摘要：低温甲醇洗工艺是利用甲醇在-60℃左右的低温下对酸性气体溶解度极大的物理特性，使用冷甲醇作为酸性气体吸收液，分段选择性地吸收原料气中的H2S和CO2以及各种有机硫等杂质。该工艺被广泛应用于各个领域，如：合成氨、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。本文首先介绍了低温甲醇洗工艺概况，接着探讨了影响甲醇再生的主要因素。
关键词：低温甲醇洗；甲醇再生；影响因素
低温甲醇洗是20世纪50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。该工艺为典型物理吸收法，是以低温甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体。富甲醇利用再沸器中产生的蒸气进行闪蒸和气体再生，富甲醇的闪蒸为该过程提供额外的冷却，闪蒸气通过循环压缩，然后再循环到吸收塔，其损耗量最低。甲醇水分离塔保持甲醇循环中的水平衡，尾气洗涤塔使随尾气的甲醇损耗降低到最低限度。
1甲醇消耗大问题分析
对照低温甲醇洗的工艺流程，从原理上来分析，甲醇的损失主要有以下几种途径1、系统参数控制不合理，存在气体夹带造成的甲醇损失，二氧化碳气体、尾气、和酸性气的夹带。2、装置的泄漏造成的损失。3、甲醇再生废水甲醇含量偏高造成的损失。4、原料气入低温甲醇洗装置的温度高。5、制冷工段的制冷温度达不到要求不能有效的提供冷量。6、阀门操作幅度过大而导致吸收塔液泛造成气体夹带雾沫。7、系统负荷过低。
2低温甲醇洗工艺概况
低温甲醇洗装置从2007年开始动工，2008年9月份化工投料试车一次成功，在二甲醚生产中起承上启下的作用，接收来自变换的粗煤气，通过甲醇洗涤吸收后，将合格的净化气（硫化物含量≤0.1PPm（总硫含量），CO2含量≤3.5%）送往合成工段。该装置的设计负荷为119871Nm3/h，装置于2012年达到满负荷生产，最高气量达到138742Nm3/h，为设计负荷的115%。
2.1工艺原理
该装置的目的是去除变换气中的酸性气体成分。在设计温度（-50℃）时，甲醇对于CO2，H2S和COS具有较高的可溶性。在物理吸收过程中，含有任何成分的液体负载均与成分的分压成比例。吸收中的控制因素是温度、压力和浓度。富甲醇通过用再沸器中产生的蒸气进行闪蒸和汽提再生。富甲醇的闪蒸为该过程提供额外的冷却。闪蒸气通过循环压缩，然后再循环到吸收塔，其损耗量最低。甲醇水分离塔保持甲醇循环中的水平衡。尾气洗涤塔使随尾气的甲醇损耗降低到最大限度。
2.2工艺流程
低温甲醇洗流程主要分为以下几个部分：原料气冷却、酸性气体脱除、中压闪蒸、低压闪蒸和H2S富集、热再生、甲醇水分离及尾气洗涤放空。
3影响甲醇再生的因素
3.1中压闪蒸塔的压力
中压闪蒸塔的主要作用是闪蒸回收系统中有用的H2和CO。理论上，闪蒸压力控制的越低，系统回收的H2和CO就越多，甲醇再生效果就越好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是压力也不是越低越好，一方面，在压力较低的情况下，甲醇中吸收的H2S、COS、CO2也会从甲醇中解吸出来通过循环气压缩机再次进入系统，另一方面，压力太低，中压闪蒸塔就不能利用压差将甲醇压至再吸收塔，导致甲醇循环的中断，所以，中压闪蒸塔的压力也不是越低越好。
3.2再吸收塔再吸收段的压力
再吸收塔再吸收段作用主要是闪蒸出甲醇中的CO2，同时用一股再吸收甲醇吸收在这一过程中闪蒸出来的H2S，得到纯度较高的CO2。在这个过程中我们也要控制好再吸收段的压力，在保证环保指标的前提下，尽可能的降低再吸收段的压力。
3.3气提用量
气提是指加入一种溶解度很小的惰性气体以降低气相中的溶质压力促使溶解在溶剂中的溶质解析出来的方法。再吸收塔主要是加入低压氮气，气提再生富甲醇中的CO2，实现硫浓缩。理论上，气提氮气的用量越多，CO2再生的越彻底，但是考虑到一方面，气提氮气的量加入的太多的话，会将富甲醇中的部分H2S再生出来，排放到大气中，导致环境污染；另一方面也要考虑氮气消耗问题，过多的加入气提氮气，大大增加系统消耗，导致产品成本增加。所气提氮气的用量也不是越多越好。
3.4热再生塔闪蒸段的压力
在热再生塔以前的再生过程都是在低温下进行的，在进入热再生塔之前，甲醇经过一系列的换热器，在进入热再生塔闪蒸段时甲醇温度已经达到90℃，各气体的亨利常数已经变的很小了，所以在这一闪蒸过程中会有部分H2S闪蒸出来，这部分闪蒸出来的气体也不再直接放空，而是将其引入再吸收塔进行再吸收。热再生塔闪蒸段的压力控制的越低，甲醇中闪蒸出来的H2S、COS、CO2越多，越有利于后面的热再生操作，同时，甲醇中的CO2含量越少，后面再生时得到的酸性气的浓度越高。
3.5甲醇的循环量
调整甲醇的循环量也就是调整原料气与甲醇比值，即气液比值。提高甲醇的循环量，气液比值减小，气液两相在塔内充分接触，传质效果好，吸收能力强；若循环量小，气液比值大，液膜小，气液两相在塔内接触面积小，传质不充分，则会导致酸性气的吸收率低，造成煤气的净化度下降。
3.6甲醇水分离塔温度的操作
通过上述操作后，甲醇的气相再生完成，热再生塔气提段的甲醇已经可以循环利用了。少量的甲醇在热再生塔热再生后进入下段的水浓缩段，经过热再生塔煮沸器煮沸，一方面完成了甲醇液的水浓缩，另一方面提供了气提的甲醇蒸汽。出热再生塔底部的甲醇水浓缩液，经过甲醇水分离塔给料泵升压送至甲醇水分离塔中部，在此完成甲醇水的分离，维持主甲醇循环圈甲醇液中较低的水含量。甲醇水分离塔底部的甲醇水溶液由甲醇水分离塔再沸器煮沸完成分离。出甲醇水分离塔顶部的甲醇蒸汽送热再生塔作为气提气，出甲醇水分离塔底部的废水，经污水冷却器冷却后大部分送尾气洗涤塔洗涤尾气，少部分送往气化界区。在甲醇水分离的过程中一定要控制好甲醇水分离塔的操作温度。
3.7浓度
保证甲醇液的高浓度，会保证甲醇对酸性气体的吸收能力，从而减少甲醇的循环量。甲醇浓度的高低直接影响低温甲醇洗的吸收效果，当甲醇中含水量达到5％时，CO2的吸收量会降低15％，H2S的吸收量也会大大降低，在于氨冷器换热时甲醇的温度也会上升，直接会导致净煤气合格率的下降。
4 结语
本文主要分析了低温甲醇洗系统中甲醇再生的主要影响因素，化工生产中出现的问题千差万别，不能用固定的模式方法处理，只要我们勤于调节，根据系统情况，及时调整上述工艺指标，就能在保证系统稳定的情况下，使甲醇得到很好的再生效果，进一步降低系统消耗，从而达到降低生产成本的目的，实现效益最大化。
论文作者:丛鑫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第34期
论文发表时间:2018/3/14
标签：甲醇论文; 闪蒸论文; 低温论文; 吸收塔论文; 气体论文; 酸性论文; 水分论文; 《基层建设》2017年第34期论文;