摘要：低温甲醇洗是用甲醇来作基本的吸收剂，在一定的压力、低温条件下进行物理化吸收的这样一个过程，常常被用在对于一些工业气体进行脱碳以及脱硫的工艺中。该净化工艺有着一系列的优秀特点，包括了吸收性好，操作的灵活性、选择使用性好、净化度高以及使用和运行的相关成本投入较低，因此在我国的气体净化相关领域中应用十分广泛以及常见，比如对于天然气以及城市使用的煤气净化和工业化氢的制取以及合成甲醇和氨的制备中。本文重点阐述了低温甲醇洗相关工艺的一个基本应用原理，同时对于不同的净化工艺方式进行了介绍以及探析。对于低温甲醇洗的相关应用方向以及当前研究情况进行讨论。对于低温甲醇洗的相关技术发展方向进行了展望，以帮助我国低温甲醇洗工艺技术更好地使用以及深入化研究。

关键词：低温甲醇洗;物理吸收;工艺流程;研究进展

引言：

我国的相关资源有着"富煤、少油、缺气"等一系列的显著特点。同时煤炭资源在我国的常用的能源结构中有着七成以上的高额比重，这其中又有七成以上消耗在进行发电以及供热的相关工作之中。而煤炭的直接燃烧使用会造成大量的二氧化碳以及许多污染物进行排放，我国作为世界范围内的能源大国，对于煤炭资源的消耗也是十分巨大的。而煤化工的相关技术应用就对于相应的清洁化能源生产以及使用开辟了新的道路以及方向，对于相应的甲醇制取产业链以及煤矿制取天然气相关工程项目的开展和实施就可以对于我国当前贫油、少气的情况进行很大程度的改善。因此对于煤化工技术的研究和深化应用就是我国能源发展的一个非常重要的领域。而在对于甲醇以及煤制天然气的相关工业之中对于煤气的净化工作就是十分重要的步骤以及环节。使用低温甲醇为物理吸附剂脱除合成气体中的硫化氢、二氧化碳气体的低温甲醇洗技术运用范围最为广阔，工业生产上有75%的氢气合成装置使用该工艺技术。

1技术以及工艺原理

低温甲醇洗的相关工艺是在上世纪的五十年代德国的两家公司发明的气体净化方式。主要应用在对于酸性气体的净化以及处理的相关工艺流程中，尤其是在对于浓度较高的这部分酸性化气体的脱除工作中使用更加广泛，使用一种物理化的工艺净化技术来对于酸性气体成分进行吸收以及脱除，对于能源的消耗和使用量也较低。因此在气体净化的领域中低温甲醇洗的相关技术有着不可动摇的重要地位，在合成氨、合成甲醇、城市煤气、天然气净化、工业制氢等领域气体净化的各种领域中都有着十分广泛以及深入的使用[1]。

甲醇是一类非常优秀的溶剂，其基本化学特性具有相当高的化学稳定性，同时也具有不易被降解变质的基本特点。低温甲醇洗的理论基础是拉乌尔定律和亨利定律。实验证明，在稀溶液中溶质若服从亨利定律，则溶剂必服从拉乌尔定律。低温甲醇洗就是利用甲醇在低温、高压的条件下，对原料气中的CO2、H2S等酸性气体有较高的吸收能力，而对原料气中的有效组份CO、H2有较低的溶解度。甲醇作为吸收溶剂对被吸收的气体具有较高的选择性。而采用再生方法，分别得到比较纯净二氧化碳和更高浓度的氢硫基，然后再进行深层次的回收加工，以从整体层面提高经济收益[1]。

2低温甲醇洗的工艺优点

2.1对酸性气体吸收能力强

当在低温和高压的操作工艺条件下，甲醇吸收处理酸性气的能力将会得到进一步大幅度的增加，只需要经过吸收塔一次操作可把高浓度酸性废气基本全部脱除完，气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。低温甲醇洗气体的净化处理工艺具备了净化处理程度较高、选择性好的工艺特点，从而也能够比较快速有效的地去除粗煤气中含有的H2O、HCN、COS等有害物质。

2.2节能降耗减少损耗

低温甲醇洗装置在不断的改进，在节能降耗环保方面不断优化。尾气二氧化碳排放经过脱盐水洗涤回收甲醇后排放，洗涤水经过醇水分离塔回收甲醇;醇水分离塔废水可送煤浆制备系统作为制煤浆用水，既减轻了污水处理的负担还可以达到节水目的;在冷量回收和热交换流程中狠下功夫，发展到现在的甲醇洗装置能量利用和换热流程上都要高于之前。比如鲁奇公司会从不同部位需求温度要求出发，采用多种温度等级的吸收液，而且利用半贫液作为吸收剂;这些措施都可以有效控制投入的成本，减少装置的能量耗损。

2.3操作灵活性高，装置投入资金低

通过对流程的合理设计和优化，新装置的开工率和操作灵活性均有了明显的提高。首先是对装置使用的过程中所产生的一些问题有了针对性的解决方案，使得装置的运转效率有了明显的提升。其次，运用先进的工艺技术，提高了单台设备使用的效率，有效的降低了装置的能耗，在对装置流程进行优化提高资金的使用效率，在基于工艺技术的要求下，降低对装置设备的投资，尽量的简化装置流程。可以在装置流程中，将换热器分为两部分，当温度在0℃以上就采用普通的不锈钢换热器，这种换热器具有耐腐蚀和易于清洗的特点。当温度在0℃以下时，腐蚀性较小，可以采用碳钢材质的换热器，就可以满足生产的要求，根据温差的具体情况，选用合适的材质、类型换热器，可以有效的降低资金的投入。

2.4低温甲醇洗工艺可以脱除气体中的多种杂质

低温甲醇洗是物理吸收，当酸性气组份分压高时，物理吸收的能力比化学吸收能力高，而且吸收剂的吸收量随组份分压的提高而增加，几乎成正比，操作压力提高有利于吸收，循环量就会减少。在-30℃～-70℃的低温下，甲醇能同时脱除气体中的H2S、COS、CS2、RSH、C2H4、CO2、HCN、NH3以及石蜡烃、芳香烃等杂质，并可同时脱除气体中的水分，使气体彻底干燥，甲醇吸收的杂质可以通过不同的再生条件对不同组分加以回收，分别得到不同的副产品。

3两种不同的低温甲醇洗工艺应用方法以及改进方式

3.1低温甲醇洗的工艺流程

使用上游装置来进行相应的煤气进入，再使用少量的循环性甲醇，就可以将其所使用的原料气里含有的水分进行去除，以防止在设备低温状态中里面的水分进行冷却结冰而导致相应的设备通道不能够正常使用甚至损害。然后经过一定的气液分离工序之后就可以开始进行下一步的工序，使用甲醇的水溶液来分离该部分甲醇的水分，然后再统一对于这部分的甲醇进行回收处理。相关的原料气进入和低温状态下的甲醇溶液进行反方向的汇合，气相中的硫化氢、二氧化碳酸性气体依照一定的次序被分段吸收之后满足相关工艺要求，还需要有一定的换热回收工作，对于其冷量进行回收之后就会被送到整个装置的下游部分。同时对于相应的硫化氢、二氧化碳酸性的气体中的富甲醇溶液就会被送到二氧化碳的闪蒸塔里，而当硫化氢的浓缩塔减压闪蒸出了二氧化碳之后相应的甲醇溶液中的硫化氢的浓度就会进一步地提高，而送入了硫化氢热再生塔之后再经过一定的加热升高温度来对于其释放相应的硫化氢来进行下一步的工作实施，通过对于塔底部分的贫甲醇溶液来经过系列的降温操作以及压力的提升再送到吸收塔之外来进行一定的循环工作。二氧化碳的闪蒸塔塔顶端的二氧化碳气体以及硫化氢浓缩塔的塔顶部位的尾气经过一定的洗涤水洗涤后达到环保要求，尾气运送到下层装置中使用或者直接排放。

3.2不同低温甲醇洗工艺的区别以及发展

林德以及鲁奇的相关低温甲醇洗技术的应用方式基本是一致的，区别就在于其具体的流程设置中有着不同，林德有限公司使用一套设备来对于该二氧化碳、硫化氢以及羰基硫完成吸附和脱除的相关工作，同时也对富甲醇液提供了一套深入化的完整再生的大循环流程，同时在该流程之中大量使用相应绕管式的换热器，就可以对于不同部分物流的换热需求同时进行满足，也就大大提升了相关的换热效率，降低了对于能源的消耗，整体的工艺流程设置较为合理、时间上也比较紧密。而鲁奇公司则是使用不同的吸收塔来对于相应的硫化氢、羰基硫和二氧化碳进行吸收而在硫化氢以及羰基硫的吸收塔里同时也对于煤气中酸性气的总体吸收以及分离的设备效果进行了实现。对于进行了吸收之后的二氧化碳相关富甲醇液来使用一定的闪蒸工作，然后再开始下一轮的循环系统工作，也就对于总的循环系统工作循环次数进行了降低。使用的是一般的管式换热设备因此它所必备的这部分冷量是外部区域来进行供给的，也就使得其基本的流程长了一些，但是对于其进行调节以及控制也相对比较容易。

在低温甲醇洗的相关工艺使用里其技术以及方法也并不是一成不变的，伴随着的我国经济实力以及科学技术的不断发展和应用，相应的低温甲醇洗工艺也开始进行了新一轮的革新以及进化。比如通过计算机技术对于其相关流程的运行使用来进行模拟，在不影响对于具体工艺要求的满足之下对于相应的工艺流程进行优化、简化，同时减少设备的使用以降低资金的投入。还可以依据不同工艺中相关过程的使用温度以及设备之中的压力相关数据来对于该工艺流程进行合理化的设计以及使用，以达到对于其设备和材料的使用费用降低的效果。可以使用一定的浮阀塔或者是筛板塔来对于其运行的相关阻力进行降低，同时也可以提升其操作上的弹性。通过这一系列措施的应用也就使得我国低温甲醇洗的相关工艺的资金投入以及使用的相关成本在不断地降低，同时工艺流程更加科学有效，应用范围也越来越广泛。

4低温甲醇洗工艺在国内的应用发展

早期国内低温甲醇洗的有关应用技术设备几乎都是全套进口的，而同时伴随着中国现代化工业发展水平程度的日益进一步提高及其国内外生产科学技术的蓬勃发展及其必要应用材料的研发深入，也开始进行了一系列本土制造厂的建设生产投入使用，国内开封空分设备厂、宁波镇海炼化设计厂等已具有绕管型换热器的生产和测试经历。值得一提的是当前我国的大连理工大的低温甲醇洗工艺相当成熟应用在不少化工企业中，包括新建的煤化工项目的低温甲醇装置部件之中的国产比例已经达到了九成以上。国内外近年来对于低温甲醇洗的相关工艺的深入化研究以及应用都是一定的装置建设、设备上下游生产的衔接、进行工艺操作的相关条件优化、设备的投入使用相关资金、工艺流程过程中的费用消耗以及安全性和环保性等综合性质的要求以及优化其所使用的相关流程上大致相似的[2]。

5低温甲醇洗工艺在运行过程中应注意的问题

注意的问题较多包括净化气总硫超标、系统水含量高等等。这里就说说控制系统中NH3含量，为防止出现设备管道堵塞及净化气中硫化物超标，入口工艺气中氨气通常在上游工段中加以水洗涤，如水洗效率不良，则可能导致工艺气中的氨气浓度过高，从而流入甲醇溶液中，其中的氨气和二氧化碳会生成碳酸硫铵，如果聚集到系统中则可能引起局部阻塞。在甲醇溶液的再生处理过程中，也可以产生硫铵，但随甲醇溶液流入吸收塔后，又可分解为氢硫基和氨气，可能导致净化气中硫化物超标。但通常，由于适当的氨气的存在，可以使甲醇溶液pH值提高，从而可以降低污染。所以必须合理调节氨的含量，通过定期溶液氨含量测定及时发现溶液氨含量高及时处理，一般当发现系统中溶液氨含量较高时，就应该做好氢化硫热再生塔的正常运行，并适当提高塔的操作温度，以把溶液中氨排放出去，随酸性气体同时输送到下游工段进行处置，以防止在系统中聚集产生阻塞以及净化气中硫化物超标的问题[3]。

6结束语：

低温甲醇洗工序具备高效、低能源消耗的特性，在净化脱除含二氧化碳、硫化氢、羰基硫等废气的大规模工序装备中优点突出。而伴随着我国当前设计相关技术以及设备制造的相关技术的提升以及对于其进行实践化应用的相关能力提升，也就使得目前我国对于低温甲醇洗工艺在不断地以一定的标准和流程来进行合理化、节能化、环保化的发展方向进行配置，因此在后续对于气体的相关净化装置中有着十分广阔的应用方向以及应用前景。

参考文献：

[1]王剑力.低温甲醇洗气体净化工艺的应用[J].石化技术，2021，28（09）：7-8.

[2]朱鹏.低温甲醇洗工艺及常见问题分析[J].化工设计通讯，2020，46（07）：12-13.

[3]顾学文.低温甲醇洗净化工艺的影响因素分析与研究[J].化工管理，2020（10）：208-209.