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、設備數量、工藝成熟度等方面的分析，對低溫甲醇洗工藝和NHD工藝進行比較。

關鍵詞：氣體凈化;低溫甲醇洗;NM;工藝對比

一、低溫甲醇洗與NHD的工藝技術比較

（一）吸收能力和溶劑循環量比較

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甲醇溶劑的循環量較小。

工業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量差距就更為明顯。甲醇對CO2的吸收能力是NHD的四倍多，吸收能力的差異導致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遠高于低溫甲醇洗，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（標態）以上，能滿足尿素生產的需要，且質量較高（CO純度大于99%）。采用NHD工藝時，CO產量也可滿足生產需要，但質量較低，CO純度為98.5%，其中H含量較高（0.9%），對尿素裝置的安全生產不利。[3]

（四）溶劑熱穩定性及化學穩定性比較

NHD溶劑的熱穩定性及化學穩定性一般較好，但是由于該溶劑是一種多組分混合物，較高溫度對NHD溶劑的穩定性是不利的，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穩定性和熱穩定性。在操作溫度下長期使用，甲醇的化學、物理性質無任何變化。

（五）溶荊起泡情況比較

甲醇和NHD自身都不起泡，在長期操作中，由于雜質積累等原因，溶劑的起泡情況會有所變化。在生產實踐中NHD裝置出現過起泡，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，不會有起泡現象。

（六）設備數量比較

國外對相同規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需主要設備48臺，而NHD則只需30臺。

20世紀70年代末我國南京某煉廠想引進重油制氫，當時請英國福斯特惠勒公司對低溫甲醇洗和NHD工藝作了比較，低溫甲醇脫硫脫碳時需主要設備44臺，而NHD需主要設備54臺（含水力透平等）。[3]

目前，NHD凈化工藝主要應用于中小合成氨或制合成氣裝置中，己經建成的工業裝置，最大為年產18萬噸合成氨裝置。還沒有更大能力合成氨裝置的業績。

二、結語

對低溫甲醇洗工藝和NHD工藝的比較見表2：

綜上所述，低溫甲醇洗在工藝技術方面要略優于NHD工藝，但兩種方法各有特色，在選擇時必須根據整體工藝流程、對合成氣凈化的要求、各配合單元裝置情況以及項目建設經濟實力等諸多因素綜合考慮。

參考文獻：

[1]秦旭東，李正西，宋洪強，吳錫章.低溫甲醇洗和聚乙二醇二甲醚工藝的技術經濟對比[J].化工技術經濟，2007.25（1）：44-52.

[2].朱世勇.環境與工業氣體凈化技術[M].北京：化學工業出版社，2001：256-257

[3].亢萬忠.低溫甲醇洗工藝與NHD苯菲爾組合工藝技術經濟比較[J].化肥工業，1999，26（3）：2-7.