低温甲醇洗脱除二氧化碳工艺流程浅析

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低温甲醇洗脱除二氧化碳工艺流程浅析

于敏

（北大荒股份有限公司浩良河化肥分公司，黑龙江伊春153000）

摘要：低温甲醇洗净化工艺可同时脱除酸性气体中的H 2S 和CO 2,目前已成为一种极具发展前景的气体净化工艺技术。本文重点分

析低温甲醇洗脱除二氧化碳工艺流程。

关键词：低温甲醇洗；二氧化碳；脱除；工艺流程图1同时脱除硫化物和二氧化碳的低温甲醇洗涤流程1低温甲醇法脱除CO 2的工艺流程

低温甲醇洗涤法脱除二氧化碳的压力约为2.5M Pa 的原料气，在预冷器中被净化气和二氧化碳气冷却至-20℃后进入吸收塔下部，与吸收塔中部加入的-75℃甲醇溶液逆流接触，大部分二氧化

碳被吸收。为了提高气体的净化度气体进入吸收塔上部，

与从塔顶喷淋下来的甲醇逆流接触，脱除原料气中剩余的CO 2，

净化气从吸收塔顶部引出与原料气换热后去下一工序。

由于二氧化碳溶解时放热，塔底部排出的甲醇溶液温度升至-20℃，将该吸收液从吸收塔底部引出送往闪蒸器解吸出氢气、一氧化碳气，用压缩机送回原料气总管。甲醇液由闪蒸器进入再生塔，经两级减压再生。第一级在常压下再生，首先解吸出二氧化碳，二氧化碳经预冷器与原料气换热后回收利用；第二级在真空度为20KPa 下

再生。

此时将所吸收的CO 2大部分解吸，得到半贫液。由于二氧化碳解吸吸热，半贫液温度降到-75℃，

经泵加压后送往吸收塔中部，循环使用。

从上塔底排出的甲醇液与蒸馏后的贫液换热后进入蒸馏塔，在蒸汽加热的条件下进行蒸馏再生。再生后的甲醇液从蒸馏塔底部排出，温度为65℃，经换热器、冷却器被冷却到-60℃以后，送到吸收塔顶部循环使用。

低温甲醇法的特点是：能同时脱除原料气中的CO 2、H 2S 及有机硫等杂质，并能分别回收高浓度的CO 2和H 2S ，吸收能力强，气体净

化度高；由于CO 2和H 2S 在甲醇中的溶解度高，

溶液循环量小，能耗低；吸收剂本身不起泡、不氧化、不降解、不腐蚀设备；吸收过程无副反应发生；甲醇价格低廉，操作费用低；低温下操作时对设备材质要

求高。缺点是流程较复杂，

而且甲醇有毒，对操作维修要求严格，对废水须进行处理。

2低温甲醇法同时脱除H 2S 和CO 2的工艺流程同时脱除H 2S 和CO 2的工艺流程如图1所示，自变换工序来的原料气，为了防止原料气中的水蒸气在低温下结块，向原料气中喷入少量甲醇，然后原料气经换热器1冷却，再经水分离器2分离出甲醇水溶液，由洗涤塔3的底部进入塔内与上部下来的低温甲醇逆流接触，原料气中的硫化氢、二氧化碳等酸性气体被逐级除去。净化后的气体由塔顶排出送往后工序。

洗涤塔3分为上塔和下塔两部分，上塔又可分为上、中、下三段。贫甲醇由上塔上段加入后，吸收气体中尚存少量硫化氢及二氧化碳。溶解热使甲醇温度升高，经中间冷却器降温后进入上塔中段。大部分二氧化碳在上塔的中段和下段被吸收，因此中段和下段又称

为吸收段。由上塔底部排出的甲醇溶液，

51%的甲醇经冷却器冷却减压后，进入第二闪蒸槽，其中溶解的氢及少量的二氧化碳被闪蒸出来。上塔底部排出其余49%的甲醇溶液进入下塔，吸收原料气中的硫化氢、硫氧化碳，溶液温度升高。下塔底部排出的甲醇溶液，经甲醇冷却器12、换热器10冷却并减压后，进入第一闪蒸槽8解吸出氢及少量二氧化碳。第一、第二闪蒸槽排出的闪蒸气，送原料气总管。由第二闪蒸槽底部排出的含有二氧化碳的甲醇溶液，降压后送至二氧化碳解析塔13顶部，解析出溶解的大部分二氧化碳。由第一闪蒸槽排出的含有硫化氢和二氧化碳的甲醇溶液，降压后送二氧化碳解吸塔中部，解吸出硫化氢和二氧化碳。其中硫化氢被上段来的甲醇溶液吸收，二氧化碳由塔顶排出。由硫化氢浓缩塔14上塔排出的甲醇溶液，经换热器15、中间冷却器4、换热器10加热后，送往二氧化碳解吸塔下段，解吸出其中的二氧化碳，与上段和中段解吸出的二氧化碳汇合，经甲醇冷却器12、原料气换热器1换热后，送回收工序。下段解吸出的硫化氢由上段来的甲醇溶液吸收。从二氧化

碳解吸塔13中段排出的甲醇溶液减压后，进入硫化氢浓缩塔的上塔下部，从二氧化碳解吸塔底部排出的甲醇溶液，经减压后进入硫化氢浓缩塔的下塔上部，解吸出的二氧化碳和硫化氢。为回收硫化氢，在硫化氢浓缩塔上段，用从二氧化碳解吸塔上段送来的甲醇溶液吸收硫化氢。含二氧化碳的尾气经原料气换热器回收冷量后放空。由硫化氢浓缩塔底部排出的含硫化氢的甲醇溶液，经贫甲醇冷却器19、20加热后送至甲醇再生塔22顶部。在甲醇再生塔再沸器23内用蒸汽将溶液加热。靠蒸发出来的甲醇蒸汽气提，溶解的硫化氢和二氧化碳完全解吸出来，与部分甲醇蒸汽一同从塔顶引出，在回流冷却器24中大部分甲醇蒸发被冷凝下来。经分离器25分离出的甲醇送到甲醇再生塔顶部。气体经硫化氢馏分冷却器26和氨冷器27，温度降低使甲醇蒸汽冷凝下来，在分离器28中进行气液分离后，送往克劳斯硫磺回收工序。由再生塔底部排出的贫甲醇经贫甲醇冷却器20冷却后进入甲醇收集槽21，用泵加压经水冷却器18、贫甲醇冷却器19、换热器16、换热器15降低温度后，进入洗涤塔顶部。

为回收甲醇水分离器2分离出的甲醇水溶液中的甲醇，在甲醇蒸馏塔29中用蒸汽间接加热进行蒸馏。从再生塔底部引出少量贫甲醇作为蒸馏塔的回流液。从蒸馏塔顶部排出的正确经回流冷却器31、水冷却器32冷却后，大部分甲醇蒸汽冷凝为液体，经分离器33分离出的甲醇用泵41送至再生塔顶部作为回流液。从分离器33、34分离出的气体汇合后，作为硫化氢的馏分加以回收。从蒸馏塔底部排出含有及少量甲醇的水，送往水处理工序。

低温甲醇法的吸收塔，再生塔内部都用带浮阀的塔板，根据流量大小，选用双溢流或单溢流，塔板材料选用不锈钢。由于甲醇腐蚀性小，采用低温甲醇洗时所用设备不需涂防腐涂料，也不用缓蚀剂。

参考文献

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[2]李庆会.基于非平衡级模型的低温甲醇洗流程模拟研究[D].大连：大连理工大学，2012.

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