低温甲醇洗是一种成熟有效的物理吸附脱除酸性气体的方法,起源与上世纪五十年代左右。该工艺利用酸性气体与有效气体在低温甲醇溶液中较大溶解度差异的性质,使用低温甲醇作为溶剂,深度脱除气体中的硫化物和二氧化碳。工艺流程主要由吸收、解吸、再生、回收系统组成。与其他物理溶剂相比,甲醇对酸性组分具有更高的选择性,需要更少的溶剂使用,所需操作费用更低,因此在气体净化领域应用广泛。某厂低温甲醇洗工艺运行中存在二氧化碳排放气中硫化物、甲烷、一氧化碳等含量较高,且甲醇循环量与设计不匹配、有效气体损失较大等问题。导致该厂二氧化碳产品气中气体含量不符合工艺要求,包含过多的硫化物与甲烷气体,需要对原工艺流程进行改造,消除甲醇与排放杂质的影响。首先采用Aspen Plus软件基于PSRK物性方法对该厂低温甲醇洗工艺的实际工况进行模拟,所得模拟值与工厂实际生产数据吻合良好,验证了模拟流程的可靠性。分析该厂现存相关问题,在原有工艺流程基础上,新增无硫甲醇闪蒸罐、闪蒸汽压缩机、闪蒸汽进出口换热器和贫甲醇/半贫液换热器,通过灵敏度分析确定改造工艺的最优参数。改造后贫甲醇液温度为-51.01℃,甲醇半贫液温度为-45.57℃,减少系统甲醇循环量,降低系统温度,恢复最初的设计能力;二氧化碳排放气中CO2的摩尔分数增至98.17%、CH4的摩尔分数降至0.49%、H2S的摩尔分数降至70 ppm、CO的摩尔分数降至0.09%,均达到工艺要求标准,减少有效气体浪费。最后运用Aspen Energy Analyzer对改造后的工艺进行换热网络分析与优化设计。设计改造的方案有效解决了二氧化碳产品气中有效气体组分甲烷与酸性气体组分硫化氢过多的问题,并将甲醇液与甲醇半贫液的温度与工艺设计值相匹配,增加了吸收塔的净化能力,为后续甲醇溶液循环量的降低奠定了基础。本文的改造方案增设的设备较少,投资较少,保留原有设备且对相关管线没有做出较大改动,改造方案简单易行,一定程度上保证了原流程的完整性。为工厂的实际生产改造提供了一定的指导意见。