低温甲醇洗净化工艺

《低温甲醇洗净化工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低温甲醇洗净化工艺（8页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、低温甲醇洗净化工艺天然气是生产氨和氢气的理想原料，由其制成的合成气能被更有效、更清洁、更经济地（通过蒸汽转 化）生产和净化，而用其他普通原料制成的合成气就逊色得多。对采用合成气制成的碳产品而言，如甲醇、 羰基醇和费托法制成的烃，这类产品有个小缺点：蒸汽转化法制成的合成气中氢气比例通常太低。天然气的世界储量依然十分丰富，但在工业发达、经济发展更成熟的地区天然气资源正趋于殆尽，只 是最近这种趋势更明显。前几年的冬天，美国天然气价格在需求高峰期已达到高位，而今年冬天，因北海 天然气产量下降，造成欧洲天然气供应紧缺。这些地区的天然气供应将逐渐依赖于进口，从战略角度考虑， 这种状况颇为不利，甚至是危险的

2、。世界其他一些工业正迅速发展的地区至今却无丰富的资源，一些地方 甚至可能永远也没有天然气。人类一直在关注CO2排放和全球变暖问题，这两个问题与20世纪80年代和90年代的“大气灰尘” 密切相关，这与工业发达国家天然气、煤资源的加快消耗也密切相关。煤在所有矿石资源中含碳最多，工 业界又重新开始重视煤，尤其是美国。在中国，煤一直是重要的燃料和原料，将来可能依旧如此。1 重点关注煤气化制合成气显而易见，作为合成气的原料，煤由于呈固态不能采用蒸汽转化加以处理，所以不能将煤输送到蒸汽 转化工艺所必需的固态催化剂中。不过，即使能够输送，煤所含杂质的类型和数量会迅速使蒸汽转化用的 催化剂及下游其他对毒物敏感

3、的催化剂失活。采用比轻石脑油重的液态烃，情况也是如此。解决办法是利 用气化法，或部分氧化，煤与适量氧气或富含氧的空气以及蒸汽燃烧，以便与CO或在不完全燃烧中所生 成的气态烃反应生成co2和多余h2。燃烧过程为不采用催化剂、有蒸汽参与的反应提供充分热量，因而不 会出现合成气反应塔内催化剂损坏的问题。由煤和重质烃原料气化而来的合成气原料含氢、C0、CO2和剩余蒸汽，还包括气化剂不是纯氧的极少 数情况下，来自空气中的氮、惰性气体，加上硫化氢，羰基硫COS）、煤烟和灰。气化后，首先采用传统 气体净化方法脱除固体。然后使CO与蒸汽进一步反应生成co2和h2,以调整气体组分使之更适于甲醇或 其他产品合成，

4、或者在氢或氨装置中尽量增加氢气量，无论最终采取何种办法脱除CO,都要尽量减少残 留的CO。水气变换反应需要催化剂，即使在高温变换（HTS）工艺，原料气中的硫含量对所采用的更耐 用的催化剂而言都显得较高，在采用转化法的氢和氨装置中，为进一步降低气体中CO含量需进行低温变 换（LTS）反应，那么原料气中的硫对更敏感的催化剂而言浓度就显得更高了。因此在气体到达HTS催化 剂之前，要将气体中的硫脱除到一定程度，但若将硫浓度脱除到不破坏LTS催化剂的低浓度就不切实际了， 所以，即使气化法合成气装置含LTS工序，仍存在少量硫。在必需脱除所有碳氧化物的情况下，象氨装置和制取高纯度氢气的装置，高温变换后用某些

5、湿法净化 工艺脱除大量CO2,随后再采用物理吸收法如变压吸附（PSA）、深冷分离或催化甲烷化脱除残留CO2和 CO。最后一种方法的缺点是碳氧化物会转化回甲烷，在氨装置中，甲烷在合成回路中积累，增加了净化要 求。在采用清洁原料的蒸汽转化合成气装置中，脱除CO2的大型装置一般采用再生式化学洗涤溶液如活化 热钾碱（Benfield, Vetrocoke Catacarb, Carsol工艺）或活化MDEA。但重质原料生成合成气时，其中的 杂质易与这些化学洗涤液发生不可逆反应，影响效率，并可能加重腐蚀。因此，气化法制合成气装置往往 普遍采用可逆的物理吸收工艺脱除大量CO2。这在高压气化装置尤为适用。2

6、 低温甲醇洗净化工艺几十年来，酸气脱除工艺在气化合成装置中一直占主导地位，因为该工艺极适合这种特殊条件。这就 是低温甲醇洗净化工艺，由林德和鲁奇两家股份公司共同开发。工业化低温甲醇洗净化工艺为氨、甲醇、 纯 CO 或含氧气体净化氢气和合成气，以达到脱除酸性气体之目的。低温甲醇洗净化工艺是操作温度低于水冰点时利用甲醇（工业类“A”级）作为净化吸收剂的一种物理酸气净化系统。净化合成气总硫（H2S与COS）低于0.1X10-6 （体积分数），根据应用要求，可将CO2 物质的量浓度调整到百分之几，或百万分之几（体积分数）。气体去最终合成工艺（氨、甲醇、羰基合成醇、 费托法合成烃类等）之前，无需采取上游

7、 COS 水解工艺或使气体通过另外的硫防护层。与其他工艺相比，除了合成气硫浓度极低外，该工艺的主要优点是采用便宜易制取的甲醇作为溶剂，工艺配置极灵活，动力消耗很低。此外，原料气中的硫化合物与CO2在分离、精馏工序中被脱除，在克劳斯硫回收装置中进一步处理，分别作为纯CO2产品。表1介绍低温甲醇洗净化工艺生产出的主要产品规格。表1 低温甲醇洗净化工艺生产出的主要产品规格被净化的合成气CO2产品（生产尿素）h2s组分（去克劳斯装置）烟气（放空）CO一小于5 X 10-6 （体积分数）物质的量浓度大于或等于98.5%2HS+COS2小于0.1X10-6 （体积分数）210mg/m3 （标准状况）适宜（

8、大于25%）5 X 10-6 25 X 10-6（体积分数）H2O小于1X10-6 （体积分数）小于1X10-6 （体积分数）小于1X10-6 （体 积分数）小于1 X 10-6（体积分数）甲醇15X10-630X10-6 （体积分数）250 X 10-6300 X 10-6 （体积分数）100X10-6 200X10-6 （体积分数）压力压降约0.2 MPa0.17 0.33 MPa0.15 0.30 MPa0.105 MPa图1将酸气组分H2S/COS与CO2的溶解度同合成气主要组分H2和CO的溶解度加以比较（纵坐标是对数）。从这张图上发现两个现象。一是甲醇对酸气具有高选择性，所以有价值的

9、合成气组分损失一直保持 在最低水平，二是低温时酸气溶解度明显增加，因而工艺需要外界降温，通常在一35C或一40C。图1在环境压力下的甲醇中各种气体的溶解度系数入-40C时，H2S溶解度约是CO2的4倍。这说明当原料气中CO2/H2S比高达200时，仍能够生产出富 含H2S的气体。采用其他方法（适宜条件下用氮气洗涤）即使原料气中CO2/H2S比高至700时，获得的气 体中H2S物质的量浓度高于25%。图 2 标准 1 段低温甲醇洗净化工艺：流程示意图附带回收纯CO2工艺的一步法低温甲醇洗净化（RWU）典型工艺流程见图2。由于是物理吸收，低温甲醇洗净化对高压、含高浓度酸气的气体而言尤为经济。其中一

10、个优点是低温 甲醇洗净化工艺与下游深冷分离系统（冷箱）匹配，因为低温甲醇洗净化装置向深冷装置输送冷却的干燥 原料气，这样，深冷装置自身对低温甲醇洗净化装置的甲醇溶剂加以冷却。图 3 用于变换和未变换原料气的低温甲醇洗净化工艺配置到低温甲醇洗净化装置的原料气要么是含高浓度CO2的变换气（如氨合成），要么是含低浓度co2的 未变换或部分变换的气体（如CO、含氧气体或甲醇合成气），也可能是上述气体的混合。在后一种条件下, 将低温甲醇洗净化装置设计成同时处理变换和未变换的2种原料气（如同时生产CO和甲醇），如图3所示。 可以采取两种不同的净化流程，但要采用1 个共同的溶剂再生系统。利用一种优化的贫液/

11、半贫液溶剂能显 著提高这种配置的工艺经济性，减少需要热再生的溶剂量，并能将该工艺与林德公司深冷CO冷箱匹配。2.1 一步法与二步法低温甲醇洗净化工艺传统的二步法低温甲醇洗净化工艺设计中（见图4）， H2S 与羰基硫在变换上游的第1 步被脱除， CO2 在变换下游的第2 步被脱除。每一步都有各自独立的洗涤塔。因气体已脱除到较高程度，所以铁铬催化剂 能在变换过程中安全使用。操作压力一般低于5.5 MPa。图 4 用于氨 /尿素装置的 2 段低温甲醇洗净化工艺配置图 5 用于氨 /尿素装置的 1 段低温甲醇洗工艺配置最近，林德公司开发了 1种先进的一步法低温甲醇洗净化工艺，见图5。硫化合物和CO2分

12、别在1个 独立设备中的不同部位被选择性脱除。由于低温甲醇洗净化工艺位于变换反应之后，需采用耐硫（酸性） 变换催化剂。为维持催化剂活性，要求气体中H2S保持在最低浓度。压力一般为8 MPa。因一步法低温甲 醇洗净化工艺仅需 1 个净化器和 1 个气体冷却设备，所以明显节省投资。2.2 工业应用目前全球已建或处于设计/在建阶段的采用林德公司低温甲醇洗净化的装置约40套。除了鲁奇公司一 直提供低温甲醇洗净化装置外，低温甲醇洗净化工艺净化世界上75%由石油残渣、煤和废料制成的合成气， 净化90%用气化法供非IGCC应用的合成气。林德公司的低温甲醇洗净化工艺主要用于GE/德士古和壳牌 公司气化器的煤和石

13、油原料，也用于沥青和尤里卡沥青以及高温温克勒和科珀煤气化工艺的工业装置。需特别指出的是20世纪80年代投运的GE/德士古煤气化装置中，有5套林德公司低温甲醇洗净化装 置正可靠运行，其中2套运行压力为6 MPa左右。2004年，林德公司签订合同，在壳牌煤气化装置下游建造3套低温甲醇洗净化装置。其中2套用于中 国云南省年产量超过550 kt氨的合成气。另1套是双系列装置，用于净化内蒙古1套煤液化装置中的氢气。 2005年林德公司又签订3份合同，为净化GE/德士古煤气化装置制成的合成气建造低温甲醇洗工艺。其中 2套包括共同生产低温CO和甲醇合成气，第3套用于3种不同合成气氢气、含氧合成气和甲醇合成

14、气的混合气体。2.3 比较甲醇与PEGE吸收剂由于h2s与CO2在甲醇的溶解性均较高，低温甲醇洗净化工艺在溶剂循环速率相当低的条件下运行， 该速率比 PEGE 为溶剂（如 UOP-SelexolR, BASF-SepasolvR, Clariant GenosorbR等）的另一种物理吸收工 艺的循环速率低25%。图6对CO2与H2S在PEGE和甲醇的溶解度加以比较，PEGE溶剂对H2S的选择性 高于CO2。因此采用PEGE脱硫的吸收工艺仅能脱除工艺气中极有限的一部分CO2，一般在20%左右。但 在甲醇装置中这可能是个优势，因为在甲醇装置中co2是合成气中一个受欢迎的组分，但在氨装置中co2 必

15、须全部脱除，所以需要其他工艺步骤。这就是变压吸附（PSA）。但是，若采用PSA脱除大量CO2,许 多H2会与CO2 一起排到废气中。PSA中H2回收率最多为90%，尽管采用液氮洗，回收率可能会增加几个 百分点，但也存在局限性，尤其是在高压条件。总之，通过加大所有上游设备（原料准备、合成气生产 / 调节、空气分离装置等）以及增加相应的原料需求，分别增加10%就可以补偿h2的高损失率。这种增加 设备尺寸的作法比起在下游脱除酸气和合成气净化工艺中减少资金和操作成本的作法要有效得多。图 6 甲醇与 PEGE 的比较由图6得出以下结论：a）由于溶剂循环率低得多，动力消耗指数（如电能、蒸汽和冷却水）明显下

16、降。低温甲醇洗净化工艺 一般不需要膨胀涡轮机再发电。b）对大型合成装置而言，可以将低温甲醇洗工艺的酸性气脱除装置设计成单个装置。c）大部分设备（换热器、泵和特定容器）尺寸由液体循环速率决定，所以它们btPEGE工艺的尺寸要 小。与 PEGE 系统相比，低温甲醇洗净化工艺的其他优点如下：a）无需上游加氢过程，譬如COS,通常在煤或油气化所制成的气体当中，它能完全被脱除0 PEGE溶 剂只能脱除部分COS。b）甲醇的化学性质非常稳定。PEGE溶剂随运行时间增加而逐渐降解。c）来自低温甲醇洗净化装置的工艺气非常干燥，仅含少量甲醇。当深冷工艺（液氮洗或H2/CO分离工 艺）紧接在低温甲醇洗净化工艺的下

17、游时，工艺气温度极低，因低温甲醇洗净化工艺能提高深冷装置效率， 同时简化设计从而降低设备成本。来自PEGE的气体充满水蒸汽，温度相当高，这就对深冷工艺进料产生 不利。d）甲醇无腐蚀性，与PEGE溶剂相比，价格便宜而且应用范围广。e）微量组分不会在溶剂中积累，因为低温甲醇洗净化工艺有长期净化水的装置。f）从未发生过起泡现象。g）合成气净化参数佳。图 7 低温甲醇洗工艺与 PEGE 工艺的费用比较图7对低温甲醇洗净化工艺与PEGE净化工艺的动力消耗加以比较。为脱除大量CO2并采用溶剂蒸发 发电，对PEGE设计优化，但仅有30%的PEGE是热再生。在中国采用GE/德士古煤气化工艺的1套1 200 t

18、/d氨装置运行压力为3.3 MPa。表2中所采用的动力比成本可以看出，PEGE工艺的动力成本比低温甲醇 洗净化工艺高 50%左右。表2动力比成本（采用1995年中国的数据）电耗，元/kWh0.045蒸汽，元/吨4.0冷却水，元/m30.02净化氮气，元/ m3 （标准状况）0.0022.4 低温甲醇洗净化工艺与化学（胺）吸收工艺的比较图8表示物理和化学溶剂的CO2负荷能力及原料气中CO2分压之间的关系。当后者超过0.8 MPa，低 温甲醇洗净化工艺采用冷甲醇时，CO2负荷可达最高。这就表明在低温甲醇洗净化工艺和MDEA用于煤或 油气化制成的变换气时，当co2分压较高，前者循环的净化溶剂比后者少

19、得多。图8 各种净化工艺的CO2负荷（1 200 t/d氨装置）与物理低温甲醇洗净化装置相比，用于脱硫和脱大量CO2的活化MDEA净化装置有下列特点：a）因CO2负荷能力较低（在更复杂的二步法活化MDEA工艺中），活化MDEA溶剂循环速率明显比 高压气化下游的溶剂循环速率高，因而与低温甲醇洗相比，活化MDEA装置要大，这就与低温甲醇洗净化 工艺的复杂性相抵消。b）设备与管道尺寸更大地限制了单个设备的能力。c）因溶剂循环多，设备动力消耗（电力、蒸汽、冷水）较高。d）深冷工艺如液氮洗装置位于脱除CO2装置之后时，在活化MDEA工艺中，需要冷却装置对原料气 预冷，只不过该装置比低温甲醇洗净化工艺所用

20、的冷却装置小。此外，液氮洗净化工艺冷箱尺寸将增加。e）活化MDEA产生低浓度H2S，不适于克劳斯装置。因此，鉴于CO2负荷高，要将硫回收装置设计 成处理大气量，需用特殊技术象运行成本高的液体氧化还原硫回收装置（需补充化学制剂），若价格昂贵， 要避免另外的浓缩过程。f）采用低温甲醇洗净化工艺时，无需按高标准对合成气脱硫。g）co2产品纯度较低。h）溶剂补充成本较高。i）需检测以防止起泡和腐蚀。2.5 材质低温甲醇洗净化工艺实际为非腐蚀工艺。所有管道和几乎所有的设备均由碳钢制成。只有下列设备由 不锈钢制成：a）操作温度高于周边环境温度的所有塔板。b）再沸器管道。c）用于甲醇/水分离器的原料加热器管

21、道。许多运行装置的广泛应用证明材质选择的正确性。 选择碳钢、低温碳钢或合金低温碳钢应依据设备的设计温度以及采用条件。2.6 痕量组分除了脱除酸气h2s+cos与co2,原料气通常不含其他痕量组分，如氨、氰化氢、氧化氮、苯、萘、 有机硫化合物（主要是二硫化碳和硫醇）、羰基镍和羰基铁。有利的是冷甲醇能完全将痕量组分从原料合成 气中脱除；不利的是它们会在循环甲醇溶剂中积累到有害程度。这可能不利于工艺气纯度和尾气排放物。 此外，会出现设备和管道的腐蚀与堵塞问题。原料气中痕量组分的性质及数量与气化装置的进料、气化装置类型及设计、工艺设计以及气化和低温 甲醇洗的工艺设计与先后次序相关。根据经验，在痕量组分

22、和变换气方面，更应注意前者中未变换的原料 气，因为变换催化剂只将某些注意到的痕量组分脱除到限制范围。林德公司在处理痕量组分方面具有丰富的经验，能提供特殊方法阻止痕量组分进入溶剂（水或主要吸 收塔上游甲醇预洗部分），或者通过净化或过滤/洗涤将其从溶剂中脱除，从而符合产品规格，使装置长期 可靠地运行。值得一提的是利用林德公司低温甲醇洗净化装置开工率为98%甚至更高。2.7 螺旋型换热器 林德公司低温甲醇洗净化工艺的一个设计特点是利用多个螺旋型换热器。该换热器的优点如下：a）投资总成本下降，因为1 个螺旋型换热器能替代管式换热器。辅助设备（连接管线、设备、钢结构、 立式设备等）的减少会额外节省成本。

23、b）动力消耗降低，因为螺旋型换热器能够在温度差异小的情况下运行，从而使甲醇循环速率降到最低。 这样，电力、冷却和蒸汽方面消耗就下降。c）运行优势包括将甲醇注入原料气，压降降低等成熟技术。林德公司低温甲醇洗净化装置一般包括46个螺旋换热器。在下列情况下采用换热器：a）必须同时冷却或加热多种气体，这样多种气体之间可进行热交换（多气流换热器）。b）若温差小，必须移走许多热量。c）大量未溶解气体从甲醇中脱除之时（加热含未溶解气体的甲醇时，会释放大量水蒸气，蒸气/液体 流量有效比是出口处的20 倍）。3. 液氮洗工艺林德公司是液氮洗工艺设计、工程和制造方面的主要公司。世界上没有其他公司象该公司这样在深冷

24、 工艺方面有如此悠长的历史。林德公司的专业化均建立在这些装置的操作经验和反馈意见上，该公司已作 出许多重要开发，申请一系列专利，极大推动了液氮洗工艺的发展。液氮洗工艺主要用于生产氨合成气。通常是生产和净化工艺的最后一步。该工艺有2 个主要作用：a）利用进入的高压氮气，净化杂质，如原料氢气中的CO、氩气和甲醇，在冷箱内采用焦耳一汤姆逊 效应冷却液化高压氮气。b）经计算，将氮气加入到氢气中，使氨合成气中的氢氮比最终为3 : 1。CO必须从合成气中完全脱除，因为它会毒害敏感的合成氨催化剂。氩气与甲烷在氨合成回路中呈惰 性，若留在进口气体不脱除，会在氨合成回路中积累。这样会造成合成气损失，增加气体净化

25、分离设备的 费用。图 9 液氮洗净化工艺流程示意图如图 9 所示，液氮洗净化包括：a）1个吸收塔，来自上游酸气洗涤工艺的微量溶剂（如甲醇、水、少量CO2或其他化合物在分子筛层 完全脱除，从而避免在低温工艺中冷凝，低温工艺操作温度为一190 C。b）液氮洗冷箱。如果安装的设备超过运输限制，那么所有深冷工艺设备都应预先组装为整体或在现场 安装。液氮洗设备的优点是：a）因主要用于深冷分离工艺，氢产品无损耗。氢回收率约为99.5%,比其他氢净化工艺如PSA或膜工 艺更有效。如上所述，1套PSA装置可将上游合成气生产和调节装置的尺寸扩大10%左右，同时也相应增 加了原料供应量。b）氨合成气纯度高使吹扫气

26、过剩，延长下游合成催化剂的使用寿命。c）无需采用涡轮膨胀机这样的旋转设备。d）装置易操作，耐流速和组分的波动。e）液氮洗冷箱中的所有装置和管道/阀门均用铝或不锈钢制造，整体焊接，因而气体不会从法兰渗漏。 在冷箱外面就能维修阀门。f）林德公司自己的车间生产和组装所有冷箱。g）依托林德公司多年专业技术经验，设计、提供吸收塔。h）无需另外的外部冷却设备，因为上游低温甲醇洗净化工艺起到预冷作用。除了氨合成本身需要氮气外（但通过塔槽只损失3%4%氮气），液氮洗工艺的动力消耗很低,；对设 备无特殊要求。对吸收塔再生而言，只需要少量蒸汽和冷却水。作为再生气的高压氮气不会被浪费，只是 在低温甲醇洗净化工艺后期

27、用于解吸。与开车期间不同，只需来自空气分离设备的液氮，这时液氮洗工艺 在压力不够的条件下运行，利用焦耳汤姆逊效应进行必要的冷却。若需要，也能将液氮洗设计成适于MEA或MDEA净化而来的“温”原料气（如甲醇净化气）。这样 吸收塔必须设计成脱除水而不是脱除甲醇。残留的CO2浓度也较高。一般要求采用外部冷凝对原料气预冷 以方便吸收。因换热器传热面积增加，所以要加大冷箱尺寸。4 低温甲醇洗净化工艺和液氮洗工艺匹配生产氨合成气如前所述，将低温甲醇洗净化工艺与下游深冷工艺如液氮洗或CO生产工艺（冷箱）相匹配的优势明 显，因为低温甲醇洗净化工艺对后序的深冷分离工艺而言是一个预冷和干燥过程。生产氨合成气时，一

28、步法选择性低温甲醇洗净化工艺与下游液氮洗工艺匹配效果最佳。原料气压力通 常为38 MPa，压力偏高。来自气化设备的原料气经多个步骤冷却，CO变换成氢和co2。气体含大量CO2。变换气中残留的CO 物质的量浓度为1.5%，来自油气化的气体中CO2物质的量浓度为34%，而来自煤气化的气体中CO2物质 的量浓度超过 40%。低温甲醇洗净化工艺在这种方式下的主要特点如下：a）完全脱除H2S/COS，将CO2脱除到百万分之几（体积分数）。b）在适于进一步处理的高浓度气体中（如克劳斯装置），在界区范围提供所有硫化合物。c）副产品CO2无杂质，适于尿素合成。硫浓度最高为24 mg/m3 （标准状况），压力可

29、能极高，质 量稳定，适于将氨完全转化成尿素。d）烟气符合规定的环境标准。图 10 的流程示意表示低温甲醇洗净化与液氮洗工艺的最佳匹配。图 10 低温甲醇洗工艺与液氮洗净化工艺的流程示意图如果这两种工艺的设计人员各司其职，该匹配具备充分的优势，因为只有这时，才能最有效地进行必 要的工艺循环。由于林德公司擅长设计、提供低温甲醇洗与液氮洗工艺，所以两个工艺能无缝衔接，在工 艺优化与经济性方面不会出现相抵触的问题。4.1 物料平衡GE/德士古油气化的1套1 kt/d氨装置采用低温甲醇洗和液氮洗装置的物料平衡如表3所示。表3低温甲醇洗和液氮洗装置用于氨合成的主要物料平衡（单位：摩尔百分比）原料气去液氮洗

30、装置的气体氮气产生的CO2烟气h2s组分高压氮气合成气燃气h261.0096.1320.490.0274.983.272N一0.390.671000.1222.733.1099.9925.0252.072CO1.302.020.110.011 X 10-628.12Ar0.280.430.0315X10-690X10-620X10-66.04ch40.510.750.150.0110.054CO一36.3699.1077.2366.702h2s0.162 mg/m310X10-630.102COS5 X 10-60.10Nm3/h136 28187 0306 00029 12226 16872

31、430 321110 4056 184MPa7.87.60.40.250.110.257.757.380.18C40-60403030354030304.2 动力消耗 低温甲醇洗与液氮洗工艺的主要动力消耗指数见表4。液氮洗仅消耗少量高压蒸汽、用于吸收塔再生 的冷却水以及用于冷箱净化的低压氮气。表4低温甲醇洗与液氮洗工艺用于氨合成的主要动力消耗指数电耗，kW1 000-40C外部冷凝，kW1 785低压蒸汽，t/h6.6中压蒸汽，t/h1.2冷却水，m3/h345甲醇损失，kg/h204.3 低温甲醇洗/液氮洗工艺匹配的运行记录过去 10 年，林德公司负责30 套液氮洗工业装置的设计与代理，其中

32、14 套与低温甲醇洗净化工艺相 匹配。但过去林德公司将低温甲醇洗与液氮洗工艺相匹配主要用于GE/德士古油化或气化装置，最近2套 装置(2004年)是处理来自壳牌煤气化工艺的原料合成气，运行压力较低。这2套装置均位于中国云南省， 为天安公司和湛化公司提供氨，氨设计能力在560600 kt/a (1 7001 800 t/d)之间。计划于2006年底或 2007 年初运行。与早期高压液氮洗工艺的运行压力在78 MPa相反，这些装置的液氮洗工艺运行压力设计值略高于3 MPa。在这种压力下，在液氮洗工艺冷箱中利用焦耳一汤姆逊效应冷却不充分，所以需要从空气分离设备 中输入一些液氮维持冷平衡。由于操作压力

33、低，装置规模大，这些装置的冷箱尺寸(6 mX4.5 mX22 m)超过运输限制，所以必须 由林德公司协助现场制造。林德公司有现场制造经验，能安装比空气分离器大2倍的冷箱，所以对今后大 型氨装置而言，低温甲醇洗与液氮洗工艺匹配将有很大的发展空间。5 结论低温甲醇洗与下游液氮洗工艺相结合，为氨合成气的净化提供了一个可靠的工艺匹配。低温甲醇洗与 液氮洗工艺在高效利用氢和净化合成气方面均表现出色。根据长期的设计、操作经验以及低温甲醇洗与液 氮洗净化工艺相匹配的专业技术，林德公司能够提供特制的酸气脱除系统以适应各种混合原料气和气化工 艺条件，调整特定压力和处理微量杂质。与其他物理吸收或化学吸收法相比，溶剂循环速率低以及林德公 司的低温甲醇洗净化工艺专利螺旋型换热器，为一步法装置提供了经济和产能方面的优势。若林德公司能 为空气分离装置现场安装大型冷箱，那么液氮洗工艺在未来的大型装置中同样具有广阔的应用前景，张弛译自 Nitrogen+Syngas 2006 (2)