摘要：低温甲醇洗就是在温度低的情况下，运用甲醇的物理性质将其吸收的一个过程。这种技术在工业中，常常被用作除去气体中的硫和碳，以上就是低温甲醇洗工艺的基本情况。甲醇洗分为两种，一步法和两步法。本文对低温甲醇洗净化工艺进行了简单介绍，对低温甲醇洗净化工艺的原理及影响因素进行了浅析。温度、压力、吸收剂纯度等因素对低温甲醇洗净化工艺产生了一定程度的影响。
关键词：低温甲醇；洗净化工艺；影响因素
引言：煤制油化工企业在利用甲醇进行脱硫脱碳过程中，采用低温甲醇洗装置进行处理，将所需要变换气体中的二氧化碳、硫化氢气体进行去除，将酸性气体进行回收，减少其对自然环境的危害。此技术对有机气体杂质的清除效果比较理想，但每天需要甲醇成本需以数十吨计算，甲醇消耗较大，导致其成本增加，且去污染效果不够明显。
1、低温甲醇洗的概念
低温甲醇洗产生于二十世纪五十年代，它运用了甲醇的一些物理性质。所以低温甲醇洗也可以说是物理吸收的一个过程，正是因为在这一方面，低温甲醇洗比一些其它的工艺更加方便和简单。在这几年中，我国的经济正在迅速发展当中，如果要解决这一问题，不需要有新的方法。在现在这一阶段，我国需要将煤合成天然气和甲醇。因为上述的一些流程能够涉及到一些有害气体的产生，为了环保我们必须想一个办法使环境不被污染，这个时候低温甲醇洗的一些特长便显露出来。无论是在哪一方面，都起到高效快捷的作用。这时低温甲醇洗成为我国发展工业的一个基础。
2、低温甲醇洗净化工艺的原理
低温甲醇洗净化工艺是根据甲醇对氢气、甲烷、一氧化碳等有效气体溶解度小，而对硫化氢、二氧化碳等酸性气体具有较高的溶解度，且对各种杂质气体具有良好选择性的原理，在低温、高压条件下，以冷甲醇为吸收溶剂脱除工艺气体中的杂质如硫化氢、二氧化碳等完成吸收过程。在高压、低温的条件下，利用吸收杂质气体后的甲醇，经过减压、加热再生处理，分别解吸回收二氧化碳和含高浓度硫化氢的气体及其他杂质。另外，还可通过二氧化碳的分级解吸和丙烯冷冻脱除气体中的水分，使气体彻底干燥。
3、低温甲醇洗工艺及流程
低温甲醇洗是50年代初德国林德和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。低温甲醇洗涤法脱除气体中的酸性气是在相当低的温度下，利用甲醇对二氧化碳、硫化氢、有机硫化物、氰化物和不饱和烃类等的物理吸收来实现的，而H2和CO不易溶于甲醇，低温甲醇洗正是利用气体的此类性质，从而达到分别脱除的目的。低温甲醇洗单元包含原料气的预冷、CO2、H2S等组分的脱除、富液的闪蒸、CO2的制取、H2S的浓缩、甲醇的热再生和富H2S气体的获得、甲醇/水分离、新鲜甲醇的补入和废甲醇的回收利用等几个部分。
4、低温甲醇洗净化工艺的影响因素
4.1、温度
增加硫化氢、二氧化碳在甲醇中的溶解度的措施之一为降低吸收温度，由于低温甲醇溶液在生产过程中，吸收酸性等气体而导致了温度的逐渐上升，从而影响吸收效果。吸收温度一般为-20～-60℃，其主要依据是吸收效果和吸收压力。吸收过程放出的热量与气体解吸时吸收的热量相抵，可致使甲醇的温度降低。在吸收塔的上段分两次用丙烯制冷器对其进行提供冷量降温，再次送回吸收塔内进行吸收。为达到吸收塔在较低的温度下平稳运行的目的，需注意以下几个方面：粗煤气经过变换后的温度从源头上控制温度不超过40℃；换热器的参数在设计制造时应根据生产工艺反复核算并留有一定的余量；主洗塔、换热器及管线应进行保冷，选型丙烯压缩机时根据甲醇洗装置丙烯压缩机运行经验，一般要比理论计算多出30~40%余量，才能保证吸收塔的冷量供给。
4.2、导致净化气中硫超标
低温甲醇洗工艺一般要求系统中的NH3含量小于20ppm。如果甲醇中NH3的含量过高，NH3会和甲醇中的H2S反应生成硫化铵，最终循环到热再生塔分解。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆如果热再生塔中氨的浓度较高，会抑制硫化铵的分解，使得热再生后的贫甲醇中残留微量硫化铵，硫化铵随着贫甲醇循环到甲醇洗涤塔塔顶，在甲醇洗涤塔塔顶分解，释放出硫化氢进入到净化气中，导致合成气中的硫化氢超标。
4.3、塔器分离效率因素
塔器分离效率是影响甲醇消耗的另一大重要因素，在甲醇洗装置中，首先对装置塔器等位置进行全面检查，未发现任何问题。在对装置塔盘结构分析基础上，了解甲醇消耗过高的原因。在解析塔再吸收段中共计塔盘58块，结构类型为浮阀塔，最后一块塔盘距离除沫器位置3.1米，塔盘清液层高度为0.5米左右。在甲醇洗装置运行过程中，出现了严重的气液夹带现象，将甲醇从除沫器带出，导致甲醇消耗过多。经过反复试验分析之后得出，甲醇消耗过多是由于解析塔再吸收段分离空间不足所造成的，进而导致装置中的塔器分离效率过低，影响了甲醇的消耗。
4.4、吸收剂纯度
吸收剂的吸收能力还与甲醇的纯度有关，甲醇的纯度很大程度上影响了吸收剂的吸收能力。而影响甲醇纯度的因素是多方面的，其中甲醇中的水含量是其主要因素。甲醇的吸收能力随甲醇中水分含量的增加而降低。甲醇中水含量增加，溶液比重变大，使动力消耗增加，与此同时，产生管道、设备、阀门等腐蚀现象。在低温区甚至会产生结冰现象，堵塞设备、管道，以致酿成事故。由于粗煤气其自身带有一定的温度会在一定程度上给吸收塔带入水分，因此要严格控制进吸收塔粗煤气的温度，进吸收塔前要先进入气水分离器，彻底分离冷凝下来的水分，控制气水分离器中的液位，防止在液位过高情况下，气体把水带入吸收塔。控制甲醇再生塔中再生甲醇的纯度，定期化验。发现组分变化，要提高甲醇水分离塔及甲醇再生塔的再沸器的温度，确保返回系统过程中再生甲醇的质量。甲醇中其他杂质的存在也会对吸收效果产生影响，因此，要严格控制甲醇的纯度。
4.5、压力
由亨利定律可知，气体在液体里的溶解度在一定温度条件下和该气体的平衡分压成正比。从传质动力学来分析，气体分子的运动扩散速率随着吸收过程的压力的增大而变快，吸收效果愈好，但过高的压力对设备的强度和材质的性能则提出了更高的要求。为了控制吸收塔在较高压力下运行，以达到较好吸收效果，尽可能在满负荷的条件下操作，因此需确保粗煤气的正常供应。根据粗煤气供应量和相应的压力情况，适时调整循环气压缩机的压力，控制硫化氢浓缩塔、高压闪蒸罐的压力尽量低，以提高节流闪蒸的制冷效果，保障系统冷量的增加。适当提高硫化氢浓缩塔中的氮气量，降低二氧化碳的分压，使溶解的二氧化碳尽可能地解析出来。为了保证好的吸收效果，可采用以下方法控制吸收压力：1）在保证装置正常运行的情况下，适当增加气液比，可提高系统的压力，从而增强吸收效果。2）在气量不足的情况下，可减少吸收塔的出气量，保证吸收在较高的压力下高效进行。3）当系统的负荷变化较大时应及时关小吸收塔的出气阀门，避免压力降低太多，不能使吸收过程正常进行。
5、低温甲醇洗的应用进展
自从低温甲醇洗被发明后，因为在吸收酸性气体中有显著的优势，被广泛的应用于企业的脱硫和吸收酸性气体。第一套低温甲醇洗装置是在德国产生的。因为低温甲醇洗技术的在净化气体这一方面特别的突出，所以在国内外均起到重要的作用。低温甲醇洗可以降低能量的消耗，也可减少氮气等气体的使用。低温甲醇洗技术被广泛的应用在煤的企业以及空气净化等。我国在二十世纪七十年代建立了一个大型的化工厂，其中便采用了低温甲醇作为吸收气体的原料。近几年我国大力的发展低温甲醇洗技术，很多企业在此基础上又对这一技术做了改善，使其更高效的吸收污染的气体。随着时代的发展，这项技术已经和我国的工业相结合在一起，我们对这项技术进行分析可以知道这个技术有明显的优势，比如，气体吸收强、费用很低。在上世纪八十年代，我国的一些相关企业就和科研机构共同携手，展开了对低温甲醇洗的研究，而且获得了国家专利这是个重要的时刻。在二十世纪九十年代，我们国家的这项技术和别的国家相比较有着很明显的优势。比如，在成本上节省了原料，在效率上比其他国家高。
参考文献：
[1]孟庆千,曹敏,马名杰.氨对低温甲醇洗的影响分析[J].当代化工研究,2018(10):114-115.
[2]何东阳,李龙,杨吉祥.低温甲醇洗装置甲醇消耗探究[J].化工管理,2018(29):167-168.
[3]苑桂金.低温甲醇洗净化工艺的影响因素分析[J].石化技术,2018,25(09):161+164.
论文作者:任建明
论文发表刊物:《防护工程》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/5
标签：甲醇论文; 低温论文; 气体论文; 吸收塔论文; 硫化氢论文; 温度论文; 压力论文; 《防护工程》2018年第35期论文;