低溫甲醇洗與NHD的工藝比較

薛笠 宮婷 潘哲

摘要：介紹低溫甲醇洗與NHD，在操作條件、溶劑性質(zhì)、設(shè)備數(shù)量、工藝成熟度等方面的分析，對(duì)低溫甲醇洗工藝和NHD工藝進(jìn)行比較。

關(guān)鍵詞：氣體凈化;低溫甲醇洗;NM;工藝對(duì)比

一、低溫甲醇洗與NHD的工藝技術(shù)比較

（一）吸收能力和溶劑循環(huán)量比較

NHD溶液的吸收操作溫度為-5℃～0℃，而低溫甲醇洗的吸收操作溫度為-20～-60℃，酸性氣體在甲醇中的溶解度要高于在NM溶液中的溶解度。因此，吸收等量的酸性氣體時(shí)甲醇溶劑的循環(huán)量較小。

工業(yè)上變換氣中的酸性氣體（HS、COS、CO）含量較高，由于氣量大，兩種工藝溶劑的循環(huán)量差距就更為明顯。甲醇對(duì)CO2的吸收能力是NHD的四倍多，吸收能力的差異導(dǎo)致NHD凈化裝置的溶液輸送能耗要增加很多。即使NHD工藝采用能量回收透平，NHD工藝溶液的輸送功耗仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于低溫甲醇洗，而再生熱耗方面，NHD工藝也比低溫甲醇洗工藝高得多。

（二）再生溫度比較

NHD脫硫所需溶劑再生溫度較高，需要較高溫度的再生蒸汽，較大的溶劑循環(huán)量也使得再生蒸汽消耗量較大。為了降低再生蒸汽能耗，目前通常在NHD溶劑再生時(shí)向溶劑中加入3～5%的水或水蒸氣，以形成混合蒸汽。但即使采取了這一措施，NHD溶劑再生消耗的蒸汽量仍大大高于低溫甲醇洗工藝的蒸汽消耗量。兩種方法的蒸汽消耗見表1：

（三）有效氣體損失和凈化度比較

由于溶劑循環(huán)量、氣體選擇性、操作條件不同，兩種工藝的有效氣體損失度也不同。低溫甲醇洗工藝損失H大約為總H量的0.12%，NHD工藝損失H大約為總H量的0.39%。NHD凈化工藝損失H大于低溫甲醇洗工藝。

低溫甲醇洗工藝有較高的凈化能力，凈化后的氣體中HS<0.1ppm。NHD工藝凈化后的氣體中HS<1ppm。因此，在NHD工藝后需增加精脫硫裝置（例如ZnO脫硫槽）。

在巴陵公司洞庭氮肥廣煤代油工程中，采用低溫甲醇洗可回收CO 42864m/h（標(biāo)態(tài)）以上，能滿足尿素生產(chǎn)的需要，且質(zhì)量較高（CO純度大于99%）。采用NHD工藝時(shí)，CO產(chǎn)量也可滿足生產(chǎn)需要，但質(zhì)量較低，CO純度為98.5%，其中H含量較高（0.9%），對(duì)尿素裝置的安全生產(chǎn)不利。[3]

（四）溶劑熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性比較

NHD溶劑的熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性一般較好，但是由于該溶劑是一種多組分混合物，較高溫度對(duì)NHD溶劑的穩(wěn)定性是不利的，因此為了降低溶劑再生溫度，一般可在溶劑中加入水或水蒸氣。

低溫甲醇洗工藝所使用的甲醇溶劑有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。在操作溫度下長(zhǎng)期使用，甲醇的化學(xué)、物理性質(zhì)無(wú)任何變化。

（五）溶荊起泡情況比較

甲醇和NHD自身都不起泡，在長(zhǎng)期操作中，由于雜質(zhì)積累等原因，溶劑的起泡情況會(huì)有所變化。在生產(chǎn)實(shí)踐中NHD裝置出現(xiàn)過(guò)起泡，為了阻止起泡，防止溶劑被污染，一般采取的措施是在NHD溶劑中加入消泡劑。甲醇本身就是一種消泡劑，不會(huì)有起泡現(xiàn)象。

（六）設(shè)備數(shù)量比較

國(guó)外對(duì)相同規(guī)模大型氨廠低溫甲醇洗法與NHD法比較表明，用低溫甲醇洗脫硫脫碳時(shí)需主要設(shè)備48臺(tái)，而NHD則只需30臺(tái)。

20世紀(jì)70年代末我國(guó)南京某煉廠想引進(jìn)重油制氫，當(dāng)時(shí)請(qǐng)英國(guó)福斯特惠勒公司對(duì)低溫甲醇洗和NHD工藝作了比較，低溫甲醇脫硫脫碳時(shí)需主要設(shè)備44臺(tái)，而NHD需主要設(shè)備54臺(tái)（含水力透平等）。[3]

目前，NHD凈化工藝主要應(yīng)用于中小合成氨或制合成氣裝置中，己經(jīng)建成的工業(yè)裝置，最大為年產(chǎn)18萬(wàn)噸合成氨裝置。還沒有更大能力合成氨裝置的業(yè)績(jī)。

二、結(jié)語(yǔ)

對(duì)低溫甲醇洗工藝和NHD工藝的比較見表2：

綜上所述，低溫甲醇洗在工藝技術(shù)方面要略優(yōu)于NHD工藝，但兩種方法各有特色，在選擇時(shí)必須根據(jù)整體工藝流程、對(duì)合成氣凈化的要求、各配合單元裝置情況以及項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力等諸多因素綜合考慮。

參考文獻(xiàn)：

[1]秦旭東，李正西，宋洪強(qiáng)，吳錫章.低溫甲醇洗和聚乙二醇二甲醚工藝的技術(shù)經(jīng)濟(jì)對(duì)比[J].化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2007.25（1）：44-52.

[2].朱世勇.環(huán)境與工業(yè)氣體凈化技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：256-257

[3].亢萬(wàn)忠.低溫甲醇洗工藝與NHD苯菲爾組合工藝技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較[J].化肥工業(yè)，1999，26（3）：2-7.