低温甲醇洗工艺技术的基本原理

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1、低温甲醇洗工艺技术的基本原理    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。在物理吸收过程中，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。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

2、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

3、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，则所有溶解度与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能一起脱除，而H2、CO、CH4等有用气体则损失较少。通常，低温甲醇洗的操作温度为-30℃～-70℃，各种气体在-40℃时的相对溶解度，如下表所示：                   

4、                    表1      -40℃时各种气体在甲醇中的相对溶解度        当气体中有CO2时，H2S在甲醇中的溶解度约比没有CO2时降低10%～15%。溶液中CO2含量越高，H2S在甲醇中溶解度的减少也越显著。当气体中有H2存在时，CO2在甲醇中的溶解度就会降低。当甲醇含水时，CO2的溶解度也会降低，当甲醇中的水分含量为5%时，CO2在甲醇中的溶解度与无水甲醇相比约降低12%。低温甲醇洗技术工艺特点分享到：0     一、可同时脱除多种物质它可以同时脱除原料气中的H2S、COS

5、、RSH、CO2、HCN、NH3、NO以及石蜡烃、芳香烃、粗品油等组分，且可同时脱水使气体彻底干燥，所吸收的有用组分可以在甲醇再生过程中回收。       二、气体的净化度很高。净化气中总的硫含量可脱至0.1ppm以下，CO2可脱至10ppm以下。       三、吸收的选择性比较高H2S和CO2可以在不同设备或在同一设备的不同部位分别吸收，而在不同的设备和不同的条件下分别回收。由于低温时H2S和CO2在甲醇中的溶解度都很大，所以吸收溶液的循环量较小，特别是当原料气压力比较高时尤为明显。另外，在低温下H2和CO等

6、在甲醇中的溶解度都较低，甲醇的蒸气压也很小，这就使有用气体和溶剂的损失保持在较低水平。       四、甲醇的热稳定性和化学稳定性都较好甲醇不会被有机硫、氰化物等组分所降解，在操作中甲醇不起泡、不分解，纯甲醇对设备和管道也不腐蚀，因此，设备与管道大部分可以用碳钢或耐低温的低合金钢。甲醇的粘度不大，在-30℃时，甲醇的粘度与常温水的粘度相当，因此，在低温下对传递过程有利。       五、溶剂损失少低温下甲醇的蒸汽压很小，随气体带走的甲醇很少。甲醇在不同温度下的蒸汽压见下表： 吸收温度对酸性气体在甲醇中溶解度影响很

7、大，温度越低，酸性气体的溶解度越大，压力确定后，吸收温度与净化气的最终要求有关。      在低温甲醇洗工艺流程中，影响吸收操作温度的主要因素有：       入系统的原料气温度及焓值；      气体的溶解热；      入塔吸收液的温度；       外界环境的气候条件等。       入塔变换气的温度和外界环境的影响，基本上是恒定的，入塔吸收液温度是吸收过程中的最低温度，因此，在简化情况下，影响溶液温度变化的主要因素就可假定为吸收热；也就是说，吸收塔各段的温度与其所吸收的酸性组分的量有直接关系。当各段吸收量

8、发生变化时，就会破坏吸收塔的正常操作的温度分布状况。 低温甲醇洗装置单元操作要点      正常运行时，本工段的操作是围绕稳定工况，为下游工段提供合格的净化气，并为硫回收提供合格的酸性气而进行调节的。       1、甲醇洗涤塔T3001塔顶出口CO2在线分析仪指示有上升趋势或超标。      造成上述现象的因素很多，须从以下几点加以分析。       ⑴甲醇循环量偏小，