酸性气体脱除

低温甲醇洗的工艺特点
各种气体在甲醇中的溶解热
气体 H2S CO2 COS CS2 H2 CH4
溶解热
（KJ/mol）
19.264 16.945
17.364
27.614
3.824
3.347
装置状况

到20世纪末，全世界共有低温甲醇洗装置超过90套， 其中国内大约15套。从1960年至今，林德公司共设 计建设低温甲醇洗装置30多套，处理气量超过 52×106m3/d，操作压力2.6MPa到8.0MPa(A),其 中最大的是日本宇部氨厂的低温甲醇洗装置，处理 气量为160730 m3/h，鲁奇公司共设计建设低温甲 醇洗装置近60套，总生产能力达188×106m3/d， 其中最大的是南非SASOL公司煤气化制合成气装置， 处理气量为412500 m3/h。
脱盐水 上水 回水 回水 上水 尾气E-40017源自E-40018E-40019
E-40020 T-40006
T-40007
新鲜甲醇
D -40004
E-40015
E-40014 T-40005
LP蒸 汽
P-40008 P-40006A/B D -40003
污甲醇
P-40007
E-40013A-I P-40004A/B
P-40001A/B 主 洗 泵 P-40002A/B 再 吸 收 循 环 泵 P-40003A-C 热 再 生 塔 进 料 泵 P-40004A/BCO 2吸 收 塔 进 料 泵 P-40005A/B甲 醇 水 分 离 塔 进 料 泵 P-40006A/B 热 再 生 塔 回 流 泵 P-40007 地 下 甲 醇 泵
吸收温度
溶液最小循环量及液气比
再生条件
冷量


甲醇洗脱除CO2、H2S在低温下进行，为满足工艺需要须 从外界获得冷量以维持装置运行。本项目冷量的直接来源是 两个温度等级的制冷剂：－4℃丙稀，用于装置入口激冷器 E-4002；－44℃的丙稀，用于闪蒸甲醇激冷器E-4008和 CO2吸收塔中间冷却器E-4004，通过丙稀蒸发向系统提供 －35℃的低温冷源。此外，通过水冷器E-40007、E-40011、 E-40014、E-40016、E-40018移去再生区的热量。正常运 行期间，由甲醇减压闪蒸和CO2气提解吸进一步保证－40℃ 以下的冷量供给。 正常运行期间，装置的冷量损耗主要包括：1）换热器的换 热损失；2）保冷和跑冷损失；3）酸性气体吸收时的溶解吸 热造成的能量损失。其中前两项冷量损失由丙稀制冷补充； 后一项可以由减压解吸部分回收，但由于CO2不能全部在冷 区解吸，而H2S只能在热区加热解吸，，以及吸收/解吸的 不可逆性，CO2解吸的冷量回收率只有60－70％，这通过 E-4004提供的－44℃丙稀补偿。
E-40015 热 闪 蒸 气 冷 却 器 E-40016锅 炉 给 水 冷 却 器 E-40017 预 洗 甲 醇 加 热 器 E-40018 热 再 生 塔 冷 凝 器 E-40019 克 劳 斯 气 再 热 器
E-40022 甲 醇 水 分 离 塔 再 沸 器 E-40023 污 水 冷 却 器 D -40001 压 缩 机 缓 冲 分 离 罐 D -40002 回 流 罐 D -40003 克 劳 斯 分 离 罐
酸性气体脱除
低温甲醇洗
气体吸收分类
物理吸收法：利用CO2、H2S
等酸性气体溶 解于水、甲醇或某些有机溶剂的特性将其吸 收，有诸如水洗法、碳酸丙稀脂法（FLUOR 法）、低温甲醇洗法（RECTISOL法），聚 乙二醇二甲醚法（SELEXOL法）等等； 化学吸收则是利用碱性溶液如氨、热碳酸钾、 乙醇胺（MEA、MDEA）等作为吸收剂与酸 性气体发生化学反应而达到脱除的目的。
丙烯
丙烯
丙烯
E-40004A/B
丙烯
P-40002A/B
变换气 丙烯 丙烯
E-40010
E-40005A-D E-40001
工艺冷凝水
丙烯
E-40008
氮气
E-40002
T-40001
E-40003A/B
T-40002A/B
P-40003A-C
E-40012A/B
T-40001 氨 洗 塔 T-40002A/B 吸 收 塔 T-40003 中 压 闪 蒸 塔 T-40004 再 吸 收 塔 T-40005 热 再 生 塔
吸收工艺选择
1、以煤为原料采用固定层或流化床工艺的中小型 装置，吸收压力1.8－2.0MPa，配铜洗、甲烷化流 程。 2、以水煤浆或重油、粉煤为原料的大中型装置， 吸收压力2.8MPa以上，采用物理吸收法，以低温甲 醇洗或NHD为主。 3、以天然气、油田气、重整气等为原料的大中型 装置，吸收压力2.5MPa以上，采用化学吸收法，大 型装置以热碳酸钾（Benfield）法或MDEA法为主 4、联醇、尿素或制氢的中型装置宜采用变压吸附 法。

低温甲醇洗工艺

低温甲醇洗(Rectisol)是20世纪50年代初德国林德(Linde)公 司和鲁奇(Lurgi)公司联合开发的一种气体净化工艺。第一个 低温甲醇洗装置由鲁奇公司于1954年建在南非Sasol的合成 燃料工厂，目前世界上有近百套工业化装置，其中中国引进 了十多套，低温甲醇洗工艺适合于处理含硫渣油部分氧化、 煤气化生成的气体中CO2和硫化物。该工艺为典型物理吸收 法，是以冷甲醇为吸收溶剂，利用甲醇在低温下对酸性气体 溶解度极大的特性，脱除原料气中的酸性气体。由于甲醇的 蒸汽压较高，所以低温甲醇洗工艺在低温(-35℃～－55℃)下 操作，在低温下CO2与H2S的溶解度随温度下降而显著地上 升，因而所需的溶剂量较少，装置的设备也较小。在－30℃ 下，H2S在甲醇中的溶解度为CO2的6.1倍，因此能选择性 脱除H2S。该工艺气体净化度高，可将变换气中CO2脱至小 于20ppm，H2S小于0.1ppm，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 工业上拥有很好的应用业绩，被广泛应用于国内外合成氨、 合成甲醇及其他羰基合成、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。
D -40002 E-40021 P-40005A/B
LP蒸 汽
E-40022
E-40023
P-40009A/B
D -40005
CO 2产 品
锅炉给水
E-40016
回水 净化气 上水
T-40003 E-40006 E-40009
T-40004
P-40001A/B
E-40007
丙烯
P-40014A/B D -40001 E-40011
E-40013A-I 贫 /富 甲 醇 换 热 器 E-40020克 劳 斯 气 /CO 2换 热 器 D -40004 新 鲜 甲 醇 罐 E-40014 热 闪 蒸 气 水 冷 器 E-40021 热 再 生 塔 再 沸 器 D -40005 地 下 污 甲 醇 罐
系统压力

低温甲醇洗是物理吸收，提高操作压力可提高酸性 气体组分的气体分压，增加吸收推动力，，减小设 备尺寸，提高气体净化度，同时还可增大甲醇溶液 的吸收能力，减小溶液循环量。但压力过高会增大 设备投资，甲醇挥发度增大，有益气体成分H2、 CO的溶解损失也会增大。实际的工业装置中，吸 收压力主要取决于原料气制备工艺路线的选择。本 项目Shell粉煤气化压力是4.0MPa，因此吸收压力 取决进入系统工艺气压力，为3.45MPa.
系统的腐蚀



1）生成羟基铁。特别是Fe(CO)5和含硫的羟基铁，甲醇热 再生时可能出现的分解产物会形成固态沉淀，包括元素硫与 硫化铁，在甲醇洗系统的管线及设备中引起堵塞。这些腐蚀 现象往往会在铁或普通钢的设备中出现 。 2）电化学腐蚀。在纯净的甲醇中，CO2和H2S不会对设备 和管线造成腐蚀。但在有水存在的条件下，CO2和H2S将使 溶液呈酸性从而发生电化学腐蚀，主要生成物是FeS。循环 甲醇的水含量设计要求控制在0.5％以下，但多数运行装置 经常出现水含量超标现象，严重时达3－5％。 3）空气腐蚀。低温甲醇洗运行一段时间后，都会有一定的 硫化物残留。当停车检修打开设备时，空气的进入会造成硫 化物、水遇空气反应生成连多硫酸盐，对设备造成应力腐蚀， 特别是对带有铁素体的奥氏材料尤为严重。此外，空气中的 氧气也会与金属发生氧化反应，在设备和管道内壁形成锈垢， 造成严重堵塞。
P-40008 新 鲜 甲 醇 泵 P-40009A/B 尾 气 洗 涤 水 泵 P-40014贫 甲 醇 加 压 泵
E-40005A-D 吸 收 塔 进 料 冷 却 器 E-40012A/B 贫 甲 醇 冷 器
大唐国际煤化工 三合一项目部
低温甲醇洗工艺流程图
T-40006 甲 醇 水 分 离 塔 E-40006 压 缩 机 中 间 冷 却 器 T-40007 尾 气 洗 涤 塔 E-40007 压 缩 机 后 水 冷 器
E-40001 合 成 气 换 热 器 E-40002 变 换 气 冷 却 器 E-40003A/B 粗 气 终 冷 器 E-40004A/B 甲 醇 循 环 冷 却 器
E-40008 闪 蒸 甲 醇 冷 却 器 E-40009 再 洗 甲 醇 冷 却 器 E-40010 氮 气 冷 却 器 E-40011丙 烯 过 冷 器