由我国能源结构决定,煤化工在一次能源应用中占据很大比重。而煤的气化技术在煤化工中占据着重要地位。煤气化后的合成气中含有大量的酸性气体,在被利用之前需要对酸性气体进行脱除。目前,在合成氨、合成甲醇等领域酸性气体的脱除主要采用低温甲醇洗工艺。低温甲醇洗工艺采用低温甲醇为溶剂吸收酸性气体,因其高选择性、高净化度和低能耗优点,在酸性气体净化领域得到了广泛的应用。本文的第一部分研究工作是对某厂的低温甲醇洗工段进行改造。原厂的工艺流程存在能耗较高、CO₂产品气回收率低等问题。应用Aspen Plus模拟软件进行流程的模拟设计,选用PSRK物性方程,运用灵敏度分析对原工艺流程进行还原。在原流程的基础上提出了两种改造方案。方案一是调整富碳甲醇和富硫甲醇进入再吸收塔的流量,方案二是将再吸收塔的三段液相采出液注入新增加的闪蒸罐。通过对比两种方案的能耗和产品回收率,确定了最优的改造方案。改造后的方案使得整个系统的能耗降低了11.2%,CO₂产品的回收率由46.6%提高到了66.7%。本文的第二部分研究工作是设计一种与低温甲醇洗联产的深冷回收H₂S工艺。该工艺使用增压透平膨胀机制冷并回收部分能量。以200kmol/h的原料气处理量为例,详细地分析了塔内组分分布状况、产品单耗以及膨胀端分配率对产品流量和产品浓度的影响。最终确定膨胀端的分配率为0.35时,流程最优。硫化氢产品气浓度达到99.9%,单耗为212.180kW·h/t。本文的第一部分内容为工厂的改造提供了理论指导依据。第二部分设计的硫化氢处理工艺为煤化工领域硫化氢的处理提供一种新的思路和方法。