H2S、CH3OH等有