关键词 低温甲醇洗；
气体净化；
酸性气体 The application of low-temperature methanol wash Low in gas purification application Abstract Low-temperature methanol wash was a gas purification technology codeveloped by Lynd and Lurgi Co. in Germany in 1950s. In the process, cold methyl alcohol which has great solubility to acidic gas at low temperatures was used as absorbent to remove acidic gas in the raw gas. The process is with high gas purification and selectivity, by which the sulfur and carbon removal can be selectively carried out in different sections of the same column. The technology of low temperature methanol wash is mature and has very good application achievements in industry, which was widely employed in the gas purification processes such as the synthesis of ammonia, methanol and other carbonyls, town gas, industrial hydrogen production and sulfur removal from natural gas. Most of the domestic large scale ammonia synthesis devices also used this technique. Keywords low-temperature methanol wash; gas purification; acidic gas 低温甲醇洗在煤气净化中的应用 绪 论 在合成氨生产过程中，无论采用哪一种原料和任何制气方法所制得的合成氨原料气，除含有氢和氮外，还含有相当数量的合成氨所不需要的各种杂质，如CO2、CO、H2S、HCN、有机硫化物、氮的氧化物、煤焦油等。其中氧化物和硫化物是合成触媒的毒物，必须在进合成塔以前清除干净，而CO 2和H2S等高熔点物质在进入深冷装置时就会结成固体，堵塞管道和设备，因此，在进深冷之前就必须将它们清除。
在原料气中含量最大的杂质是CO2 和H2S，它们溶于水溶液中呈酸性反应，故也称酸性气体。
从气体中消除CO2和H2S杂质，主要采用吸收法。
吸收方法很多，其基本特点都是利用气体中各种组分在某种溶剂中的溶解度不同而进行的。气体中的H2S和CO2同时或分步被溶剂选择性地吸收，然后在提高温度和降低压力的情况下，使H2S和CO2从溶液中分步释出。H2S可用于制造单质硫和硫酸；
而CO2可用作制造尿素和纯碱等产品的化工原料。
从吸收操作来讲，根据吸收原理，可分为化学吸收法和物理吸收法两大类。
化学吸收法是利用酸性气体能和溶于水中的碱性化合物或碱性溶剂反应来除去酸性气体。从经济观点看，只有能再生的溶液才是有利的。也就是说，当吸收了酸性组份的溶液在减压和加热时，酸性气体便从溶液中释放出来，将溶液冷却后可以重新用于吸收。在化学吸收中，乙醇胺法和热钾碱法K2CO3是目前应用最广的方法。
物理吸收是利用各种气体组份在液体中的溶解度不同而进行的。用于脱除酸性气体的最适宜的溶剂为各种极性液体，因为极性液体能溶解酸性气体而对H 2、N2等非极性组份则溶解很少。最常用的物理吸收有高压水洗法，N一甲基吡咯烷酮法Purisol法及七＋年代后期所采用的低温甲醇洗法Rectisol法。
关于原料气净化的具体方法，因发展快，方法多，应根据原料气中杂质的成份和数量，净化剂的来源及各种过程的工艺要求等因素进行适宜选择。
近几年，我国大型合成氨装置，所采用的净化技术多采用低温甲醇洗和低温液氮洗配套使用的先进的净化工艺。
一、低温甲醇洗工段简介 从变换工序来的变换气中除含有氢气、氮气外，约含有44.7％的CO2和少量的H2S与COS等硫化物，还含有CO、CH4、Ar以及饱和的水份等。含氧化合物与含硫化合物是氨合成触媒的毒物，气体在进入合成工序之前，必须将他们脱除干净；
并且，由于后续工序是采用液氮洗脱除CO、CH4等，为防止CO2与水份等冻结成固体堵塞管道和设备，也必须将它们脱除干净。另外，从变换气中分离出来的CO2数量较大，浓度较高，而它又是生产纯碱、尿素、干冰等化工产品的主要原料；
H2S及COS等硫化物数量虽小，但它们也是生产硫酸等的原料，而且，H2S、COS等硫化物对大气污染严重。因此，低温甲醇洗工序的任务是 一、净化原料气 将进入甲醇洗的原料气中CO2、H2O 、H2S 等脱除至规定的含量，以满足后续工序液氮洗和氨合成的生产要求。
二、回收副产品 CO2是低温甲醇洗工序的主要副产品，可用于生产纯碱、尿素以及食用CO2等，因此，低温甲醇洗工序必须保证CO2产品的质量和数量，以满足用户生产的需要；
对H2S及其它含硫化合物的回收，也要保质保量，达到配套装置规定的要求。
三、环保任务 由于低温甲醇洗工序还向外界排放废气和废水，它们含有污染环境的 H2S、甲醇等有毒物质，因此，必须加强生产控制，以满足环境保护的需要。
二、甲醇的性质 甲醇（Methanol，Methyl alcohol）又名木醇，木酒精，甲基氢氧化物，是一种最简单的饱和醇。化学分子式为CH3OH H | H－C－OH | H H 结构式如下 2.1. 物理化学属性 甲醇是一种无色、透明、易燃、易挥发的有毒液体，略有酒精气味。分子量32.04，相对密度0.791320℃/4℃，熔点-97.8℃，沸点64.51℃，闪点12.22℃，自燃点473℃，蒸气压 1.2879104Pa96.6mmHg， 20℃，蒸气与空气混合物爆炸下限 6～36.5 ，能与水、乙醇、乙醚、苯、酮、卤代烃和许多其它有机溶剂相混溶，遇热、明火或氧化剂易燃烧。燃烧反应式为 2CH3OH ＋ 3O2 ＝ 2CO2 ＋ 4H2O 2.2. 用途 工业甲醇的用途＋分广泛，除可作许多有机物的良好溶剂外，主要用于合成纤维、甲醛、塑料、医药、农药、染料、合成蛋白质等工业生产，是一种基本的有机化工原料。甲醇和汽油（柴油）或其它物质可混合成各种不同用途的工业用或民用的新型燃料，甲醇和汽油混合可作为燃料用于运输业。
2.3. 安全机理 工业酒精中大约含有4的甲醇，而被人饮用后，就会产生甲醇中毒。内服10ml甲醇有失明的危险，30ml能致人死亡。空气中允许最高甲醇蒸汽浓度为0.05mg/L。
甲醇的中毒机理是，甲醇经人体代谢产生甲醛和甲酸（俗称蚁酸），然后对人体产生伤害。甲醇本身无毒，而代谢产物有毒。常见的症状是，先是产生喝醉的感觉，数小时后头痛，恶心，呕吐，以及视线模糊。严重者会失明，乃至丧命。失明的原因是，甲醇的代谢产物甲酸会累积在眼睛部位，破坏视觉神经细胞。脑神经也会受到破坏，产生永久性损害。甲酸进入血液后，会使组织酸性越来越强，损害肾脏导致肾衰竭。
2.4. 毒性和防护 工业甲醇液体及气体都是剧毒的，应避免接触皮肤和吸入蒸汽，如果溅到皮肤上和眼睛里应迅速用大量清水冲洗，在工业甲醇作业处应有防毒面具、橡皮手套、防护眼镜等安全用具以备需用，包装容器应有“易燃“、“剧毒“等危险品标志。甲醇中毒者，可以通过服用小苏打（碳酸氢钠）的方式来中和。甲醇是假酒的主要成分，过多食用会导致失明，甚至死亡。
三、低温甲醇洗的原理 3.1低温甲醇洗的理论基础 3.1.1 拉乌尔定律 拉乌尔定律溶液中溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压与其摩尔分数的乘积。
即 PA＝PA XA PA混合溶液中溶剂的蒸气压 PA 纯溶剂的蒸气压 XA溶剂的摩尔分数 设溶质的摩尔分数为XB由于XA＝1－XB，所以PA＝PA （1－XB），即溶液中溶剂蒸气压下降的分数等于溶质的摩尔分数。
3.1.2 亨利定律 亨利定律在恒温和平衡状态下，一种气体在溶液里的溶解度和该气体的平衡压力成正比。
即 PB＝KXB PB该气体的平衡压力 XB该气体在溶液中的摩尔分数 K 亨利系数 实验证明，在稀溶液中溶质若服从亨利定律，则溶剂必服从拉乌尔定律。
低温甲醇洗就是利用甲醇在低温（－9 ～－64℃）、高压的条件下，对CO2、H2S有较高的吸收能力，对合成气中的有效组份CO、H2有较低的溶解度。即甲醇作为吸收溶剂对被吸收的气体具有较高的选择性。
亨利定律在使用过程中，为了物料衡算的方便，可以有多种表达式。如气体在液体里的溶解度和该气体的平衡分压的关系可以表达为CA*＝HPA。溶质气体在液面上方的平衡分压与溶质在溶剂液体里摩尔分率的关系可以表达为PA*＝EXA。
亨利定律适用于难溶，较难溶的气体，对于易溶、较易溶的气体，只能用于液相浓度很低的情况，而且必须注意溶质在气相和溶液中的分子状态应相同；
对于混合气体，当压力不大时，亨利定律对每一种气体都能分别适用，彼此互不影响，但当分压超过其中任何一种气体的适用范围后，分之间的作用力就要加大，此时，各种溶质气体就要相互降低其溶解度。亨利定律不能完全适用。
3.2 低温甲醇洗的基本原理 3.2.1多种气体在甲醇溶液中溶解度的比较 低温甲醇对CO2、H2S、COS、H2等气体的吸收属物理吸收，在稀溶液中遵循亨利定律 P ＝ KN 式中 P气体的平衡分压力，MPa K亨利常数 N溶解度系数，kmolm-3MPa-1 由于甲醇是极性分子，在低温、高压下，CO2和H2S在甲醇中的溶解度一般不遵循这一定律。因而必须校正或另作处理。
变换工艺气中各组分在甲醇中的溶解度，依次为H2S、CO2、CH4、CO、N2、H2。而H2S和CO2的溶解度要远远大于其它几种气体的溶解度。因此低温甲醇洗就是基于甲醇对H2S、CO2等酸性气体具有较大的溶解度，而对CH4、CO、N2、H2具有很小的溶解度实现气体分离的。
低温甲醇洗的物理吸收过程遵循享利定律，即被吸收组分的溶解量与其分压和溶解度系数成正比。在大