低溫甲醇洗技術在天然氣凈化中的應用

李玉騏

摘 要：隨著我國工業化的發展，天然氣作為一種綠色潔凈能源，其開發和利用越來越受到人們的重視，各國對天然氣質量都有相應的凈化標準。發展天然氣工業，必須研究發展天然氣凈化工藝，解決天然氣的輸運儲備和無害利用問題，低溫環境下的甲醇洗技術是目前比較保的氣體凈化生產方式，在經濟與技術上具有很大的優點，并且能夠有效的實現安全生產。所以其發展潛力是十分巨大的，故在本文中主要就低溫甲醇洗技術在天然氣凈化過程中的中的應用進行了簡單的分析。

關鍵詞：低溫甲醇洗技術；天然氣；凈化；應用

一、低溫甲醇洗技術發展簡介

低溫甲醇洗氣體凈化技術是20世紀50年代初期林德公司和魯奇公司聯合開發的利用低溫甲醇處理含高濃度酸性氣體的凈化工藝。首先在煤加壓氣化的粗煤氣凈化方面獲得了應用，隨后又被應用到了城市煤氣、渣油氣化等領域。低溫甲醇洗技術作為物理吸收的代表方法在我國煤化工氣體凈化領域中得到廣泛的應用。低溫甲醇洗工藝以冷甲醇為吸收溶劑，利用甲醇在低溫下對酸性氣體（ CO 、H S、COS等）溶解度極大的優良特性，脫除原料氣中的酸性氣體，是一種物理吸收法。低溫甲醇洗工藝是目前國內外所公認的最為經濟且凈化度高的氣體凈化技術，具有其它脫硫、脫碳技術不能取代的特點。

正是這些優勢，低溫甲醇洗凈化技術在大型煤制甲醇和煤制油、煤制天然氣、煤制烯烴等新興煤化工裝置中得到了大規模的應用。在國內化工界，低溫甲醇洗裝置基本上已經成了煤化工的標配。目前，我國已有多套低溫甲醇洗裝置運行和在建，其操作壓力范圍較寬2.4-8.0MPa（G）左右壓力下的裝置均有運行。

二、低溫甲醇洗技術的應用特點

低溫甲醇洗技術的本質是物理方法，硫化氫、二氧化碳以及 COS 等氣體的溶解度都很大，進行一定的加壓后，能夠被甲醇吸收。甲醇的物理特性是隨著溫度的降低，溶解度也逐漸下降，而硫化氫、二氧化碳以及 COS 等氣體在甲醇中的溶解度增加的速度比較快，但是CO、氫氣和氮氣等氣體在甲醇中的溶解度的變化比較小，所以在此項技術中采用在低溫的條件下進行。

此技術的主要特點如下：

（一）低溫甲醇洗技術對酸性氣體具有很強的凈化能力，并且氣體的凈化效果很好，主要是對于硫化氫、二氧化碳以及COS 等氣體，總硫的濃度可以達到 0.1u L/L，而二氧化碳的濃度可降至10u L/L。

（二）甲醇對于硫化氫、二氧化碳以及 COS 氣體有很強的選擇吸收性，高效率地對氣體進行脫硫與脫碳，其工作是通過在塔內進行分段和選擇的工作，使回收的二氧化碳的純度滿足要求，實現從硫化氫中回收硫。

（三）低溫甲醇洗技術在吸收的過程中，不會發生起泡等不穩定現象，其化學穩定性比較強，有利于有機溶劑的的穩定生產。

（四）甲醇雖然與其他化學成分一樣具有一定的腐蝕性，但是甲醇的化學腐蝕作用不強，在生產的過程中，不需要進行相應的防腐蝕的處理，省略防腐蝕技術開發的步驟，節省了防腐技術的開支。

（五）甲醇的造價很低，尤其是工業上的甲醇生產來源很廣泛，容易制成，作為溶劑標準不是特別高，加大了獲得的容易性，節省成本。

三、低溫甲醇洗天然氣凈化工藝簡介

（一）工藝原理簡介

凈化裝置的目的是去除變換氣中的酸性氣體成分。該過程是一種物理過程，用低溫甲醇作為吸收劑。在溫度- 50℃左右時，甲醇對于CO2，H2S和COS具有較高的可溶性。吸收中的控制因素是溫度和壓力。富甲醇通過閃蒸和氮氣氣提再生。富甲醇的閃蒸為該過程提供額外的冷卻。閃蒸氣通過循環壓縮，然后再循環到洗滌塔，其損耗量最低。甲醇脫水塔保持甲醇循環中的水平衡。尾氣洗滌塔使隨尾氣的甲醇損耗降低到最大限度。酸性氣體到硫回收裝置。

（二）工藝流程簡介

裝置中低溫甲醇在甲醇洗滌塔中（3.1MPa）脫硫脫碳，之后富甲醇液進入第一閃蒸分離器和第二閃蒸分離器（1.3 MPa），閃蒸氣通過循環壓縮機加壓送回到甲醇洗滌塔入口前。閃蒸后的富甲醇液進入H2S濃縮塔，在常壓下進行閃蒸、氣提，實現CO2再生。然后富硫的半貧甲醇進入熱再生塔利用再沸器中產生的熱量進行熱再生，產生的H2S氣體送至硫回收裝置，完全再生后的貧甲醇經貧甲醇泵加壓后進入甲醇洗塔。流程中氨蒸發器主要是在開車啟動時快速冷卻甲醇使用，正常生產時也可避免甲醇進吸收塔的溫度產生波動，保證穩定生產。

四、結語

很多實踐證明，在液化天然氣裝置中采用低溫甲醇洗技術進行天然氣凈化是合理可行的，而且具有很大的優越性，是一種理想的凈化方法。與其它脫酸方法相比低溫甲醇可以同時去除多種雜質，流程簡單，設備少，節約能源，具有明顯的優越性。為了使低溫甲醇洗技術在發展我國的天然氣凈化工業進程中發揮積極的作用，在設計和操作等方面都還需要進行深入的研究和探索。

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