周明 王冰(陜西陜化煤化工集團(tuán)有限公司,陜西 渭南 714100)
低溫甲醇洗工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用
周明 王冰(陜西陜化煤化工集團(tuán)有限公司,陜西 渭南 714100)
低溫甲醇洗工藝是化工產(chǎn)業(yè)中的一種重要工藝,隨著工藝技術(shù)的不斷成熟,這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)變得更加明顯。低溫甲醇洗工藝主要用于化工生產(chǎn)中去除產(chǎn)物中的酸性氣體,提高產(chǎn)物的純度,提高對(duì)副產(chǎn)物及回收氣體的利用率。本文通過(guò)對(duì)低溫甲醇洗工藝原理的介紹,重點(diǎn)闡述的低溫甲醇洗工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及相關(guān)應(yīng)用。
低溫甲醇洗;工藝;技術(shù)優(yōu)勢(shì);應(yīng)用
在我國(guó)的化工生產(chǎn)中,煤炭是重要的原料,通過(guò)對(duì)煤炭的加工處理能夠合成較多的化學(xué)產(chǎn)品,比如甲醇、天燃?xì)?、汽油等。在這一過(guò)程中,粗煤氣凈化工作是非常重要的工作環(huán)節(jié),對(duì)于保證產(chǎn)量,控制生產(chǎn)成本具有重要意義。低溫甲醇洗工藝技術(shù)在粗煤氣凈化中具有重要的應(yīng)用。由于具備可循環(huán)、低成本等優(yōu)良特點(diǎn),該技術(shù)的應(yīng)用不斷被擴(kuò)大。
低溫甲醇洗工藝是利用不同溫度下化學(xué)產(chǎn)品的物理性能差異及不同氣體的溶解度對(duì)化學(xué)生產(chǎn)產(chǎn)品中的酸性氣體、水分等進(jìn)行分離。其中,酸性氣體主要有二氧化碳、硫化氫氣體等。利用溶解度差異對(duì)氣體進(jìn)行回收時(shí),需要使用分級(jí)減壓、氮?dú)鈿馓峄蛘呒訜嵩俳馕确绞健楸WC甲醛洗的低溫環(huán)境,通常會(huì)利用丙烯制冷和二氧化碳分級(jí)分解兩種工藝。
化工生產(chǎn)中會(huì)存在一定的副產(chǎn)物和雜質(zhì),提高對(duì)副產(chǎn)物及雜質(zhì)的回收利用對(duì)于保證我國(guó)化工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。使用低溫甲醇工藝可以有效對(duì)酸性氣體進(jìn)行回收,具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。這種技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在操作費(fèi)用低、凈化程度高、選擇性較好以及吸收能力強(qiáng)等四個(gè)方面。
甲醇溶液熱穩(wěn)定性以及化學(xué)穩(wěn)定性良好,同時(shí)具有程度較弱的腐蝕性以及較低的粘度,在工藝應(yīng)用中不使用消泡劑,從而降低成本。并且甲醇溶液容易分解和降解,在使用過(guò)程中的補(bǔ)充量較少,這樣可以保證一定數(shù)量溶液的利用效率。甲醇溶液的一次性投資效果較好,保證生產(chǎn)中的凈化度以及低能耗的特點(diǎn)??傮w的經(jīng)濟(jì)效益非常優(yōu)良,因此在工藝中的應(yīng)用變得越來(lái)越廣泛。
低溫甲醇洗工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在凈化較高等方面。具體而言使用低溫甲醇洗工藝技術(shù)可以保證產(chǎn)品在脫硫脫碳后的凈化氣純度較好,并改善二氧化碳的回收效率以及硫化氫的回收濃度。通過(guò)有效回收,可以保證催化劑的催化質(zhì)量,有效避免催化劑的中毒情況。對(duì)于合成氨工藝、甲醇合成工藝等不需要增加額外的精脫硫工序,在一定程度上降低了化工生產(chǎn)成本。
利用氣體的溶液中的溶解度差異,低溫甲醇洗工藝的技術(shù)優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在具有較好的選擇性上。使用低溫甲醇洗工藝可以對(duì)硫化氫、二氧化硫以及有機(jī)硫等雜質(zhì)。這種選擇性也在對(duì)硫化氫及二氧化碳等酸性氣體的吸收上。并且對(duì)于硫化氫的吸收速度非???,吸收效率非常高。
根據(jù)甲醛溶液的物理特性,隨著溫度的降低,硫化氫氣體、二氧化碳?xì)怏w以及二氧化硫氣體在甲醇溶液中的溶解度不斷增加。甲醇溶液的吸收效率時(shí)NHD溶液吸收效率的數(shù)倍。并且甲醇溶液的利用率較高,在使用過(guò)程中只需要補(bǔ)充少量的溶液,從而實(shí)現(xiàn)降低能耗、優(yōu)化成本的目的。
低溫甲醇洗工藝的應(yīng)用主要體現(xiàn)在煤制烯烴生產(chǎn)工藝的酸洗氣體回收上。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:原料氣冷卻、硫化氫以及二氧化碳的吸收、閃蒸再生和硫化氫氣體的濃縮、熱再生、甲醇水分離、收集系統(tǒng)以及尾氣洗滌。
原料氣經(jīng)過(guò)變換裝置后,為有效避免原料氣的結(jié)冰,可以提前在原料氣中增加一定數(shù)量的甲醇,從而使原料氣按照標(biāo)準(zhǔn)完成冷卻工作。
在工藝氣吸收塔的預(yù)備清洗階段、脫硫工序段、脫碳工序段等,使用低溫甲醇可以對(duì)工藝氣中的硫化氫氣體、二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行回收。從而進(jìn)入合成氣保護(hù)床,在去除重金屬后進(jìn)入甲醇的合成裝置內(nèi)。
在中壓環(huán)境下,通過(guò)對(duì)甲醇進(jìn)行閃蒸,可以去除里面的二氧化碳?xì)怏w。去除的二氧化碳?xì)怏w可以在壓縮機(jī)的作用下進(jìn)入送氣裝置成為煤粉生產(chǎn)輸送過(guò)程中的載氣。
為保證硫的回收效率,可以在正式回收之前進(jìn)行熱再生,從而提高硫的含量,實(shí)現(xiàn)對(duì)硫的富集。之后通過(guò)甲醇的吸收,硫的質(zhì)量和含量水平都會(huì)得到大幅度提升,從而改善硫的利用率。
對(duì)于甲醇中水分的分離通常使用蒸餾的方式,從而有效保證循環(huán)甲醇中的水分含量。甲醇水分離塔分離后的廢水在冷卻后,送入尾氣洗滌塔。
低溫甲醇溶液在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)少量的損失,因此在裝置中需要增加少量的甲醇進(jìn)行補(bǔ)充,從而保證收集系統(tǒng)的效果。
在甲醇水分離塔中分離完成后,廢水會(huì)進(jìn)入冷卻裝置中,之后進(jìn)入尾氣洗滌塔裝置,在正式進(jìn)入洗滌塔之前,有部分的廢水會(huì)進(jìn)入外界。外界的脫鹽水會(huì)和廢水混合后一同進(jìn)尾氣洗滌塔。最終通過(guò)加熱后,完成甲醇和水分的分離工作。最后一道工序完成后,整套工藝流程結(jié)束。技術(shù)人員詳細(xì)分析各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù),分析異常數(shù)據(jù)形成原因,及時(shí)調(diào)整與優(yōu)化,提高技術(shù)運(yùn)行質(zhì)量與措施。
綜上所述,低溫甲醇洗工藝在煤化工生產(chǎn)中具有重要的作用,尤其在回收酸性氣體方面,具有成本低、吸收效果好等多種優(yōu)勢(shì)。但目前在工藝上低溫甲醇洗還存在一定的缺點(diǎn),這些缺點(diǎn)主要體現(xiàn)在工藝流程較長(zhǎng)、投資較大、對(duì)管道材料的要求較高。因此,低溫甲醇洗工藝的發(fā)展會(huì)對(duì)更多的先進(jìn)技術(shù)產(chǎn)生依賴,隨著材料科學(xué)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,這種工藝也會(huì)變得更加成熟。
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