低温甲醇洗

闪蒸器低温甲醇洗工艺流程

低温甲醇洗工艺 (RectisolProcess)是德国林德 (Linde)公司和鲁奇 (Lurgi)公司共同开发的采用物理吸收法的1种酸性气体净化工艺，该工艺使用冷甲醇作为酸性气体吸收液，利用甲醇在一 6O℃ 左右的低温下对酸性气体溶解度极大的物理特性，同时分段选择性地吸收原料气中的Hs、一c0。及各种有机硫等杂质。在以渣油和煤为原料的大型合成氨装置上，大多采用这种净化工艺。此外，该工艺还广泛应用于甲醇合成、羟基合成、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。目前，国内外已有百余套大中型工业化装置的酸性气体脱除采用了该净化工艺。

国内进展

我国对低温甲醇洗工艺的研究始于20世纪70年代，中石化兰州设计院、南化集团研究院、浙江大学、上海化工研究院、大连理工大学等单位在该工艺的基础理论研究方面都取得了一定的成果。上海化工研究院和浙江大学在工艺计算方面，南化研究院在热力学和基础数据测定方面，兰州设计院在气液平衡计算数学模型及北京化工大学在气液相平衡方面都做了大量的工作。大连理工大学在化工工艺模拟计算方面取得了较大的进展。国内目前已有

多套大型酸性气体净化装置采用了低温甲醇洗工艺，有的装置已运行近20 a，在设计、施工、安装、操作等方面都积累了丰富的经验。

大连理工大学从1983年开始进行低温甲醇洗工艺过程研究，在中石化公司和浙江大学的协助下，1999年该项研究通过了中石化的鉴定，并且获得了国内2项专利申请。经改进后的该工艺采用6塔流程，与林德工艺相似，据介绍，该工艺的冷负荷和设备投资比林德工艺要低10 左右。

兰州设计院在参与鲁奇和林德2个不同的低温甲醇洗工艺流程的设计中积累了一定的设计经验，在中石化湖北化肥分公司的低温甲醇洗设计中，鲁奇公司仅提供了工艺软件包，由兰州设计院自行完成了基础设计和详细设计。该工艺的热交换器均采用标准的TEMA型换热器，所有塔盘采用普通标准设计，提高了低温甲醇洗装置的国产化率，降低了投资费用。

近年来，在低温甲醇洗设备制造方面，国内也取得了可喜的进展。大连冰山集团金州重型机器有限公司为上海焦化有限公司引进的林德公司低温甲醇洗装置制造了特大型成套设备，包括塔器、换热器和罐类等共23台23个种类，其中有硫化氢浓缩塔、变换气吸收塔、煤气甲醇吸收塔等关键设备，这些设备不仅使用了国内目前难以掌握的3．5 Ni低温钢材料

的加工工艺技术，而且体积庞大，单台设备最大直径为2．3 m ，长55 m ，重量近百t。此外，河南开封空分集团有限公司制造的低温甲醇洗关键设备高压绕管式换热器，工作压力为l6．5 MPa，可成功地替代林德公司的进口设备。

山东德州华鲁恒升化工股份有限公司近期投产的国产化大型化肥装置中采用了具有自主知识产权置已成功投运。该装置采用3台并联操作的吸收塔，共用l套再生系统，可同时生产氨合成气、甲醇合成气和羟基合成气，属国内外首创，达到国际先进水平。

工艺比较

在合成氨、合成甲醇、联产C 化工产品等生产中，水煤浆气化后，粗煤气中含有的C0 、H S、COS等是必须要除去的杂质，酸性气体净化工艺就是要通过脱硫和脱碳来除去粗煤气中的这些杂质。脱硫方法有干法脱硫和湿法脱硫2种，干法采用活性炭、改性活性炭、氧化锌等吸附脱硫，湿法有低温甲醇洗、NHD、ADA、aMDEA等方法。脱碳的方法有低温甲醇洗、热钾碱、碳酸丙烯酯、Selexol等方法。低温甲醇洗可同时脱除酸性气体中的H s和CO ，目前已成为酸性气体净化的1种极具发展前景的重要工艺技术。

原料气的净化常用的栲胶脱硫+ 苯菲尔脱碳、NHD、低温甲醇洗3种工艺技术中，栲胶脱硫+苯菲尔脱碳在国内已使用多年，应用较为广泛，工艺成熟，经验丰富，溶剂来源广，生产操作可靠，但其能耗最大。NHD法基建投资和栲胶脱硫+苯菲尔脱碳工艺相近，比低温甲醇洗低，且目前国内已掌握了该技术，拥有自主的知识产权。而低温甲醇洗能耗最低，但对设备要求严格，适合于大型装置采用。

技术特点

吸收能力大

甲醇在低温下，对c0。、Hzs、COS的溶解度较大，据计算，在3．1 MPa的压力下，1 m。甲醇溶液能吸收CO。160～ 180 m。，而1 m。NHD溶液仅能吸收C0。40～ 55 m ，甲醇对C0。的吸收能力是NHD溶液的4倍左右，在吸收等量酸性气体时低温甲醇洗的甲醇溶液循环量小，装置设备数量较少，总能耗较低。

选择性好

低温甲醇洗能同时脱除c0。、H。s、COS等杂质，特别是对c0。和H。s的选择吸收能力

较强，而对H。s的吸收速度和吸收能力又比c0。大得多。酸性气体的脱硫脱碳可在两个吸收塔或同一个塔内分段选择性地进行，且回收的c0。纯度能满足尿素生产的需要，从富含H。S的尾气中可直接回收硫磺。

净化度高

经低温甲醇洗脱硫脱碳后的净化气H s含量< 0．1× 10一，C0。含量< 20 × 10一，C0。产品纯度达99％以上，回收率≥ 63％，可有效地防止后续甲烷化、氨合成工序的催化剂中毒现象的发生，不需另外设置氧化锌脱硫槽等精脱硫设备。同时，在脱硫脱碳的过程中，H 等有效气体的损失也较少，仅为总H-量的0．12％左右。】

操作费用低

甲醇溶液的化学稳定性和热稳定性好，粘度和腐蚀性小，不需加入消泡剂，在运行中不会被降解或分解，且使用补充量较少。低温甲醇洗装置虽然1次性投资费用较高，但由于生产运行中的能耗低，净化度高，因而在长期运行的总体经济性方面仍然优于NHD工艺，这也是目前有较多的新建装置选用该工艺的原因。

但也应看到，该工艺为国外专利技术，需从国外引进，软件费用较高。由于操作温度较低，为有效回收能量和降低能耗，工艺流程较复杂，换热设备多。设备管道需低温钢材料，部分设备由国外制造，投资较高。此外，甲醇具有毒性，给操作和维修带来一些困难，这些都是该工艺的不足之处。

工艺流程简介
装置中低温甲醇在主洗塔中(5. 4MPa) 脱硫脱碳,之后富液进入中压闪蒸塔(1. 6MPa) 闪蒸,闪蒸气通过压缩,然后再循环到主洗塔。闪蒸后的富液进入再吸收塔,在常压下闪蒸、气提,实现部分再生。然后甲醇富液进入热再生塔利用再沸器中产生的蒸汽进行热再生,完全再生后的贫甲
醇经主循环流量泵加压后进入主洗塔。

操作要点
循环甲醇温度
温度越低,溶解度越大,所以较低的贫甲醇温度是操作的目标(贫甲醇温度为- 50 ℃) 。系统配有一套丙烯制冷系统提供冷量补充,用尾气的闪蒸(气提) 带来的冷量达到所需要的操作温

度。影响循环甲醇温度的主要因素有:
a 丙烯冷冻系统冷量补充
b 气提氮气流量
c 循环甲醇的流量与变换气流量比例
甲醇循环量
控制出工段的气体成分指标( ΣS ≤0. 1ppm) ,甲醇循环量是最主要的调节手段。系统配有比例调节系统,使循环量与气量成比例,得到合格的精
制气。
压力(主洗塔的操作压力)
由亨利定律知压力越高,吸收效果愈好。净化主洗塔的压力取决于气化来的变换气压力,系统气化采用德士古气化炉造气,进系统的变换气压力为5. 4MPa ,由于压力较高,吸收效果有很大提高。
浓度(水含量、甲醇的再生度)
贫甲醇中的水含量是正常生产中的重要控制指标,系统控制水含量≤1 % ,较高的水含量不但会影响甲醇的吸收效果,还会增大对设备的腐蚀。为了实现甲醇的循环利用,达到良好的吸收

效果,必须很好的实现甲醇的再生,系统利用甲醇再生的方法有闪蒸、气提、热再生。利用甲醇水分离塔控制溶液系统中的水平衡。
变换气的指标(温度及气体成分)
变换气的指标直接影响着净化循环量的操作,系统由气化工段控制变换气的成分,通过控制炭洗塔的温度来调节HPC 比。系统进工段的变换气成分为H244 %、CO19 %、CO234 %、H2S1. 3 %。