低温甲醇洗工艺原理

2.1工艺原理

2.1.1低温甲醇洗溶液吸收原理

低温甲醇洗是一种典型的物理吸收过程。低温下甲醇对CO2、H2S等酸性气体有较大的溶解能力，而对H2、CH4、N2等气体的溶解能力很小。另外，低温甲醇还可以脱除煤气中的轻质油和HCN等。比较以上气体的溶解度，极性的甲醇溶剂对极性分子的气体有较大的溶解度，正是利用低温甲醇的这种性质，我们对变换气中的CO2、H2S等酸性气体进行脱除，而保留了H2、CO等有用气体，从而达到气体净化的目的。

低温下，甲醇对酸性气体的吸收是很有利的。当温度从20℃降到-40℃时，CO2的溶解度约增加6倍，吸收剂的用量也大约可减少6倍。低温下，例如-40～-50℃时，H2S的溶解度又差不多比CO2大6倍，这样就有可能选择性地从原料气中脱除H2S，而在溶液再生时先解吸回收CO2。低温下，H2S、COS和CO2在甲醇中的溶解度与H2、CO 相比，至少要大100倍，与CH4相比，约大50倍。因此，如果低温甲醇洗装置是按脱除CO2的要求设计的，则所有溶解度和CO2相当或溶解度比CO2大的气体，例如COS、H2S、NH3等以及其他硫化物都一起脱除，而H2、CO、CH4等有用气体则损失较少。

当气体中有CO2时，H2S在甲醇中的溶解度约比没有CO2时降低10%～15%。溶液中CO2含量越高，H2S在甲醇中溶解度的减少也越显著。

当气体中有H2存在时，CO2在甲醇中的溶解度就会降低。当甲醇含有水分时，CO2的溶解度也会降低，当甲醇中的水分含量为5%时，CO2在甲醇中的溶解度与无水甲醇相比约降低12%。

一种物质溶解于另一种物质，一般要放热。二氧化碳在甲醇中的溶解热不大，但因气量大、溶解度大，塔内液体温度明显提高。溶解度随温度升高而下降，为保持一定的吸收效果，应该排出这部分热量。

物理吸收中，气/液平衡关系开始时符合亨利定律，溶液中被吸收组分的含量基本上与其在气相中的分压成正比，吸收剂的吸收容量随酸性组分分压的提高而增加。溶液循环量与原料气量及操作条件有关，操作压力提高，温度降低，溶液循环量减少。

2.1.2溶液的再生

高压低温有利于吸收，低压高温有利于解吸。本系统就是利用此原理，通过闪蒸、气提、加热、蒸馏方法对溶液进行再生的。

2.1.3低温甲醇洗工艺特点

2.1.

3.1 可以同时脱除原料气中的H2S、COS（硫氧化碳）、RSH（醇类化合物）、CO2、HCN（氰烃酸）、NH3、NO以及石蜡烃、芳香烃、粗汽油等组分，所吸收的有用组分可以在甲醇再生过程中回收。

2.1.

3.2 气体的净化程度很高，净化气中总的硫含量可脱至0.1ppm以下，CO2可脱至10ppm以下。

2.1.

3.3 吸收的选择性比较高。H2S和CO2可以在不同设备或在同一设备的不同部位分别吸收而在不同的设备和不同的条件下分别回收。由于低温时H2S和CO2在甲醇中的溶解度都很大，所以吸收溶液的循环量较小，特别是当原料气压力比较高时尤为明显。另外，在低温下H2和CO等在甲醇中的溶解度都较低，甲醇的蒸气压也很小，这就使有用气体和溶剂的损失保持在较低水平。

2.1.

3.4甲醇的热稳定性和化学稳定性都较好。甲醇不会被有机硫、氰化物等组分所降解，甲醇的粘度不大，在-30℃时，甲醇的粘度与常温水的粘度相当，因此，在低温下对传递过程有利。此外，甲醇也比较便宜容易获得。