低溫甲醇洗工藝節能改進探討

李石堯（內蒙古大唐國際克什克騰煤制天然氣有限責任公司，內蒙古 赤峰 025350）

1 低溫甲醇洗工藝節能改進技術背景

1.1 節能改進技術的必要性

進入21世紀以來，我國社會經濟得到了快速發展，現代工業進程明顯加快，在深度和廣度方面取得了較大的成就。客觀上，經濟發展與工業進步對能源消耗量快速攀升，同時多樣性的能源需求開始成為我國長遠發展的瓶頸。

所謂“多樣性”能源需求，其內涵主要指在當前情況下，不同能源類型的充分應用，在平均需求量上都有所提升。而我國的能源形式卻十分嚴峻，煤炭資源豐富，石油和天然氣資源相對貧乏。為了解決這一矛盾，大力發展煤化工業就成了必然。

我國能源的富煤性特征決定了以低成本的煤炭資源代替石油、天然氣的必然性，煤制氣、煤制油在成本方面更加節約，預示著煤化工產品的社會比例越來越大。但是，在煤化工產業發展中，氣體、液體產品中還有大量的二氧化碳、硫化物等雜質，不僅影響了產品的品質，同時也造成了極大的環境污染，因此在應用過程中必須進行凈化。

以煤制氣產品為例，較為常用的凈化方法包括：NHD氣體凈化、栲膠脫硫法、低溫甲醇洗工藝等。其中低溫甲醇洗工藝以其獨特的優勢，逐漸成為大型煤化工產業的凈化首選。

低溫甲醇洗工藝的大范圍推廣，引發了人們對其優劣的對比思考。雖然一次性投資方方面需要大量的資金，但從其穩定性、安全性等方面考慮，低溫甲醇洗工藝的綜合評價依然有無可取代的優勢。在不斷改進的過程中，節能技術的巨大空間成為降低成本的又一切入點，這對我國當前嚴峻的能源形式而言，是一個很好的緩解措施。

1.2 節能改進技術的思路

低溫甲醇洗工藝的主要有效成分是甲醇溶劑，在整個凈化過程中，甲醇在低溫狀態下可以直接或間接地吸收酸性氣體（物理過程）；雖然甲醇自身并不消耗，但甲醇循環所消耗的能源占整個工藝的50%以上。

低溫甲醇洗的主要針對對象是碳和硫兩類化合物，其中二氧化碳的含量要明顯高于二氧化硫、硫化氫等酸性氣體（70%以上），也就是說，低溫甲醇洗工藝在脫硫的過程中僅僅消耗很少一部分能量，絕大部分在脫除二氧化碳的過程中消耗在甲醇循環方面；同時，研究證明，脫碳作業的能耗要大大高與脫硫作業。

基于此，如果能夠改進節能工藝，降低工藝氣中的二氧化碳含量，就可以大幅度降低能耗；按照這一思路，也可以減少甲醇的需求量。

2 低溫甲醇洗工藝節能改進技術要點

2.1 液化分離二氧化碳

這一節能改進技術的基本思路是：在進行脫除硫化合物以及其他酸性氣體之后（利用脫硫和脫碳的先后步驟不同原理），剩余的工藝氣迅速降溫，將一部分二氧化碳實現液化分離并排除；相對應地，考慮到反應罐內的空氣比例不精確性，還會剩余一部分二氧化碳，這一部分工藝氣再次進入低溫甲醇洗工藝流程中，用來脫除剩余的二氧化碳。

很明顯，這一技術的改進是將大部分二氧化碳通過液化的方式分離出來，如此一來吸收二氧化碳的甲醇量就減少，能耗也自然降低。

通過實踐表明，工藝改進之后甲醇使用量下降，不僅可以減少甲醇循環動力消耗的能量，也可以減少冷卻系統的工作損耗，以較小的代價就能維持整個系統的運轉；除此之外，二氧化碳通過甲醇脫除的量減少，也降低了氮氣的消耗，用來回收氣體的循環壓縮機功率降低，可分離出來的二氧化碳純度更高，可謂一舉多得。

液化分離二氧化碳與低溫甲醇洗工藝的復合應用方式，降低了生產運營成本，提高了凈化工藝優勢。

2.2 液體二氧化碳洗

液體二氧化碳閃蒸冷卻花熱氣可以為二氧化碳液化提供必要的低溫和冷量，這樣一來，就可以減少低溫甲醇洗過程中需要的制冷消耗來維持冷量供應。已經分離的液體二氧化碳可以再次循環利用，實現脫硫塔出口的工藝氣處理，吸收所夾帶的硫化氫、甲醇等成分。進行再次吸收的過程中，甲醇量進一步減少，用來脫除硫化合物的加儲量也相應減少；利用部分液體二氧化碳中對工藝氣攜帶的甲醇、冷凝水等進行溶解吸收，可以確保后續的工藝氣純度。

3 結語

隨著現代化工產業的不斷發展以及我國能源多樣性的客觀需求影響，改進低溫甲醇洗工藝勢在必行，其中，通過分離部分二氧化碳的方式來降低甲醇循環能耗，在整個酸性氣體凈化體系中得到了很好的效果驗證；通過進一步調整低溫甲醇洗工藝線路，優化設備技術改造，可以進一步減少能耗，為這一工藝的完善發展奠定基礎。

[1]亢萬忠,唐宏青.低溫甲醇洗工藝技術現狀及發展[J].大氮肥,1999,04:259-262.

[2]張國民,楚文鋒,耿恒聚.低溫甲醇洗工藝的研究進展與應用[J].化學工程師,2010,10:31-33.

[3]汪家銘.低溫甲醇洗工藝的技術優勢及應用進展[J].化肥設計,2013,06:1-6+10.

[4]宋勇,胡瑜飛,江艷紅.低溫甲醇洗工藝技術的最新研究現狀[J].中國井礦鹽,2014,04:11-13+33.

[5]汪家銘.低溫甲醇洗工藝技術進展及應用[J].石化技術,2007,04:48-51.