低温甲醇洗概述.doc

一、低温甲醇洗概述
1.低温甲醇洗发展史
低温甲醇洗(Rectisol)是20世纪50年代初德国林德(Linde)公司和鲁奇(Lurgi)公司联合开发的一种气体净化工艺。第一个低温甲醇洗装置由鲁奇公司于1954年建在南非Sasol的合成燃料工厂，目前该工艺已被广泛应用。
工艺原理：一氧化碳变换和热量回收后的工艺气中除含有甲醇合成及一氧化碳生产所需要的氢气一氧化碳极少量的二氧化碳外，还含有多余的二氧化碳及不需要的硫化氢及硫氧化碳等成分，硫化物是甲醇合成的毒物，多余的二氧化碳在甲醇合成中无法利用，所以必须除去，硫化物又可以进一步回收利用，需要对它们进行回收。甲醇洗工段就是用甲醇脱出工艺气中甲醇合成不需要的多余的二氧化碳及所有的硫化物，一氧化碳生产所不需要的全部二氧化碳及硫化物，使工艺气成分达到甲醇合成和一氧化碳生产要求，吸收了二氧化碳和硫化氢及硫氧化碳的富甲醇也通过减压、闪蒸、氮气气提等方法对其再生并回收冷量，重复利用。
2G.]${7l(y)Z5[2.酸性气体的来源
在现代合成氨生产过程中，无论采用何种原料(煤、天然气、轻油、重油等)，何种气化方式制气，都会发生下列反应：
2CO＋O2＝2CO2
CO＋H2O＝CO2＋H2
因此产生大量的CO2气体，同时随着所用原料中硫含量的不同，也有一定数量的硫化物生成(包括无机硫和有机硫)，如我厂是以渣油为原料，采用部分氧化法制取原料气，原料气经变换后约有46000Nm3/h的CO2生成，占变换气总量的34.10%；约有328Nm3/h的H2S和COS生成。由于上述气体都呈酸性反应故统称为酸性气体。
;D:S/yM(z0@)R3.脱除酸性气体的必要性
如此多的酸性气体在氨的生产过程中不但会引起合成氨催化剂中毒，设备腐蚀、低温下堵塞管道等事故，导致生产中止，而且还会占据造价昂贵的高压高容器空间，增加不必要的动力消耗。而CO2则是制造尿素、纯碱、干冰等化工产品的重要原料，硫本身也是一种重要化工原料，因此，在现代合成氨生产过程中必然要设有酸性气体脱除工序，实现既脱除对氨生产有害的CO2、H2S、COS等酸性气体，同时又充分回收其它化工产品的原料。
,Y6e$C+a4^#@,i4.脱除酸性气体的方法
从气体中脱除H2S和CO2等杂质，主要采用吸收法。
吸收方法很多，其基本特点都是利用气体中各种组分在某种溶剂中的溶解度不同而进行的。其中的H2S和CO2同时或分步被溶剂选择性地吸收，然后，在提高温度和降低压力的情况下，使H2S和CO2从溶液中分步释出。
根据原理不同，吸收操作可以分为化学吸收法和物理吸收法两大类。
化学吸收法是利用酸性气体和溶解在水中的碱性化合物或碱性溶剂反应来除去的。从经济角度考虑，应选择能够再生的溶液，即吸收酸性气体后的溶液在减压、加热的条件下，酸性气体能从溶液中释放出来，而再生后的溶液冷却后可以重新用于吸收。目前应用较广的是乙醇胺法和热钾碱法。
物理吸收法是利用各种气体组份在某一溶剂中的溶解度不同而进行的。一般用于脱除酸性气体的最适宜的溶剂为各种极性液体，因为极性液体能溶解酸性气体，而对H2、N2等非极性组分则溶解很少，常用的物理吸收有高压水洗法(巨化厂)，N-甲基吡咯烷酮法(Purisol法)及低温甲醇法(Reactisol法)。
实际上要严格区分物理吸收和化学吸收是很困难的，从现代物理化学的观点来看，溶质溶解于溶剂中时，即发生溶剂化，也就是发生了化学变化。
低温甲醇洗工艺属于物理吸收法，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。由于甲醇的蒸汽压较高，所以低温甲醇洗工艺在低温(～－60℃)下操作，在低温下CO2与H2S的溶解度随温度下降而显著地上升，因而所需的溶剂量较少，装置的设备也较小。在－30℃下，H2S在甲醇中的溶解度为CO2的5到6倍，因此能选择性脱除H2S。该工艺气体净化度高，可将变换气中CO2脱至小于20ppm，H2S小于0.1ppm，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行，而CO2、H2S再生可在不同的塔中进行，分别得到合格的二氧化碳含量为98.5%的原料气和硫回收原料气。
5.低温甲醇洗的优、缺点
(1)用甲醇作为溶剂，对CO2、H2S、COS等具有较强的吸收能力，这样所需的溶液循环量较少，因而动力消耗减少。
(2)用甲醇作为溶剂，对欲除去的CO2、H2S、COS组份和不欲除去的H2、N2等组份之间具有较高的选择性。一方面可以理解为甲醇对CO2、H2S的溶解度大，而对H2、N2等的溶解度小，这一点还有减少有效H2损失的意义，选择性高的另一方面表现在甲醇对H2S的吸收要比对CO2的吸收快好几倍，前者的溶解度也比后者大，因此可以在同一塔内实现分步吸收H2S和CO2。
(3)甲醇的蒸汽压低，使吸收塔和解吸塔的塔