低溫甲醇洗技術(shù)在天然氣凈化中的應(yīng)用

李玉騏

摘 要：隨著我國工業(yè)化的發(fā)展，天然氣作為一種綠色潔凈能源，其開發(fā)和利用越來越受到人們的重視，各國對(duì)天然氣質(zhì)量都有相應(yīng)的凈化標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)展天然氣工業(yè)，必須研究發(fā)展天然氣凈化工藝，解決天然氣的輸運(yùn)儲(chǔ)備和無害利用問題，低溫環(huán)境下的甲醇洗技術(shù)是目前比較保的氣體凈化生產(chǎn)方式，在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上具有很大的優(yōu)點(diǎn)，并且能夠有效的實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。所以其發(fā)展?jié)摿κ鞘志薮蟮模试诒疚闹兄饕偷蜏丶状枷醇夹g(shù)在天然氣凈化過程中的中的應(yīng)用進(jìn)行了簡單的分析。

關(guān)鍵詞：低溫甲醇洗技術(shù)；天然氣；凈化；應(yīng)用

一、低溫甲醇洗技術(shù)發(fā)展簡介

低溫甲醇洗氣體凈化技術(shù)是20世紀(jì)50年代初期林德公司和魯奇公司聯(lián)合開發(fā)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(yīng)用，隨后又被應(yīng)用到了城市煤氣、渣油氣化等領(lǐng)域。低溫甲醇洗技術(shù)作為物理吸收的代表方法在我國煤化工氣體凈化領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)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(duì)酸性氣體（ CO 、H S、COS等）溶解度極大的優(yōu)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(nèi)外所公認(rèn)的最為經(jīng)濟(jì)且凈化度高的氣體凈化技術(shù)，具有其它脫硫、脫碳技術(shù)不能取代的特點(diǎn)。

正是這些優(yōu)勢，低溫甲醇洗凈化技術(shù)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(guī)模的應(yīng)用。在國內(nèi)化工界，低溫甲醇洗裝置基本上已經(jīng)成了煤化工的標(biāo)配。目前，我國已有多套低溫甲醇洗裝置運(yùn)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(yùn)行。

二、低溫甲醇洗技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

低溫甲醇洗技術(shù)的本質(zhì)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(jìn)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?dú)獾葰怏w在甲醇中的溶解度的變化比較小，所以在此項(xiàng)技術(shù)中采用在低溫的條件下進(jìn)行。

此技術(shù)的主要特點(diǎn)如下：

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

（二）甲醇對(duì)于硫化氫、二氧化碳以及 COS 氣體有很強(qiáng)的選擇吸收性，高效率地對(duì)氣體進(jìn)行脫硫與脫碳，其工作是通過在塔內(nèi)進(jìn)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(shí)現(xiàn)從硫化氫中回收硫。

（三）低溫甲醇洗技術(shù)在吸收的過程中，不會(huì)發(fā)生起泡等不穩(wěn)定現(xiàn)象，其化學(xué)穩(wěn)定性比較強(qiáng)，有利于有機(jī)溶劑的的穩(wěn)定生產(chǎn)。

（四）甲醇雖然與其他化學(xué)成分一樣具有一定的腐蝕性，但是甲醇的化學(xué)腐蝕作用不強(qiáng)，在生產(chǎn)的過程中，不需要進(jìn)行相應(yīng)的防腐蝕的處理，省略防腐蝕技術(shù)開發(fā)的步驟，節(jié)省了防腐技術(shù)的開支。

（五）甲醇的造價(jià)很低，尤其是工業(yè)上的甲醇生產(chǎn)來源很廣泛，容易制成，作為溶劑標(biāo)準(zhǔn)不是特別高，加大了獲得的容易性，節(jié)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(shí)，甲醇對(duì)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?dú)鈿馓嵩偕８患状嫉拈W蒸為該過程提供額外的冷卻。閃蒸氣通過循環(huán)壓縮，然后再循環(huán)到洗滌塔，其損耗量最低。甲醇脫水塔保持甲醇循環(huán)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(jìn)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(huán)壓縮機(jī)加壓送回到甲醇洗滌塔入口前。閃蒸后的富甲醇液進(jìn)入H2S濃縮塔，在常壓下進(jìn)行閃蒸、氣提，實(shí)現(xiàn)CO2再生。然后富硫的半貧甲醇進(jìn)入熱再生塔利用再沸器中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行熱再生，產(chǎn)生的H2S氣體送至硫回收裝置，完全再生后的貧甲醇經(jīng)貧甲醇泵加壓后進(jìn)入甲醇洗塔。流程中氨蒸發(fā)器主要是在開車啟動(dòng)時(shí)快速冷卻甲醇使用，正常生產(chǎn)時(shí)也可避免甲醇進(jìn)吸收塔的溫度產(chǎn)生波動(dòng)，保證穩(wěn)定生產(chǎn)。

四、結(jié)語

很多實(shí)踐證明，在液化天然氣裝置中采用低溫甲醇洗技術(shù)進(jìn)行天然氣凈化是合理可行的，而且具有很大的優(yōu)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(shí)去除多種雜質(zhì)，流程簡單，設(shè)備少，節(jié)約能源，具有明顯的優(yōu)越性。為了使低溫甲醇洗技術(shù)在發(fā)展我國的天然氣凈化工業(yè)進(jìn)程中發(fā)揮積極的作用，在設(shè)計(jì)和操作等方面都還需要進(jìn)行深入的研究和探索。

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