低温甲醇洗是一种常用于从气体或固体吸收剂中脱除二氧化碳（CO₂）和硫化物（如H₂S、SO₂衍生物）的工艺。相比高温热再生或强碱溶液吸收，低温甲醇洗在温和条件下能实现较高的选择性和能耗较低的再生过程，因此在天然气净化、合成气处理和某些工业尾气处理中受到重视。先用某种介质把“脏东西”从气体里抓出来（吸收/吸附），再用低温下的甲醇把这些“脏东西”从介质上“洗”下来，达到回收或再生的目的。因为是在低温和有机溶剂环境中发生，反应速率、溶解平衡、溶剂选择性和相行为成为影响效果的关键。

原理概述

低温甲醇洗基本上分成两步：第一步是把含硫或含碳的组分从气相转移到固相或液相（通常用吸收剂或吸附剂抓取）；第二步是在低温条件下，用甲醇或甲醇混合溶剂对吸收剂/吸附剂进行洗脱，使被抓取的组分从介质上释放出来，进入甲醇相，从而实现吸收剂再生和目标组分回收。甲醇在低温下的溶解能力、与目标分子的相互作用以及体系的相平衡决定了洗脱效率和选择性。

甲醇与目标分子的相互作用

甲醇既能通过物理溶解（溶解度）捕捉CO₂和某些硫化物的分子，也能在一定条件下通过弱化学反应或形成溶剂化/络合结构增强吸收效果。低温有利于提高气体在液相中的溶解度（亨利定律的温度依赖），因此在较低温度下甲醇对CO₂等小分子的溶解度上升，有利于洗脱时实现高浓度回收。但要注意，温度太低会减慢传质速率，需要在平衡与动力学之间取舍。

低温条件的机理与优势

在低温下：①气体在甲醇中的溶解度提高，从而提高洗脱效率；②某些化学吸附（如在吸附剂表面的弱键合）更容易被溶剂破坏而释放被吸附物，使再生所需能耗降低；③甲醇作为低沸点、有机溶剂，其挥发损失和冷凝回收管理较易实施。总体优势是再生能耗低、选择性好、对热敏性组分更温和。

脱硫与脱碳的机理差别

CO₂主要靠溶解和弱化学作用被甲醇洗脱；而硫化物（尤其H₂S）在甲醇中也有一定溶解性，且若体系中存在碱性或特殊添加剂，可通过反应生成可溶性盐或络合物，从而增强洗脱。二者在同一洗脱体系中可能出现竞争溶解或选择性差异：CO₂通常溶解性强且量大，可能“抢占”溶剂容量，影响硫的回收；反过来，某些硫化物在溶剂中形成更稳定的配合物，会影响CO₂解吸行为。

传质与相平衡控制

高效洗脱不仅需要良好的平衡常数（热力学 favorable），还需要足够的传质速率（动力学 favorable）。低温虽有利于平衡吸收，但会降低分子迁移速率；因此设备设计（如塔板、填料、接触时间）、溶剂流速和搅拌/喷淋方式必须保证传质不成为瓶颈。另外，甲醇与被洗脱组分的相行为（是否发生相分离、是否形成两相体系）会影响后续的分离和溶剂回收。

操作要点与关键参数

要点包括：选择合适纯度与配方的甲醇或甲醇混合溶剂、控制洗脱温度到有利溶解但传质仍可接受的区间、保证充分接触时间与合适的接触强度、监测并控制溶剂徵收（如与水或杂质的共沸）、并配置高效的溶剂回收单元（冷凝/蒸馏）。另外，防止溶剂氧化或含水过高也很关键，因为水会改变溶解平衡并降低选择性。

常见问题与注意事项

包括：甲醇溶剂与水或杂质混合后性能下降、低温运行导致粘度上升和传质阻力、甲醇损失造成成本上升、安全与易燃风险需要妥善管理、以及洗脱后溶剂与回收物的分离效率（比如甲醇—CO₂ 或甲醇—含硫化合物分离）直接决定工艺经济性。合适的在线监测、溶剂再生与补给策略以及安全控制是必需的。

低温甲醇洗脱硫脱碳是一种依赖低温下溶剂溶解性和弱化学相互作用来实现目标组分脱附与回收的技术路线。其核心在于：一方面利用甲醇在低温时对CO₂与硫化物较好的溶解/络合能力，降低再生能耗；另一方面通过合适的溶剂配方、温度控制和设备设计来弥补低温带来的传质减慢问题。设计时必须权衡热力学和动力学：保持足够的接触时间与有效的混合，控制溶剂水分和杂质，安排好甲醇的回收与循环，同时注意易燃性与安全管理。对脱硫与脱碳同时处理的系统，还需特别考虑两者间的竞争与选择性，通过添加剂或分步处理等手段优化分离效果。