低溫甲醇洗技術(shù)及其在煤化工中的應(yīng)用

樊盼盼 翟敏靜

【摘 要】低溫甲醇洗技術(shù)在當(dāng)前的氣體凈化工程中有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，在煤化工的生產(chǎn)以及工作中有非常廣泛的應(yīng)用。文章以低溫甲醇洗技術(shù)為切入點(diǎn)，對(duì)其技術(shù)原理以及特點(diǎn)等做了簡(jiǎn)要分析，并對(duì)其在煤化工生產(chǎn)中的具體應(yīng)用進(jìn)行了探討，供相關(guān)工作人員參考。

【關(guān)鍵詞】低溫甲醇洗技術(shù)；煤化工；應(yīng)用

一直以來(lái)環(huán)境問(wèn)題都是世界最為關(guān)注的話題之一，而在煤化工生產(chǎn)中環(huán)境問(wèn)題更加突出。煤化工生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的酸性氣體，這些氣體的大量排放會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的污染，同時(shí)也會(huì)對(duì)人們的身體健康產(chǎn)生極大的影響。因此，對(duì)這些酸性氣體進(jìn)行脫塵處理是極為重要的，在眾多脫塵處理的方法中，首推簡(jiǎn)便又實(shí)用的低溫甲醇洗技術(shù)。因此加強(qiáng)對(duì)低溫甲醇洗技術(shù)及其在煤化工行業(yè)中的應(yīng)用研究具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。相關(guān)人員需要不斷對(duì)其進(jìn)行完善，使低溫甲醇洗技術(shù)更加有利于煤化工行業(yè)的發(fā)展。

一、低溫甲醇洗技術(shù)的原理及其特點(diǎn)

（一）低溫甲醇洗技術(shù)的原理

低溫甲醇洗技術(shù)是一種物理吸收的防腐方法，其主要利用甲醇將有害的酸性氣體溶解，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)防腐的目的。該項(xiàng)技術(shù)采用冷甲醇作為有機(jī)溶劑來(lái)溶解酸性氣體，充分利用了甲醇在低溫環(huán)境下極易溶解酸性氣體的特點(diǎn)，并且在溶解酸性氣體的同時(shí)，還能夠在一定程度上分段選擇吸收其他有害氣體。低溫甲醇洗技術(shù)分為2個(gè)部分，分別為解吸和多段吸收。以低溫甲醇洗技術(shù)在煤化領(lǐng)域中的應(yīng)用為例，工藝流程主要有以下3個(gè)重要部分。首先是吸收。在吸收工序之前，要先將水分除去，避免后期出現(xiàn)水凍結(jié)的不良現(xiàn)象。吸收工藝主要是為了使原料氣體中的二氧化硫氣體和二氧化碳?xì)怏w能夠在甲醇溶劑中充分溶解；其次是解吸工藝。該項(xiàng)工藝的實(shí)現(xiàn)通常需要通過(guò)3個(gè)塔，解吸工藝的作用就在于可以將吸收溶劑中不同溶解度的氫氣、二氧化碳等氣體釋放出來(lái)；最后是溶劑回收工藝，有機(jī)溶液中也會(huì)有一些不容易被溶解掉的雜質(zhì)，況且低溫甲醇洗技術(shù)使用的有機(jī)溶劑量也比較多，而且在釋放氮?dú)夂投趸紩r(shí)，會(huì)不可避免地帶出一些甲醇。所以，必須對(duì)有機(jī)溶劑進(jìn)行回收。

（二）低溫甲醇洗技術(shù)的特點(diǎn)

低溫甲醇洗技術(shù)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：第一，低溫甲醇洗技術(shù)對(duì)酸性氣體具有較強(qiáng)的吸收能力，氣體凈化程度相對(duì)較高，這樣可保證凈化之后的氣體可以更好的應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)；第二，低溫甲醇洗技術(shù)具有高度的選擇性與辨別性，氣體的脫硫和脫碳過(guò)程可在同一個(gè)吸收塔中分段進(jìn)行，從而提高了低溫甲醇洗技術(shù)的工作效率；第三，低溫甲醇洗技術(shù)具有高度的穩(wěn)定性，在其對(duì)酸性氣體進(jìn)行吸收的過(guò)程中，溶劑不會(huì)起泡，有利于穩(wěn)定生產(chǎn)；第四，在低溫環(huán)境下，可再生富甲醇，從而為冷卻氣體提供了基礎(chǔ)，且能耗比較小，能節(jié)省溶液循環(huán)使用的次數(shù)，提高資源利用效率；第五，甲醇作為酸性氣體的吸收者，自身酸性較弱，不會(huì)侵蝕其使用到的設(shè)備，這在一定程度上節(jié)省了工業(yè)設(shè)備投資，節(jié)約了工業(yè)支出；第六，甲醇溶劑比較廉價(jià)，很容易得到。這就促進(jìn)了低溫甲醇洗技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

二、低溫甲醇洗技術(shù)工藝流程

（一）低溫甲醇洗技術(shù)的整體流程

低溫甲醇洗技術(shù)的整體流程一般分為兩種，分別是一級(jí)工藝和二級(jí)工藝。其中一級(jí)工藝主要是應(yīng)用于壓強(qiáng)不低于8.5MPa的渣油氣化，二級(jí)工藝主要是應(yīng)用于壓強(qiáng)為6MPa的中壓渣油氣化。目前，在煤化工生產(chǎn)過(guò)程中一級(jí)甲醇洗流程是應(yīng)用最為廣泛的流程。在未進(jìn)行工藝之前交換氣體，在同一個(gè)塔中的不同階段來(lái)進(jìn)行硫化氫和二氧化碳?xì)怏w的去除工作。一級(jí)甲醇洗流程裝置具有2個(gè)步驟，即氣體冷卻和洗滌。一級(jí)甲醇洗流程操作簡(jiǎn)單，生產(chǎn)費(fèi)用少，得到了普遍應(yīng)用。從整體上來(lái)看，目前在煤化工中應(yīng)用的最為廣泛的低溫甲醇洗技術(shù)，共有7塔16段。首先需要對(duì)原材料氣體進(jìn)行冷卻，之后分離有機(jī)溶液，然后進(jìn)到硫化氫吸收塔內(nèi)，去除相應(yīng)氣體組成成分。從二氧化碳吸收塔出來(lái)的氣體之后會(huì)分為2個(gè)部分，分別進(jìn)到硫化氫吸收塔以及閃蒸塔，而進(jìn)入到閃蒸塔的氣體成分則會(huì)被釋放掉氫氣和二氧化碳；在這個(gè)釋放過(guò)程中，會(huì)有甲醇溶解液從硫化氫吸收塔內(nèi)流入閃蒸塔，來(lái)輔助釋放相關(guān)氣體成分。

（二）低溫甲醇洗技術(shù)各工藝塔的流程

低溫甲醇洗技術(shù)主要包括4個(gè)工藝塔。首先是硫化氫吸收塔。該部分的主要工作是將氣體吸收并將其洗滌，原料氣體按照從上到下的順序流入到塔內(nèi)，當(dāng)其經(jīng)過(guò)甲醇溶液的洗滌端時(shí)可以將交換氣體中的水分以及雜質(zhì)等去除，同時(shí)交換氣體內(nèi)的硫化氫以及二氧化碳等氣體則會(huì)被塔吸收掉，剩余的尾氣就會(huì)流入之后的另一個(gè)塔段；其次是二氧化碳吸收塔。二氧化碳吸收塔分吸收段和再吸收段，由于再吸收段有2個(gè)，所以該塔共有3個(gè)吸收段，在每段之間，都會(huì)設(shè)置段間交換器，用來(lái)除去甲醇溶液在對(duì)相關(guān)氣體進(jìn)行釋放的時(shí)候所散發(fā)出來(lái)的能量。之后是氫氣閃蒸塔。閃蒸塔有2個(gè)部分，分別為釋放氫氣以及二氧化碳的塔段和對(duì)硫化氫進(jìn)行濃縮的塔段；最后是二氧化碳再生塔。主要是用于對(duì)硫化氫以及二氧化碳進(jìn)行再吸收。該塔共有4個(gè)組成部分，提供了更好的條件用于再生二氧化碳和吸收交換氣中的其余氣體成分。

三、低溫甲醇洗技術(shù)在煤化工中的應(yīng)用

（一）煤制甲醇

在煤化工行業(yè)，甲醇是非常重要的原材料，通常都是應(yīng)用甲醇來(lái)合成甲醚以及乙烯等試劑?，F(xiàn)階段，隨著科技的不斷發(fā)展，甲醇也被廣泛的應(yīng)用到煤化工的各個(gè)方面，其中包括煤制甲醇。煤制甲醇工藝包含了多個(gè)反應(yīng)，首先要在煤氣化與一氧化碳變化的條件下，對(duì)煤炭進(jìn)行相應(yīng)處理，之后的合成步驟就會(huì)使用到低溫甲醇洗技術(shù)，直至最終制成甲醇。甲醇制成后，就可以用來(lái)制造其他的化工原料了。我國(guó)的煤制甲醇工藝已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，使用低硫煤來(lái)煉制原料氣，在進(jìn)行脫硫和脫碳的過(guò)程中就會(huì)使用到低溫甲醇洗技術(shù)，最終使得氣體可能得到相對(duì)凈化。

（二）煤制合成氨

合成氨在工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中經(jīng)濟(jì)效益明顯，因此合成氨的工業(yè)生產(chǎn)研究也非常多。煤炭制取合成氨，需要經(jīng)過(guò)對(duì)煤炭氣體的處理、一氧化碳的氣體變換、低溫甲醇洗技術(shù)的相關(guān)處理、進(jìn)行氨合成等技術(shù)環(huán)節(jié)，才能夠獲取到合成氨。此過(guò)程與煤制取甲醇有相似的步驟，使用低溫甲醇吸收酸性氣體，能夠節(jié)約資金，使用效果十分高效。

（三）煤制天然氣

我國(guó)天然氣主要分布于西部地區(qū)，而需求量主要是在中國(guó)東部的大部分地區(qū)，這就造成了東部地區(qū)天然氣不足的現(xiàn)狀。煤制天然氣在有效緩解天然氣短缺的情況發(fā)揮著非常大的作用。利用煤這種工業(yè)原料，通過(guò)氣化、CO耐硫變換、低溫甲醇洗等技術(shù)環(huán)節(jié)，將煤氣凈化處理，然后將凈化處理后的煤氣進(jìn)入固定床甲烷化反應(yīng)器，從而合成天然氣。煤制天然氣資源浪費(fèi)比較少、工作效率又高，在一定程度上提高了公司的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)也滿足了越來(lái)越多的天然氣需求量。

四、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，低溫甲醇洗技術(shù)選擇性好、吸收能力強(qiáng)、凈化程度高、耗能少等優(yōu)點(diǎn)使其在化工行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，而且實(shí)踐研究證明，其在合成氣中的二氧化碳、硫化氫等酸性氣體的脫除方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。并且目前低溫甲醇洗技術(shù)在煤制甲醇、煤制合成氨、煤制天然氣等方面的應(yīng)用都取得了巨大的突破。為更好的應(yīng)對(duì)環(huán)境以及能源緊缺問(wèn)題，相關(guān)工作人員還需要加強(qiáng)研究，使該技術(shù)能夠在更大的范圍內(nèi)發(fā)揮作用。

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