低温甲醇洗技术在天然气净化中的应用

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摘 要：随着我国工业化的发展，天然气作为一种绿色洁净能源，其开发和利用越来越受到人们的重视，各国对天然气质量都有相应的净化标准。发展天然气工业，必须研究发展天然气净化工艺，解决天然气的输运储备和无害利用问题，低温环境下的甲醇洗技术是目前比较保的气体净化生产方式，在经济与技术上具有很大的优点，并且能够有效的实现安全生产。所以其发展潜力是十分巨大的，故在本文中主要就低温甲醇洗技术在天然气净化过程中的中的应用进行了简单的分析。

关键词：低温甲醇洗技术；天然气；净化；应用

一、低温甲醇洗技术发展简介

低温甲醇洗气体净化技术是20世纪50年代初期林德公司和鲁奇公司联合开发的利用低温甲醇处理含高浓度酸性气体的净化工艺。首先在煤加压气化的粗煤气净化方面获得了应用，随后又被应用到了城市煤气、渣油气化等领域。低温甲醇洗技术作为物理吸收的代表方法在我国煤化工气体净化领域中得到广泛的应用。低温甲醇洗工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体（ CO 、H S、COS等）溶解度极大的优良特性，脱除原料气中的酸性气体，是一种物理吸收法。低温甲醇洗工艺是目前国内外所公认的最为经济且净化度高的气体净化技术，具有其它脱硫、脱碳技术不能取代的特点。

正是这些优势，低温甲醇洗净化技术在大型煤制甲醇和煤制油、煤制天然气、煤制烯烃等新兴煤化工装置中得到了大规模的应用。在国内化工界，低温甲醇洗装置基本上已经成了煤化工的标配。目前，我国已有多套低温甲醇洗装置运行和在建，其操作压力范围较宽2.4-8.0MPa（G）左右压力下的装置均有运行。

二、低温甲醇洗技术的应用特点

低温甲醇洗技术的本质是物理方法，硫化氢、二氧化碳以及 COS 等气体的溶解度都很大，进行一定的加压后，能够被甲醇吸收。甲醇的物理特性是随着温度的降低，溶解度也逐渐下降，而硫化氢、二氧化碳以及 COS 等气体在甲醇中的溶解度增加的速度比较快，但是CO、氢气和氮气等气体在甲醇中的溶解度的变化比较小，所以在此项技术中采用在低温的条件下进行。

此技术的主要特点如下：

（一）低温甲醇洗技术对酸性气体具有很强的净化能力，并且气体的净化效果很好，主要是对于硫化氢、二氧化碳以及COS 等气体，总硫的浓度可以达到 0.1u L/L，而二氧化碳的浓度可降至10u L/L。

（二）甲醇对于硫化氢、二氧化碳以及 COS 气体有很强的选择吸收性，高效率地对气体进行脱硫与脱碳，其工作是通过在塔内进行分段和选择的工作，使回收的二氧化碳的纯度满足要求，实现从硫化氢中回收硫。

（三）低温甲醇洗技术在吸收的过程中，不会发生起泡等不稳定现象，其化学稳定性比较强，有利于有机溶剂的的稳定生产。

（四）甲醇虽然与其他化学成分一样具有一定的腐蚀性，但是甲醇的化学腐蚀作用不强，在生产的过程中，不需要进行相应的防腐蚀的处理，省略防腐蚀技术开发的步骤，节省了防腐技术的开支。

（五）甲醇的造价很低，尤其是工业上的甲醇生产来源很广泛，容易制成，作为溶剂标准不是特别高，加大了获得的容易性，节省成本。

三、低温甲醇洗天然气净化工艺简介

（一）工艺原理简介

净化装置的目的是去除变换气中的酸性气体成分。该过程是一种物理过程，用低温甲醇作为吸收剂。在温度- 50℃左右时，甲醇对于CO2，H2S和COS具有较高的可溶性。吸收中的控制因素是温度和压力。富甲醇通过闪蒸和氮气气提再生。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，然后再循环到洗涤塔，其损耗量最低。甲醇脱水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。酸性气体到硫回收装置。

（二）工艺流程简介

装置中低温甲醇在甲醇洗涤塔中（3.1MPa）脱硫脱碳，之后富甲醇液进入第一闪蒸分离器和第二闪蒸分离器（1.3 MPa），闪蒸气通过循环压缩机加压送回到甲醇洗涤塔入口前。闪蒸后的富甲醇液进入H2S浓缩塔，在常压下进行闪蒸、气提，实现CO2再生。然后富硫的半贫甲醇进入热再生塔利用再沸器中产生的热量进行热再生，产生的H2S气体送至硫回收装置，完全再生后的贫甲醇经贫甲醇泵加压后进入甲醇洗塔。流程中氨蒸发器主要是在开车启动时快速冷却甲醇使用，正常生产时也可避免甲醇进吸收塔的温度产生波动，保证稳定生产。

四、结语

很多实践证明，在液化天然气装置中采用低温甲醇洗技术进行天然气净化是合理可行的，而且具有很大的优越性，是一种理想的净化方法。与其它脱酸方法相比低温甲醇可以同时去除多种杂质，流程简单，设备少，节约能源，具有明显的优越性。为了使低温甲醇洗技术在发展我国的天然气净化工业进程中发挥积极的作用，在设计和操作等方面都还需要进行深入的研究和探索。

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