低溫甲醇洗技術及其在煤化工中的應用

樊盼盼 翟敏靜

【摘 要】低溫甲醇洗技術在當前的氣體凈化工程中有非常明顯的優勢，在煤化工的生產以及工作中有非常廣泛的應用。文章以低溫甲醇洗技術為切入點，對其技術原理以及特點等做了簡要分析，并對其在煤化工生產中的具體應用進行了探討，供相關工作人員參考。

【關鍵詞】低溫甲醇洗技術；煤化工；應用

一直以來環境問題都是世界最為關注的話題之一，而在煤化工生產中環境問題更加突出。煤化工生產過程中會產生大量的酸性氣體，這些氣體的大量排放會對環境造成極大的污染，同時也會對人們的身體健康產生極大的影響。因此，對這些酸性氣體進行脫塵處理是極為重要的，在眾多脫塵處理的方法中，首推簡便又實用的低溫甲醇洗技術。因此加強對低溫甲醇洗技術及其在煤化工行業中的應用研究具有非常重要的現實意義。相關人員需要不斷對其進行完善，使低溫甲醇洗技術更加有利于煤化工行業的發展。

一、低溫甲醇洗技術的原理及其特點

（一）低溫甲醇洗技術的原理

低溫甲醇洗技術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，進而實現防腐的目的。該項技術采用冷甲醇作為有機溶劑來溶解酸性氣體，充分利用了甲醇在低溫環境下極易溶解酸性氣體的特點，并且在溶解酸性氣體的同時，還能夠在一定程度上分段選擇吸收其他有害氣體。低溫甲醇洗技術分為2個部分，分別為解吸和多段吸收。以低溫甲醇洗技術在煤化領域中的應用為例，工藝流程主要有以下3個重要部分。首先是吸收。在吸收工序之前，要先將水分除去，避免后期出現水凍結的不良現象。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氣體能夠在甲醇溶劑中充分溶解；其次是解吸工藝。該項工藝的實現通常需要通過3個塔，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；最后是溶劑回收工藝，有機溶液中也會有一些不容易被溶解掉的雜質，況且低溫甲醇洗技術使用的有機溶劑量也比較多，而且在釋放氮氣和二氧化碳時，會不可避免地帶出一些甲醇。所以，必須對有機溶劑進行回收。

（二）低溫甲醇洗技術的特點

低溫甲醇洗技術的特點主要表現在以下幾個方面：第一，低溫甲醇洗技術對酸性氣體具有較強的吸收能力，氣體凈化程度相對較高，這樣可保證凈化之后的氣體可以更好的應用于工業生產；第二，低溫甲醇洗技術具有高度的選擇性與辨別性，氣體的脫硫和脫碳過程可在同一個吸收塔中分段進行，從而提高了低溫甲醇洗技術的工作效率；第三，低溫甲醇洗技術具有高度的穩定性，在其對酸性氣體進行吸收的過程中，溶劑不會起泡，有利于穩定生產；第四，在低溫環境下，可再生富甲醇，從而為冷卻氣體提供了基礎，且能耗比較小，能節省溶液循環使用的次數，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，不會侵蝕其使用到的設備，這在一定程度上節省了工業設備投資，節約了工業支出；第六，甲醇溶劑比較廉價，很容易得到。這就促進了低溫甲醇洗技術的廣泛應用。

二、低溫甲醇洗技術工藝流程

（一）低溫甲醇洗技術的整體流程

低溫甲醇洗技術的整體流程一般分為兩種，分別是一級工藝和二級工藝。其中一級工藝主要是應用于壓強不低于8.5MPa的渣油氣化，二級工藝主要是應用于壓強為6MPa的中壓渣油氣化。目前，在煤化工生產過程中一級甲醇洗流程是應用最為廣泛的流程。在未進行工藝之前交換氣體，在同一個塔中的不同階段來進行硫化氫和二氧化碳氣體的去除工作。一級甲醇洗流程裝置具有2個步驟，即氣體冷卻和洗滌。一級甲醇洗流程操作簡單，生產費用少，得到了普遍應用。從整體上來看，目前在煤化工中應用的最為廣泛的低溫甲醇洗技術，共有7塔16段。首先需要對原材料氣體進行冷卻，之后分離有機溶液，然后進到硫化氫吸收塔內，去除相應氣體組成成分。從二氧化碳吸收塔出來的氣體之后會分為2個部分，分別進到硫化氫吸收塔以及閃蒸塔，而進入到閃蒸塔的氣體成分則會被釋放掉氫氣和二氧化碳；在這個釋放過程中，會有甲醇溶解液從硫化氫吸收塔內流入閃蒸塔，來輔助釋放相關氣體成分。

（二）低溫甲醇洗技術各工藝塔的流程

低溫甲醇洗技術主要包括4個工藝塔。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，當其經過甲醇溶液的洗滌端時可以將交換氣體中的水分以及雜質等去除，同時交換氣體內的硫化氫以及二氧化碳等氣體則會被塔吸收掉，剩余的尾氣就會流入之后的另一個塔段；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，所以該塔共有3個吸收段，在每段之間，都會設置段間交換器，用來除去甲醇溶液在對相關氣體進行釋放的時候所散發出來的能量。之后是氫氣閃蒸塔。閃蒸塔有2個部分，分別為釋放氫氣以及二氧化碳的塔段和對硫化氫進行濃縮的塔段；最后是二氧化碳再生塔。主要是用于對硫化氫以及二氧化碳進行再吸收。該塔共有4個組成部分，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、低溫甲醇洗技術在煤化工中的應用

（一）煤制甲醇

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

（二）煤制合成氨

合成氨在工業生產活動中經濟效益明顯，因此合成氨的工業生產研究也非常多。煤炭制取合成氨，需要經過對煤炭氣體的處理、一氧化碳的氣體變換、低溫甲醇洗技術的相關處理、進行氨合成等技術環節，才能夠獲取到合成氨。此過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，能夠節約資金，使用效果十分高效。

（三）煤制天然氣

我國天然氣主要分布于西部地區，而需求量主要是在中國東部的大部分地區，這就造成了東部地區天然氣不足的現狀。煤制天然氣在有效緩解天然氣短缺的情況發揮著非常大的作用。利用煤這種工業原料，通過氣化、CO耐硫變換、低溫甲醇洗等技術環節，將煤氣凈化處理，然后將凈化處理后的煤氣進入固定床甲烷化反應器，從而合成天然氣。煤制天然氣資源浪費比較少、工作效率又高，在一定程度上提高了公司的經濟效益，同時也滿足了越來越多的天然氣需求量。

四、結束語

總而言之，低溫甲醇洗技術選擇性好、吸收能力強、凈化程度高、耗能少等優點使其在化工行業得到了廣泛的應用，而且實踐研究證明，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勢。并且目前低溫甲醇洗技術在煤制甲醇、煤制合成氨、煤制天然氣等方面的應用都取得了巨大的突破。為更好的應對環境以及能源緊缺問題，相關工作人員還需要加強研究，使該技術能夠在更大的范圍內發揮作用。

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