浅析低温甲醇洗
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【摘 要】本文简要介绍了低温甲醇洗工艺流程，并简述了低温甲醇洗的设备布置及管道布置需注意的一些问题，低温甲醇洗的特点和展望。
【关键词】低温甲醇洗技术；工艺流程；设备布置；管道布置
1简述 低温甲醇洗是由林德公司和鲁奇公司联合开发，已经广泛被使用于渣油和煤气化制合成氨的气体净化技术。该工艺以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇对CO2和硫化物的吸收具有较高的选择性，特别是在低温和加压下，CO2和硫化物的溶解度提高极大，当减压和升温时，它们从甲醇中释放出来，甲醇得到再生。
2 工艺流程简介
2.1原料气冷却，甲醇洗涤塔吸收 来自变换装置的变换气与循环气体混合，并在原料气中注入防止结冰及形成水合物的贫甲醇后，气体经原料冷却器与洗涤塔出来的净化气、CO2解吸塔塔顶出来的CO2气和从H2S浓缩塔出来的尾气换热降温，经水分离罐分离出冷凝的甲醇和水混合物后，原料气进入甲醇洗涤塔的底部，与顶部来的贫甲醇逆流接触，脱除气相中的CO2、H2S及COS，来自塔顶的净化气经原料冷却器回收冷量后，送甲醇合成工段。由水分离罐分离的甲醇及水混合物经分离塔给料加热器加热后进入甲醇水分离塔中上部。
洗涤后富含有H2S及CO2的富甲醇液分别进入二氧化碳/甲醇换热器及净化气/甲醇换热器，再进入到绕管式换热器中与来自解吸塔给料泵的富甲醇进行换热，之后分别与由液氨提供冷源的两个富甲醇激冷器进行换热增加冷量，再分别进入到各自相应的循环气闪蒸罐中进行低压闪蒸，循环气闪蒸罐的闪蒸气一起汇合进入到循环气压缩机中进行压缩升压，经换热器与水介质换热降温后，由压缩机出口输出并入到原料气冷却器之前的变换气管线中进行再次吸收利用。
2.2 H2S浓缩 H2S浓缩塔的上段是再吸收段，来自CO2解吸塔顶部进入H2S浓缩塔的顶部及来自CO2解吸塔进入H2S浓缩塔中部偏上的富甲醇液对并入的来自循环气闪蒸罐的循环气闪蒸气和来自H2S浓缩塔底部由氮气气提的H2S，COS气体进行再次洗涤吸收，并解吸CO2，塔顶的气相经原料气冷却器回收冷量后，去尾气洗涤塔，经塔顶部去尾气放空筒高点放空。H2S浓缩塔上段的液相在上部流出进入浓缩塔甲醇泵的入口，由泵提供动力，部分回流H2S浓缩塔用于保持系统平衡外，其余部分经换热回收冷量后进入甲醇闪蒸罐，液相部分由解吸塔给料泵并换热后进入CO2解吸塔。H2S浓缩塔的下段是气提段，由CO2解吸塔底部析出并由管线进入H2S浓缩塔的下部精馏段的富甲醇液由上相下与H2S浓缩塔的底部来自公用工程的低压氮气逆向接触进行气提。气提段中还并入来自设备H2S馏分分离器顶部气相管线分出的酸性气及H2S馏分分离器底部液相的富甲醇液体，可更好的对H2S进行浓缩。H2S浓缩塔下部气提段的富甲醇液由塔底部进入到再生塔给料泵入口，在泵出口部分回流到H2S浓缩塔内，其余的富甲醇液先经过富甲醇过滤器，再经贫甲醇冷却器换热回收冷量后，由贫甲醇冷却器顶部进入甲醇再生塔的顶部。
2.3甲醇再生 H2S浓缩塔底部析出的富含H2S和COS的甲醇在富/贫甲醇换热器中与热的甲醇贫溶液换热被升温后送入甲醇再生塔顶部的闪蒸段，将溶液中的CO2和H2S再次闪蒸出来，闪蒸后的甲醇进入甲醇再生塔的热再生段，通过甲醇蒸汽气提而使甲醇中溶解的硫化物和剩余的CO2全部解析出来，热再生所需热量由热再生塔再沸器通过低压蒸气间接加热提供。离开塔顶的馏分被再生塔回流冷却器的水冷却和冷凝，收集到回流液罐，罐中的液相用再生塔回流泵返回塔内回流。回流罐内不凝的酸性气降温后作为克劳斯硫回收装置的原料气送出界区。再生后的贫甲醇液从塔底部排出，经过贫甲醇粗过滤器后，与进入再生塔顶的富甲醇液换热减温后去甲醇收集槽，槽中的液相再经贫甲醇泵加压后经贫液水冷器及贫甲醇冷却器冷却后，送到甲醇洗涤塔循环利用。
2.4甲醇水分离 甲醇再生塔底部再生贫甲醇利用甲醇水分离塔给料泵加压后大部分进入到贫甲醇粗过滤器到贫甲醇冷却器管线中，在换热后去甲醇收集槽，而另有一小部分经分离塔给料加热器去甲醇水分离塔的顶部，在该塔内用由低压加热蒸汽提供的热量气提，使甲醇和水得以分离，塔顶出来的气体为甲醇蒸汽，甲醇水塔底部排出废水。顶部的甲醇蒸汽去甲醇再生塔，塔底部的废水经水换热器后去污水处理工段，塔的中部还有由水分离罐分离的甲醇及水混合物经分离塔给料加热器及缓冲罐的甲醇及水混合物。甲醇水分离塔的热源是通过再沸器蒸汽气提而使甲醇和水分离出来。
2.5 尾气洗涤
来自界区外的脱盐水进入到尾气洗涤器的顶部，与CO2解吸塔顶部析出并换热后的CO2气体及H2S浓缩塔顶部析出并换热后的尾气逆向接触，进一步吸收气体中的甲醇，之后在尾气洗涤塔顶部出来的尾气经过一个足够高的放空筒排放到大气里。 在底部离开该塔的甲醇/水用尾气洗涤水泵打到水冷却器，在此进行加热，然后返回到甲醇水分离塔进行分离。
3设备布置
一般根据设备操作温度分为冷区和热区。甲醇再生塔、甲醇和水分离塔布置在热区，甲醇洗涤塔、CO2解吸塔、H2S浓缩塔、尾气洗涤塔布置在冷区。冷区和热区间一般设置泵房，泵房顶设置管廊。
4管道布置
低温甲醇洗存在大量的低温管道，进行管道布置时要注意以下几个方面：
（1）冷塔设备管线尽量布置在靠近冷换设备框架一侧，塔的操作平台布置在另一侧。便于进出塔管线的敷设和管道支吊架的设置，同时可以将部分管线上的阀门和调节阀就近布置在框架层面上，便于操作和检修；
（2）冷管道的布置要保证足够的柔性，管道敷设距离尽可能短。
（3）绕管换热器进出口管线的设计要保证均匀进出料。
（4）沿冷塔敷设的管线的支架生根在冷塔上，支架材料尽可能与塔体材料一致。
（5）尽可能避免管道布置出现袋形。
5低温甲醇洗展望 鉴于低温甲醇洗技术的特点，并且其工业应用日益成熟，大型的化工企业选择净化技术时会更加看重低温甲醇洗。低温甲醇洗被广泛应用于合成氨、合成甲醇和其它羰基合成、制氢、城市煤气和天然气脱硫等的气体净化装置中。随着研究工作的进展和生产操作中暴露的问题，低温甲醇洗工艺不断改进和完善。 （1）流程不断优化，能量利用更加合理。 （2）不断提高操作灵活性，降低装置投资。 （3）针对生产中存在问题，采取相应改进措施。 （4）随着国内对低温甲醇洗工艺的消化和技术开发，使设备功能方面不断改进，设备国产化进程不断提升，更促进低温甲醇洗的应用。
参考文献：[1]姚玉英.《化工原理》2005.7.[2]唐宏青.低温甲醇洗净化技术《中氮肥》2008（1）.[3]宋岢岢.《压力管道设计及工程实例》2007.（9）.[4]汪家铭.低温甲醇洗净化工艺技术进展及应用概况.化肥工业，2008.