低温甲醇洗脱硫、脱碳工艺
低温甲醇洗是50年代初德国林德公司和鲁奇公司联合开发的一种气体净化工艺。该工艺以冷甲醇为吸收溶剂,利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度极大的优良特性,脱除原料气中的酸性气体。该工艺气体净化度高,选择性好,气体的脱硫和脱碳可在同一个塔内分段、选择性地进行。低温甲醇洗工艺技术成熟,在工业上有着很好的应用业绩,被广泛应用于国内外合成氨、合成甲醇和其他羰基合成、城市煤气、工业制氢和天然气脱硫等气体净化装置中。在国内以煤、渣油为原料建成的大型合成氨装置中也大都采用这一技术。低温甲醇洗脱硫、脱碳技术特点如下:
★溶剂在低温下对CO2、H2S、COS等酸性气体吸收能力极强,溶液循环量小,功耗少。
★溶剂不氧化、不降解,有很好的化学和热稳定性。
★净化气质量好,净化度高,CO2<20ppm,H2S<0.1ppm。
★溶剂不起泡。
★具有选择性吸收H2S、COS和CO2的特性,可分开脱除和再生。
★溶剂廉价易得,但甲醇有毒,对操作和维修要求严格。
★该工艺技术成熟,目前全世界约有87套大中型工业化装置。该工艺需从国外引进。由于操作温度低,设备、管道需低温材料,且有部分设备需国外引进,所以投资较高。
目前,国外低温甲醇洗工艺国外有林德工艺和鲁奇工艺二种流程,二者在基本原理上没有根本区别,而且技术都很成熟。两家专利在工艺流程设计、设备设计和工程实施上各有特点。国内大连理工大学经过近20 年的研究,也开发成功了低温甲醇洗工艺软件包,并获得了国内两项专利。
★林德低温甲醇洗工艺流程
采用林德的专利设备――高效绕管式换热器,提高换热效率,特别是多股物流的组合换热,节省占地、布置紧凑,能耗较省;但高效绕管式换需要国外设计(可国内制造)。
原料气进入低温甲醇洗装置后,喷入少量循环甲醇,防止气体结冰,避免系统阻塞。
在甲醇溶剂循环回路中设置甲醇过滤器,除去FeS、NiS 等固体杂质,防止其在系统中积累而堵塞设备和管道。
一般采用氮气气提浓缩硫化氢,二氧化碳回收率70%。
★鲁奇低温甲醇洗工艺流程
由于没有中间循环甲醇提供冷量,吸收所需的冷量全部由外部供给;甲醇溶液吸收温度低,甲醇溶液循环量相对较大,相对于林德流程能耗稍高,吸收塔的尺寸也较大。系统冷量全部由外部提供,操作调节相对灵活。
★大连理工大学低温甲醇洗工艺流程
大连理工大学从1983 年开始进行低温甲醇洗的工艺过程研究,在中石化和浙江大学的协助下1999 年该项研究通过了中石化的鉴定,2000 年获得了中石化科技进步三等奖,并且获得了国内两项专利申请。经改进后该技术采用六塔流程,与林德工艺相似,据介绍冷负荷和设备投资比林德工艺低~10%。