氨是我国经济产业中最重要的化工产品之一,我国独特的能源结构决定了国内合成氨工艺大多以煤为原料。煤气化后的原料气中除了含有H₂和CO等有效气体外,还有H₂S和CO₂等会造成后续反应中催化剂中毒的酸性气体杂质,所以在进行氨合成工序前对原料气的净化是极为重要的一步。目前国内外大型合成氨厂配套应用的合成气净化工艺主要有MDEA工艺及低温甲醇洗工艺。本文中采用的是低温甲醇洗工艺。低温甲醇洗工艺依据物理吸收法,利用冷甲醇在高压下对酸性气体具有极高溶解度的特性脱除原料气中的酸性气体杂质。根据不同气体的溶解度差异分别脱除甲醇溶液中的CO₂和H₂S,得到几乎不含硫的纯净CO₂产品气,同时浓缩H₂S送去硫回收装置。目前常见的低温甲醇洗工艺中通过低压解吸得到的CO₂产品气压力均在0.18 MPa左右,经压缩后送往后续工艺,这一过程会消耗大量的压缩功。某厂为了节省CO₂被压缩时消耗的能量,希望将原低温甲醇洗工艺基础上进行改造,在保证CO₂产品气摩尔流量基本不变的前提下,将CO₂产品气的解吸压力从0.18 MPa提高到0.29 MPa。本文应用Aspen Plus通用化工模拟软件,对该厂原低温甲醇洗工况进行模拟,得到与实际值基本吻合的模拟结果,从而确定所选择的PSRK物性方法和单元操作模块均正确。之后对原低温甲醇洗工艺流程进行分析和计算,确定合适的改造方案:适当提高循环甲醇的闪蒸温度,降低CO₂在甲醇中的溶解度,进行二次闪蒸;减少气提用N₂的量,降低进入尾气排空损失的CO₂量;优化换热网络,通过流股间换热减少循环甲醇升温时公用工程消耗。改造后CO₂产品气压力达到0.29 MPa,摩尔流量与改造前基本相同,且各关键流股均符合工艺设计规定。本文提出的改造方案对原装置改动较小易于操作,同时降低了N₂用量,节省操作费用,是首次在保证CO₂产品气产量不变的前提下对提高解吸压力方面的研究,对实际生产具有指导作用。