甲醇原料气中二氧化碳的脱除-低温甲醇洗脱碳工艺

甲醇生产技术低温甲醇洗工艺基本原理低温甲醇洗工艺属于物理法脱碳，所选用的洗涤剂为甲醇。甲醇一、甲醇的性质二、吸收的基本原理三、再生的基本原理一、甲醇的性质甲醇的结构式为CH3OH，相对分子质量为32，是一种无色、易发挥、易燃的液体。它能与水以任何比例混溶。甲醇有毒，人服10ml能使双目失明，服30ml可致死亡。在空气中的允许浓度为50mg/m3。甲醇是一种具有极性的有机溶剂，化学性质稳定，不变质，不腐蚀设备。二、吸收的基本原理为纯物理吸收过程。低温甲醇洗采用冷甲醇作为吸收剂，利用甲醇在低温下对酸性气体溶解度较大的物理特性，脱除原料气中的酸性气体。根据二氧化碳、硫化氢、硫氧化碳等酸性气体在甲醇中有较大的溶解度，而氢气、氮气、一氧化碳在其中的溶解度很小而吸收的。不同气体在甲醇中的溶解度二、吸收的基本原理用甲醇吸收原料气中的CO2、H2S等酸性气体，而H2、N2的损失很小。另外在-40℃，H2S溶解度比CO2大6倍，这样就由可能选择性从原料中先脱除H2S，而在解吸时先解吸CO2。结论：

随着温度的降低，CO2、H2S等气体在甲醇中的溶解度增大，而H2、N2变化不大。因此，此法易在较低温度下操作。H2S在甲醇中的溶解度比CO2更大，所以用甲醇脱除CO2的同时也能把气体中的H2S一并脱除掉。CO2在甲醇中的溶解度还与吸收压力有关，压力升高，CO2在甲醇中的溶解度增大，而温度对CO2溶解度的影响更大，尤其是当温度低于-30℃时，溶解度随温度降低而急剧增大。因此，用甲醇吸收CO2宜在高压和低温下进行。不同温度和压力下CO2在甲醇中的溶解度(cm3CO2/g甲醇)P(co2)/MPa温度/℃-26-36-45-600.10117.623.735.968.00.20336.249.872.6159.00.30455.077.4117.0321.40.40577.0113.0174.0960.70.507106.0150.0250.0

0.608127.0201.0362.0

0.709155.0262.0570.0

0.831192.0355.0

0.912223.0444.0

1.013268.0610.0

1.165343.0

1.216385.0

1.317468.0

1.418617.0

1.5201142.0

CO2在甲醇中的溶解度还与气体成分有关。当气体中有H2时，由于总压一定，H2的存在会降低CO2在气相中的分压，CO2在甲醇中的溶解度将会降低。当气体中同时含有H2S、CO2和H2时，由于H2S在甲醇中的溶解度大于CO2，而且甲醇对H2S的吸收速度远大于CO2，所以，H2S首先被甲醇吸收。当甲醇中溶解有CO2气体时，则H2S在该溶液中的溶解度比在纯甲醇中降低10%～15%。在甲醇洗的过程中，原料气体中的COS、CS2等有机硫化物也能被脱除。常用物理吸收剂在25℃时的溶解度系数气体H2SCO2COSCS2H2CH4溶解热19.2416.9417.3627.613.823.35

由表可见，H2S和CO2在甲醇中溶解热不同，但其溶解度较大，在甲醇洗涤气体过程中，溶剂的温度有明显的提高，为保证吸收效果，应移走热量。三、再生的基本原理甲醇在吸收了一定量的CO2、H2S、COS、CS2等气体后，吸收能力下降，为了循环使用，使甲醇溶液得到再生，解吸出所溶解的气体。在吸收了溶质的溶剂进行解吸时：根据亨利定律压力愈低、温度愈高，则愈利于溶质的解吸，在温度等于溶剂的沸点时，溶质在溶剂中的溶解量为零。选择溶剂解吸的方法有：1.减压解吸法：即吸收了溶质的溶剂，通过节流和降低系统的总压（甚至到负压），实现溶质的解吸。2.加热解吸法：即用外来的热量把溶剂加热到沸腾，使溶质在溶剂中的溶解量为零。3.气提解吸法：即导入惰性气，降低溶质分压，实现溶质的解吸。由于在一定条件下，H2、N2等气体在甲醇中的溶解度最小，其次是CO2，H2S在甲醇中的溶解度最大，所以采用分级减压膨胀再生时，H2、N2等气体首先从甲醇中解析出来，然后控制再生压力，使大量CO2解析出来，作为尿素、纯碱的生产原料，最后再用减压，气提、蒸馏等方法使H2S解析出来，得到含H2S大于25%的气体，送往硫磺回收工序。气提是在H2S浓缩塔内进行的，即以惰性气体吹洗溶剂，使溶剂