低溫甲醇洗技術中酸性氣體應用研究

劉都現(xiàn)　劉維濤

摘 要：低溫甲醇洗技術是一種利用冷甲醇作為溶劑，溶解CO2、、等酸性氣體的一種氣體凈化方法。它在我國多種生產(chǎn)裝置中都得到了廣泛的應用，如甲醇合成、工業(yè)制氫、城市煤氣、天然氣脫硫等裝置。為了能夠使低溫甲醇洗技術可以更加方法且有效的應用。本文將對低溫甲醇洗技術中酸性氣體的應用研究這一課題進行深入的研究及分析。

關鍵詞：低溫甲醇洗技術；酸性氣體；應用研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.008

0 引言

低溫甲醇洗工藝是德國林德公司和魯奇公司共同開發(fā)的采用物理系手法的一種酸性氣體凈化工藝，該工藝使用冷甲醇作為酸性氣體吸收液。因為甲醇在-60℃左右的低溫下，可以溶解酸性氣體，并且將原料中的、CO2及各種有機硫等雜質(zhì)分解出去。利用甲醇應用原理而推出的低溫甲醇洗技術在生產(chǎn)裝置凈化方面有很大的應用效果。

國內(nèi)外低溫甲醇洗技術發(fā)展情況說明

國外概況。自1954年德國魯奇公司在南非合成燃料廠建立世界上第一個工業(yè)化低溫甲醇洗示范裝置開始，低溫甲醇洗凈化裝置便得到了大量的生產(chǎn)與運行，使得其成為凈化大型合成氨裝置的有效措施。魯奇公司所推出的低溫甲醇洗裝置的工藝流程是：氣化—脫硫—變換—脫碳，從而完成裝置凈化。隨著科學技術的不斷發(fā)展，低溫甲醇洗凈化裝置不斷完善的同時，其在工業(yè)生產(chǎn)中應用日益廣泛。其實，魯奇公司推出的低溫甲醇洗凈化裝置存在一個較大問題，那就是內(nèi)部無法進行甲醇制冷，甲醇制冷需要通過外部作用才能實現(xiàn)，這使得低溫甲醇洗裝置的應用不僅麻煩，而且消耗較多能量。林德公司針對魯奇公司所制定的低溫甲醇洗凈化裝置存在的不足，提出了改正措施，即設置出高效繞管式換熱器，利用其可以進行多股物流組合換熱，加快甲醇制冷效果的同時，還能降低能量的消耗。如此，酸性氣體低溫甲醇洗技術在國外應用越來越好[1]。

國內(nèi)概況。對于低溫甲醇洗技術的研究，我國是開始于20世紀70年代。當時，由中石化蘭州設計院、南華集團研究院、浙江大學、上海化工研究院等單位以低溫甲醇洗技術的基礎理論為研究依據(jù)，對其進行了深入的分析和研究，進而取得了顯著成果，使得低溫甲醇洗技術在國內(nèi)應用比較廣泛。從近些年我國低溫甲醇洗凈化裝置制造情況來看，多個大型重機械生產(chǎn)公司，能夠生產(chǎn)出不同種類的低溫甲醇洗凈化裝置，使其硫化氫濃縮塔、變換氣吸收塔、煤氣甲醇吸收塔等關鍵設備中具有非常重要的作用。但相對于國外來講，我國在低溫甲醇洗技術發(fā)展上還存在諸多不足，需要相關研究人員不懈努力[2]。

酸性氣體低溫甲醇洗技術應用

1 酸性氣體低溫甲醇洗技術優(yōu)勢

酸性氣體低溫甲醇洗技術具有較強的應用性，其主要的作用是去除變換氣中的酸性氣體成分。它是一個物理過程，用低溫甲醇來作為吸收液，將溫度設置在-60℃，甲醇的溶解性增強，可以溶解CO2、、等。基于此點，其具有以下優(yōu)勢：

（1）吸收力強。溫度在-60℃時，甲醇的溶解性增強，其可以吸收溶解CO2、、。按照標準計算可以確定，在3.1MPa壓力、-60℃溫度條件下，甲酸溶液可以溶解160～180CO2比NHD溶液的溶解效果好很多。因此，技術的吸收力較強。

（2）選擇性好。低溫甲醇洗工藝應用中，對酸性氣體的脫硫脫碳處理可以在兩個吸收塔或一個吸收塔內(nèi)進行，但CO2、的回收程度不同。所以，再利用低溫甲醇洗工藝中，工作人員可以根據(jù)實際情況，合理的設置，使其充分發(fā)揮作用。

（3）凈化度高。為了了解低溫甲醇洗技術的凈化度，相關人士對利用低溫甲醇洗裝置脫硫脫碳處理后的凈化氣中，對CO2、的體積進行了計算，確定低溫甲醇洗技術的凈化度較高，利用此技術來凈化生產(chǎn)裝置，可以避免甲烷化、氨合成等工序催化劑中毒現(xiàn)象的發(fā)生。

（4）操作費用低。甲醇溶液具有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，且黏度和腐蝕性小。在利用低溫甲醇洗技術進行應用的過程中，其一次性投入的費用較多，但在后續(xù)應用的過程中，利用甲醇即可完成生產(chǎn)裝置凈化，無需在投入大量資金。相比較NHD工藝而言，其操作費用是較低的[3]。

2 酸性氣的利用

從現(xiàn)狀看，酸性氣利用包含著硫化氫回收成硫磺、二氧化碳的液態(tài)回收。

若采用了氧化還原來脫硫，則可選取強酸性的、含有高價鐵離子的反應液。經(jīng)過氧化吸收了硫化氫，這種流程還包含了電解氫氣。現(xiàn)存硫化氫可回收的氫氣及硫磺仍處在探究中，有待后期的改進。氧化吸收了硫化氫，這種反應要調(diào)整最合適的壓力、進氣的總流速、攪拌液體的速度，它們都有著顯著的反應影響。氧化液可以再生，要調(diào)控足夠低的電解壓力。電解陰極得到純凈的氫氣，陽極得到了氧化液，可供循環(huán)利用。

制作液態(tài)的二氧化碳必備制冷機組，機組提供了有待交換的冷能。還要提供蒸汽熱能，讓二氧化碳可以再次汽化。二氧化碳液態(tài)回收可除去多余的冷凝水，提高回收得到的功效。回收足夠的冷能，冷凝器降低了進入氣流的溫度。回收步驟降低了必要的供應冷能，也減小了汽化必要的蒸汽能源。經(jīng)過熱交換以后，液態(tài)物質(zhì)被送入了汽化器，從相對角度上降低了消耗的必要蒸汽。

3 結(jié)束語

綜合以上對酸性氣體低溫甲醇洗技術的分析，可以確定其科學、合理、有效的應用，能夠有效凈化生產(chǎn)裝置，使CO2、等酸性氣體有效溶解，并有效處理廢氣。所以，低溫甲醇洗技術酸性氣體具有較強的應用性，值得廣泛的應用。在我國科學技術水平不斷發(fā)展的情況下，相關工作人員應當一致力于低溫甲醇洗技術酸性氣體的研究與創(chuàng)新，提高其應用價值。

參考文獻：

[1]張繼龍，馬銳.低溫甲醇洗在煤氣凈化中的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2015，5（28）：1439.

[2]趙鵬飛，李水弟，王立志等.低溫甲醇洗技術及其在煤化工中的應用[J].化工進展，2012，31（11）：2442-2448.

[3]譚振啟.分析低溫甲醇洗技術在煤化工中的運用[J].黑龍江科技信息，2015（05）：37.

[4]陳威.魯奇低溫甲醇洗技術在煤化工項目中的技術改進[J].中國化工貿(mào)易，2015（29）：167.